求51微控制器控制的交通燈電路圖

時間 2021-09-14 07:31:53

1樓:頓子

一、設計任務與要求

1.設計一個十字路口的交通燈控制電路,要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替執行,每次通行時間都設為25秒;

2.要求黃燈先亮5秒,才能變換執行車道;

3.黃燈亮時,要求每秒鐘閃亮一次 。

二、實驗預習要求

1.複習數字系統設計基礎。

2.複習多路資料選擇器、二進位制同步計數器的工作原理。

3.根據交通燈控制系統框圖,畫出完整的電路圖。

三、設計原理與參考電路

1.分析系統的邏輯功能,畫出其框圖

交通燈控制系統的原理框圖如圖12、1所示。它主要由控制器、定時器、譯碼器和秒脈衝訊號發生器等部分組成。秒脈衝發生器是該系統中定時器和控制器的標準時鍾訊號源,譯碼器輸出兩組訊號燈的控制訊號,經驅動電路後驅動訊號燈工作,控制器是系統的主要部分,由它控制定時器和譯碼器的工作。

圖中:tl: 表示甲車道或乙車道綠燈亮的時間間隔為25秒,即車輛正常通行的時間間隔。定時時間到,tl=1,否則,tl=0。

ty:表示黃燈亮的時間間隔為5秒。定時時間到,ty=1,否則,ty=0。

st:表示定時器到了規定的時間後,由控制器發出狀態轉換訊號。由它控制定時器開始下個工作狀態的定時。

圖12、1 交通燈控制系統的原理框圖 2.畫出交通燈控制器的asm(algorithmic state machine,演算法狀態機)

(1)圖甲車道綠燈亮,乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行,乙車道禁止通行。綠燈亮足規定的時間隔tl時,控制器發出狀態訊號st,轉到下一工作狀態。

(2)甲車道黃燈亮,乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續通行,乙車道禁止通行。黃燈亮足規定時間間隔ty時,控制器發出狀態轉換訊號st,轉到下一工作狀態。

(3)甲車道紅燈亮,乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行,乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規定的時間間隔tl時,控制器發出狀態轉換訊號st,轉到下一工作狀態。

(4)甲車道紅燈亮,乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行,乙車道上位過縣停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續通行。黃燈亮足規定的時間間隔ty時,控制器發出狀態轉換訊號st,系統又轉換到第(1)種工作狀態。

交通燈以上4種工作狀態的轉換是由控制器器進行控制的。設控制器的四種狀態編碼為00、01、11、10,並分別用s0、s1、s3、s2表示,則控制器的工作狀態及功能如表12、1所示,控制器應送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制訊號。為簡便起見,把燈的代號和燈的驅動訊號合二為一,並作如下規定:

表12、1 控制器工作狀態及功能

控制狀態 訊號燈狀態 車道執行狀態

s0(00) 甲綠,乙紅 甲車道通行,乙車道禁止通行

s1(01) 甲黃,乙紅 甲車道緩行,乙車道禁止通行

s3(11) 甲紅,乙綠 甲車道禁止通行,甲車道通行

s2(10) 甲紅,乙黃 甲車道禁止通行,甲車道緩行

ag=1:甲車道綠燈亮;

bg=1:乙車道綠燈亮;

ay=1:甲車道黃燈亮;

by=1:乙車道黃燈亮;

ar=1:甲車道紅燈亮;

by=1:乙車道紅燈亮;

由此得到交通燈的asm圖,如 圖12、2所示。設控制器的初始狀態為s0(用狀態框表示s0),當s0的持續時間小於25秒時,tl=0(用判斷框表示tl),控制器保持s0不變。只有當s0的持續時間等於25秒時,tl=1,控制器發出狀態轉換訊號st(用條件輸出框表示st),並轉換到下一個工作狀態。

依此類推可以弄懂asm圖所表達的含義。

3.單元電路的設計

(1)定時器

定時器由與系統秒脈衝(由時鐘脈衝產生器提供)同步的計數器構成,要求計數器在狀態訊號st作用下,首先清零,然後在時鐘脈衝上升沿作用下,計數器從零開始進行增1計數,向控制器提供模5的定時訊號ty和模25的定時訊號tl。

計數器選用積體電路74ls163進行設計較簡便。74ls163是4位二進位制同步計數器,它具有同步清零、同步置數的功能。74ls163的外引線排列圖和時序波形圖如圖12、3所示,其功能表如表12、2所示。

圖中, 是低電平有效的同步清零輸入端, 是低電平有效才同步並行置數控制端,ctp、ctt是計 圖12、2 交通燈的asm圖數控制端,co是進位輸出端,d0~d3是並行資料輸入端,q0~q 3是資料輸出端。由兩片74ls163級聯組成的定時器電路如圖12、4所示。電路的工作原理請自行分析。

(a)圖12、3 74ls163的外引線排列圖和時序波形圖

(2)控制器

控制器是交通管理的核心,它應該能夠按照交通管理規則控制訊號燈工作狀態的轉換。從asm圖可以列出控制器的狀態轉換表,如表12、3所示。選用兩個d觸發器ff1、ffo做為時序暫存器產生 4種狀態,控制器狀態轉換的條件為tl和ty,當控制器處於q1n+1q0n+1= 00狀態時,如果tl= 0,則控制器保持在00狀態;如果,則控制器轉換到q1n+1q0n+1= 01狀態。

這兩種情況與條件ty無關,所以用無關項"x"表示。其餘情況依次類推,同時表中還列出了狀態轉換訊號st。

圖12、4 定時器電路圖

表12、2 74ls163功能表

|表12、3 控制器狀態轉換表

根據表12、3、可以推出狀態方程和轉換訊號方程,其方法是:將q1n+1、q0n+1和 st為1的項所對應的輸人或狀態轉換條件變數相與,其中"1"用原變數表示,"0"用反變數表示,然後將各與項相或,即可得到下面的方程:

根據以上方程,選用資料選擇器 74ls153來實現每個d觸發器的輸入函式,將觸發器的現態值( )加到74ls153的資料選擇輸入端作為控制訊號.即可實現控制器的功能。控制器的邏輯圖如圖12、5所示。圖中r、c構成上電覆位電路 。

圖 12、5控制器邏輯圖

(3)譯碼器

譯碼器的主要任務是將控制器的輸出 q1、 q0的4種工作狀態,翻譯成甲、乙車道上6個訊號燈的工作狀態。控制器的狀態編碼與訊號燈控制訊號之間的關係如表 12、4所示。實現上述關係的譯碼電路請讀者自行設計。

四、實驗儀器裝置

1. 數位電路實驗箱

2. 積體電路74ls74 1片,74ls10 1片,74ls00 2片,74ls153 2片,74ls163 2片,ne555 1片

3. 電阻 51kω 1只,200ω 6只

4. 電容 10uf 1只

5. 其它 發光二極體 6只

五、實驗內容及方法

表12、4控制器狀態編碼與訊號燈關係表

狀態 ag ay ar bg by br

00 1 0 0 0 0 1

01 0 1 0 0 0 1

10 0 0 1 1 0 0

11 0 0 1 0 1 0

1.設計、組裝譯碼器電路,其輸出接甲、乙車道上的6只訊號燈(實驗時用發光二極體代替),驗證電路的邏輯功能。

2.設計、組裝秒脈衝產生電路。

3.組裝、除錯定時電路。當 cp訊號為 1hz正方波時,畫出cp、 q0、 q1、 q2、q3、q4、tl.、ty的波形,並注意它們之間一的時序關係。

4.組裝、除錯控制器電路。

5.完成交通燈控制電路的聯調,並測試其功能。

2樓:完逸真珂

gewei

equ21h

shiwei

equ23h

scanled

equ25h

scanmode

equ26h

redequ

28hgreen

equ29h

yellow

equ32h

numtim

equ33h

ledequ

34horg

000h

jmpstart

org0bh

jmptimer0

org100h

start:mov

sp,#50h

movr0,#20h

movr5,#20

clr0:mov

@r0,#00h

incr0

djnz

r5,clr0

movtmod,#01h

movth0,#high(65536-5000)movtl0,#low(65536-5000)setb

tr0mov

ie,#10000010b

movp0,#0ffh

movp1,#0ffh

movp2,#0ffh

movp3,#0ffh

movr3,#10

movr2,#3

movr1,#10

movr7,#200

movred,#10

movyellow,#3

movgreen,#10

movnumtim,#10

movled,#0ffh

ajmp

$;********************===timer0:push

accpush

pswmov

th0,#high(65536-5000)movtl0,#low(65536-5000)djnz

r7,ret0

movr7,#200

mova,scanmode

movb,#4

divab

mova,brla

movdptr,#tab_scan

jmp@a+dptr

tab_scan:

ajmp

red_light

ajmp

yel_light

ajmp

gre_light

ajmp

yel_light

ret0:

mova,numtim

lcall

bin_bcd

movshiwei,a

movgewei,b

incscanled

mova,scanled

movb,#4

divab

mova,brla

movdptr,#tab_scan0

jmp@a+dptr

tab_scan0:ajmp

scan_l1

ajmp

scan_l2

scan_l1:

movp2,#11110111b

mova,shiwei

jmpend_scan

scan_l2:

movp2,#11111011b

mova,gewei

jmpend_scan

end_scan:mov

dptr,#table

movc

a,@a+dptr

movp0,a

mova,led

movp1,a

poppsw

基於51微控制器控制交通燈的電路圖與C語言程式

思路 紅燈停,綠燈行,黃燈閃爍提示行人紅綠燈即將切換。四個方向各有一個紅 黃 綠顯示和兩個數碼管。東西道為人行道 20秒 南北道為車行道 60秒 黃燈延時最後三秒時,閃爍並切換。三 硬體電路設計 此電中路設計採用at89c51微控制器,74ls47 數碼管驅動 74ls373 數碼管驅動輸出鎖存 8...

微控制器控制交通燈

吳欽浩 org 0000h sta mov p0,11011011b 幹線亮綠燈,支線亮紅燈 mov p2,0001000b 選通ledmov p3,11101111b k1列線置0mov r7,3 sta1 jb p3.3,無按鍵等待lcall delay30ms 去抖動jb p3.3,sta1 ...

求大神給個51微控制器控制逆變器的電路圖,急用,謝謝了

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