第一章 控制要求概览
1. 控制核心要点
系统工作受启动开关控制,当开关置于ON位置时,系统开始工作;当开关置于OFF位置时,系统停止工作。系统需对八个控制对象进行管理,包括东西及南北方向的红灯、黄灯及绿灯,以及左转弯的绿灯。每个方向还设置有两位十进制的7段显示器,用于显示倒数计数值。
时间分段控制是本系统的关键功能之一,包括高峰时段、正常时段及晚间时段。各时段有不同的灯光控制逻辑及倒计时设定。
第二章 系统方案详细设计
2.1 交通灯运行状态分析
根据控制要求,系统设计需考虑四种交通运行状态:南北直行、南北左转、东西直行及东西左转。这四种状态分别以S1、S2、S3、S4代表,且交通灯以这四种状态为一个周期进行循环执行。
2.2 系统总体框架设计
本系统以MCS-51系列单片机AT89C51作为核心控制器,通过其P1口设置红、绿、黄灯的亮灭。采用两位带片选的7段数码管来显示倒数计数值。系统分为正常、高峰、晚间三种工作时段,并通过时间段来控制时段的相互转化。
在正常时段,系统会按照预设的时序图进行灯光控制及倒计时;高峰时段则会调整通行时间;晚间时段则禁止左转和直行,东西南北四个方向的黄灯会全部闪亮。
第三章 电路与软件协同设计
3.1 控制芯片选型及理由
AT89C51单片机是理想的选择,因其具备高性能、低电压操作及高集成度等特点,尤其适合本系统的需求。其内置的Flash存储单元可有效降低开发成本。
3.2 显示元件的选择及说明
为显示倒计时及交通状态,系统采用LED灯及数码管。LED灯用于实际交通灯的控制,而数码管则用于显示倒数计数值。普通单色发光二极管因其体积小、工作电压低、工作电流小等优点被选用。
3.3 系统硬件与软件协同设计原理
系统硬件布局需根据软件控制逻辑进行设计,确保硬件与软件的协同工作,以达到最佳的交通控制效果。
第四章 软件设计核心逻辑
4.1 程序流程图解析
系统程序需根据24小时的时间周期进行设计,包括高峰时段、正常时段及晚间时段的逻辑控制。定时器中断是关键技术之一,用于实现时间的准确控制及倒计时的功能。
4.2 编程核心技术与实现
编程中需重点考虑定时器的设置及中断服务子程序的编写。通过精确设置定时器的初值及中断服务程序,可实现时间的准确控制和倒计时的功能。
第五章 系统调试与仿真验证
5.1 Proteus仿真结果展示
在Keil开发环境下进行程序调试,并在Proteus中进行系统仿真。仿真结果应显示所有功能均按要求实现,包括灯光控制、倒计时显示等。还需提供proteus总体仿真图,以直观展示仿真结果。