¡Urgente! ! ! Buscando informe de diseño del curso de control de semáforo con microcontrolador 8255

Tu título es demasiado simple. Solo puedo ver que la dirección del puerto ABC es la misma.

La parte inferior es mi papel. La cuenta regresiva está hecha de LED y el semáforo. está hecho de diodos emisores de luz

Créelo usted mismo

Diseño de semáforo controlado por microordenador de un solo chip

Índice de contenidos

1. Resumen y palabras clave, referencias

II. Diseño y demostración de esquemas

III.Texto: 1. Descripción funcional

II. /p>p>

3. Diseño del programa principal del sistema

4. Diagrama esquemático general del circuito

5. >Un resumen:

Este sistema está compuesto por un microcontrolador, un teclado, una pantalla LED y un sistema de demostración de semáforo. Diseñar un sistema de gestión del tráfico para vehículos y peatones en las intersecciones. El sistema incluye funciones básicas de semáforo, como girar a la izquierda, girar a la derecha y caminar. El tablero de cronometraje muestra el tiempo restante para la transición del tráfico en la intersección. , el tráfico se puede implementar manualmente. La intersección está cerrada a los vehículos y los peatones pueden pasar. Además, cuando vehículos especiales como 119 y 120 pasan por la intersección, el sistema puede cambiar automáticamente a un estado en el que se liberan vehículos especiales y se prohíbe el paso de otros vehículos. El sistema vuelve automáticamente a la gestión normal después de 15 segundos. Otras funciones incluyen la conversión de gestión de pases de 84 y 60. El método de visualización que combina tubos digitales y LED de matriz de puntos requiere tanto salida digital de cuenta regresiva como salida de luz de estado.

Palabras clave:

Sistema de microcomputadora de un solo chip (AT89C51) controla 8255, reglas de tránsito, pantalla LED, escaneo dinámico, entrada de clave, ajuste de período

Referencias: "Guía de diseño curricular de MCU" Prensa de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Beijing

"Diseño de aplicaciones de los principios de MCU de la serie MCS-51" Prensa de la industria de defensa nacional

"Tutorial de capacitación práctica de MCU" Universidad de Beijing Presione

"Principios y aplicaciones de los sistemas de microcomputadoras"

"Principios y aplicaciones de las microcomputadoras"

2. Diseño y demostración de esquemas

1 Solución de fuente de alimentación:

Al utilizar una fuente de alimentación regulada independiente, esta solución es estable y confiable, y hay varios circuitos maduros disponibles

2 Solución de interfaz de pantalla

Adopte el método de combinar tubos digitales y LED de matriz de puntos, porque el requisito real no es solo la salida del donante de cuenta atrás, sino también la salida de la luz de estado, etc. Para facilitar la visualización y tener en cuenta la situación real, utilice tubos digitales. y LED para mostrar la hora y solicitar información respectivamente. Esta solución no sólo cumple con los requisitos funcionales del sistema, sino que también reduce la complejidad de la implementación del sistema.

Esquema de 3 entradas

Conecta el interruptor de llave directamente al puerto IO. Debido a que el circuito se simplifica y optimiza durante el diseño, todavía hay más recursos para los puertos restantes.

4 esquemas de control principales

Utilizando el microcontrolador AT89C51 como controlador para controlar 8255 para implementar la cuenta regresiva del tráfico y girar a la izquierda, girar a la derecha, seguir recto y las instrucciones de tráfico para peatones usando un único cristal líquido LCD. Pantalla de matriz de puntos. Este diseño de solución ocupa la menor cantidad de puertos del microcontrolador y requiere menos hardware. El consumo de energía también es mínimo;

Diagrama de bloques del sistema

Texto

1. sistema de microcomputadora con chip, un teclado y un diodo emisor de luz, sistema de demostración de semáforo. El microcontrolador se utiliza como controlador principal para la gestión del tráfico de vehículos y peatones en la intersección. Cada dirección tiene cuatro indicadores de tráfico: giro a la izquierda, giro a la derecha. , recto y peatonal. El tablero de cronometraje muestra el tiempo restante para la transición del tráfico en la intersección. Además, cuando vehículos especiales como 119 y 120 pasan por la intersección, el sistema puede cambiar automáticamente a un estado en el que se liberan vehículos especiales y se prohíbe el paso de otros vehículos. El sistema vuelve automáticamente a la gestión normal después de 15 segundos. También tiene funciones como el control manual de la conversión de gestión de tráfico de 84 y 60 en tiempo compartido.

2. Diseño del circuito de hardware del sistema

Todo el sistema de circuito consta de un módulo de sistema de control, un módulo de visualización de control de salida de semáforo, un módulo de visualización de tiempo, un módulo de visualización de tiempo y un módulo de control automático de vehículos especiales, etc. composición.

1. Sistema de control principal

El puerto P0 del microcontrolador se utiliza para controlar el 8255. El puerto PA y el puerto PB del 8255 se utilizan para controlar las direcciones norte-sur y Semáforo este-oeste. El puerto de PC y los puertos P3.0~P3.2 se utilizan para controlar 4 grupos de temporizadores LED de 2 dígitos. Cuando pasa el vehículo especial, se utiliza el puerto de interrupción externo 1 (P3.3) y se utiliza la conversión manual y automática. el botón P1.0.

Seleccione el modo de trabajo 0 de 8255. En este caso, el programa puede configurar los tres puertos como entrada y salida.

2. Control de salida del semáforo

La indicación del semáforo de la intersección utiliza diodos emisores de luz de dos colores rojo y verde de alto brillo, uno para giro a la izquierda, uno para adelante y otro para la derecha. giro y peatón. Cuando la corriente de iluminación es de 6 mA, calculada según la fórmula R=(5-1,8)/0,006, la resistencia limitadora de corriente debe ser de 510 Ω. Dado que la señal bidireccional es la misma para el tráfico norte-sur, cada puerto debe tener una. Capacidad de absorción de corriente de 12 mA. La Figura 7.4 muestra el diagrama del circuito de la luz indicadora.

3. Módulo de visualización del tiempo

El tiempo restante en el cruce se muestra mediante un tubo digital luminoso LED rojo de 7 segmentos de alto brillo, que utiliza un tubo digital positivo. es impulsado por un microcontrolador para absorber corriente. El controlador de escaneo de columna utiliza transistores y, según la corriente de 6 mA por segmento, cuando la fuente "8" se muestra completamente, cada tubo digital requiere 6 mA × 8 = 48 mA. Dado que la visualización del tiempo es la misma para cada cruce, 4 grupos requieren 192 mA, por lo que en el diseño se utiliza el transistor de potencia media 9012. Dado que cada puerto de salida de descifrado de código del microcontrolador necesita absorber 24 mA de corriente, el bloque integrado del controlador 74HC244 es. También se utiliza en el diseño de circuitos. El circuito de control de la pantalla se muestra en la figura.

4. Módulo de control automático de vehículos especiales

Las luces de cruce automáticas pueden apagar automáticamente todas las luces verdes cuando llegan vehículos especiales, permitiendo el paso de vehículos especiales. En el diseño, se utiliza un generador de infrarrojos como generador para vehículos especiales y se utilizan interrupciones en tiempo real para afectar los requisitos de tráfico de los vehículos especiales. Los receptores de infrarrojos generalmente utilizan receptores de infrarrojos integrados que se utilizan en televisores, que tienen una alta sensibilidad y una gran capacidad antiinterferencias.

Circuito de alimentación

Dado que todo el sistema adopta el voltaje de la fuente de alimentación. Requiere 5 V, por lo que se utiliza un dispositivo regulador de voltaje de 3 terminales no ajustable. El lm7850 de uso común puede cumplir con los requisitos de fuente de alimentación del sistema. La fuente de alimentación regulada integrada de tres terminales LM7850 está compuesta internamente por 8 partes, incluido un circuito de cuasi voltaje, una fuente de corriente constante, un circuito de protección contra sobrecorriente, un circuito de protección contra sobretensión y un circuito de protección contra cortocircuitos. de bajo consumo de energía, alta eficiencia, pequeño coeficiente de ondulación y voltaje de salida estable.

3. Diseño del programa principal del sistema

El programa del sistema de control de tráfico de cruce se divide principalmente en los siguientes módulos: programa de inicialización, programa principal, programa de interrupción programada y programa especial de respuesta en tiempo real para vehículos, etc.

1. Programa de inicialización

El programa de inicialización completa principalmente la configuración de la asignación de memoria, el modo de funcionamiento del temporizador, el modo de interrupción, etc. Dado que hay muchas llamadas a subrutinas, el puntero de la pila se establece en 80H durante la inicialización. Los temporizadores T0 y T1 están configurados en modo de temporizador de 16 bits, el bit de tiempo de sincronización es de 50 ms, se usa para contar segundos y T1 se usa para parpadear al final del tráfico.

2. Programa principal

El programa principal es responsable de la función de gestión general del programa y realiza la configuración del intercambio hombre-máquina. Dado que la hora se muestra mediante escaneo dinámico, el programa principal necesita llamar al programa de visualización de escaneo la mayor parte del tiempo. El diagrama de flujo principal del programa se muestra a continuación.

3. Programa de servicio de interrupción de interrupción externa 1

Al pasar, el automóvil emite una señal infrarroja. La señal es recibida por el receptor en el tablero de control de cruce y emite un nivel bajo. Interrupción externa 1. El diagrama de flujo del controlador de interrupciones se muestra en la figura de la página siguiente.

4. Programa de interrupción programada del servicio

El programa se utiliza principalmente para instrucciones de tránsito para vehículos y peatones. De acuerdo con las reglas de tránsito, la tabla lógica de conversión de control de semáforos se enumera en la Tabla 7.1. .

Función de control de puerto en dirección norte-sur 120~110s 110~70s 70~60s 60~10s 10~0s

P*.7 Girar a la izquierda rojo 0 0 0 1 1

P*.6 Gira a la izquierda en verde 1 1 1 0 0/1

P*.5 Sigue recto en rojo 1 1 1 0 0

P*. 4 Seguir recto en verde 0 0 0/1 1 1

P*.3 Girar a la derecha en rojo 0 1 1 1 1

P*.2 Girar a la derecha en verde 1 0 0 0 0/1

P*.1 Peatonal rojo 1 1 1 0 0

P*.0 Peatonal verde 0 0 0/1 1 1

Intersección palabras de control 66H 6AH 6AH/7BH 99H 99H /DDH

Dirección este-oeste P*.7 Girar a la izquierda rojo 0 0 0 0 0

P*.6 Girar a la izquierda verde 1 1 1 1 1

P *.5 Ir recto rojo 0 0 0 0 0

P*.4 Ir recto verde 1 1 1 1 1

P* .3 Girar a la derecha rojo 0 1 1 1 1

P*.2 Girar a la derecha verde 1 0 0 0 0/1

P*.1 Verde peatonal 0 0 0 0 0

P*.0 Peatón rojo 1 1 1 1 1

Las palabras de control de cruce son 55H 59H 59H 59H 59H/5DH

Las reglas de tránsito son las siguientes:

(1) Los vehículos deberán circular recto de norte a sur y girar a la derecha en cada vía, con circulación peatonal de norte a sur. El tiempo de tránsito de norte a sur es de 1 minuto y cada giro a la derecha se abre 10 segundos más tarde que si se sigue recto.

(2) Los vehículos deben girar a la izquierda de norte a sur y a la derecha en todas las carreteras. Se prohíbe la circulación de peatones. El tiempo de tránsito es de 1 minuto.

(3) Los vehículos van rectos de este a oeste, giran a la derecha en cada vía y los peatones pasan de este a oeste. El tiempo de tránsito de este a oeste es de 1 minuto y los giros a la derecha en cada carretera se abren 10 segundos más tarde que el tránsito recto.

(4) Los vehículos pueden girar a la izquierda de este a oeste y a la derecha en cada carretera, pero no se permite el paso a los peatones. El tiempo de tránsito es de 1 minuto.

Las reglas generales de la tabla se implementan mediante el envío de códigos de control a los puertos del semáforo de control. Su principio es convertir los semáforos de encendido y apagado en cada intersección de acuerdo con diferentes reglas de tráfico en códigos de control de puerto de microcontrolador. Su función indicadora se realiza a través del programa de servicio de interrupción programada T0.

El período de interrupción del temporizador T0 es de 10 ms. Cuando la interrupción se acumula 20 veces (es decir, 1 s), la unidad de cuenta regresiva de 120 s se reduce en 1. En el diseño, las cuatro reglas de tráfico se dividen en diferentes métodos de iluminación. Al consultar los datos de la segunda unidad de cuenta regresiva, se envían diferentes códigos de datos de control al puerto de control en diferentes períodos de tiempo. El código de control se divide en 5 períodos de tiempo: 84-74, 74-58, 58-48, 48-10 y 10-0. El diagrama de flujo del programa de función de sincronización de gestión del tráfico se muestra en la figura de la página siguiente.

5. Depuración y análisis de rendimiento

Al diseñar, los circuitos se prueban de acuerdo con los dos circuitos principales: el programa de control de semáforos y el programa especial de interrupción de vehículos.

1. Programa de control de semáforo

El temporizador T0 se envía directamente para controlar la luz de acuerdo con el código de datos calculado en la Tabla 7.1 y observar si su estado lógico cumple con los requisitos. La depuración se puede realizar varias veces y repetidamente hasta que la relación lógica sea correcta. Vale la pena señalar que los indicadores en las direcciones norte-sur y este-oeste deben depurarse al mismo tiempo.

2. Depuración del circuito de detección de infrarrojos cuando pasan vehículos especiales

Coloque un módulo transmisor de infrarrojos en el coche de simulación y conecte el terminal de entrada del osciloscopio a la salida del módulo receptor de infrarrojos. del semáforo de control de tráfico en el pin, cuando el automóvil pasa por la intersección, detecta si se recibe el rayo infrarrojo. Si la salida de este pin es de nivel bajo, significa que se puede recibir la señal y el circuito es normal.

Este sistema utiliza el microcontrolador AT89C51 como núcleo. Durante la etapa de depuración del programa de desarrollo, se utiliza W78E516B para la programación y modificación en línea, lo que puede acelerar en gran medida el progreso de la depuración.

El semáforo diseñado se puede utilizar para la gestión del tráfico de vehículos y peatones en las intersecciones. La pantalla utiliza un tubo digital de 7 segmentos de 2 dígitos, que puede mostrar intuitivamente la hora de apertura y cierre del semáforo. en el diseño, cuenta regresiva 84S Adecuado para ciudades con gran flujo de tráfico, la cuenta regresiva 60s se puede usar para ciudades pequeñas y medianas, es completamente funcional y no solo tiene la función indicadora de los semáforos comunes, sino que también agrega el paso automático; Función de vehículos especiales. Sus funciones y efectos de control son exactamente los mismos que los de los semáforos reales de gestión de intersecciones.