Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông tại ngã tư

Thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư dùng vi xử lí với yêu cầu sau:Mỗi hướng có hai cột, gồm các đèn: xanh, vàng, đỏ, đèn cho phép và cấm rẽ phải.Hiển thị thời gian và đếm lùi bằng Led 7 thanh, thời gian cho đèn xanh: 25s, đỏ: 30s, vàng: 5s.Các đèn xanh, đỏ, vàng dùng Led đơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông tại ngã tư

HÀ NỘI Tháng 07 năm 2016

BÀI TẬP LỚN

VI XỬ LÝ

Đề bài:

Thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư dùng vi xử lí với yêu cầu sau:

- Mỗi hướng có hai cột, gồm các đèn: xanh, vàng, đỏ, đèn cho phép và cấm rẽ phải

- Hiển thị thời gian và đếm lùi bằng Led 7 thanh, thời gian cho đèn xanh: 25s, đỏ: 30s, vàng: 5s

- Các đèn xanh, đỏ, vàng dùng Led đơn

MỤC LỤC

PHẦN 1: YÊU CẦU THIẾT KẾ 5

1.1: Mục đích thiết kế 5

1.2: Giới thiệu linh kiện và chức năng 5

1.3: Sơ đồ nguyên lý 7

PHẦN 2:LẬP TRÌNH CHO MẠCH 8

2.1: Yêu cầu 8

2.2: Sơ đồ khối 8

2.3: Code chương trình 9

PHẦN 3: KẾT QUẢ 17

3.1: Mạch mô phỏng 17

3.2: Mạch in 18

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã đang

và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống, xã hội và không thể thiếu trong lĩnh vực giao thông đô thị hiện nay

Sự cần thiết cũng như tính khả thi và lợi ích của mạch số cũng chính là lý do thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư sử dụng vi xử lý AT89C51 và Led”

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy, trong suốt quá trình làm đề tài do kiến thức còn hạn chế do vậy đề tài không thể tránh được những thiếu sót

Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô để đề tài được tốt hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn

PHẦN 1: YÊU CẦU THIẾT KẾ 1.1 Mục đích thiết kế

 Bài toán:

Thiết kế hệ thống đèn giao thông tại ngã tư dùng vi xử lí với yêu cầu sau:

- Mỗi hướng có hai cột, gồm các đèn: xanh, vàng, đỏ, đèn cho phép và cấm rẽ phải

- Hiển thị thời gian và đếm lùi bằng Led 7 thanh, thời gian cho đèn xanh: 25s, đỏ: 30s, vàng: 5s

- Các đèn xanh, đỏ, vàng dùng Led đơn

 Mục đích:

- Hiểu rõ về VĐK của họ MCS51 mà cụ thể là AT89C51

- Nắm vững nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn giao thông

- Biết sử dụng phần mềm mô phỏng chương trình

- Thiết lập mạch in và mạch thật

 Yêu cầu:

- Thiết kế sơ đồ nguyên lý

- Lập trình bằng ngôn ngữ C

- Chạy mô phỏng trên Protus

- Chạy mạch thực tế

1.2 Giới thiệu linh kiện và chức năng

Các linh kiện sử dụng:

Do mạch làm nhiệm vụ điều khiển hệ thống đèn giao thông ở ngã tư nên ta chọn các linh kiện sau:

- Vi xử lí AT89C51

- 4 Led 7SEG-MPX2-CA Anot chung

- 2 nút bấm

- 1 tụ phân cực 10uF

- 2 tụ 33pF

- 1 tụ thạch anh 12V

- 8 Led xanh

- 4 Led đỏ

- 4 Led vàng

- 38 điện trở 220k

- 2 điện trở 10k

- 12 transitor loại PNP

AT89C51: Hình dạng thực tế và datasheet Led 7 thanh

1.3 Sơ đồ nguyên lý

PHẦN 2:LẬP TRÌNH CHO MẠCH 2.1 Yêu cầu

- Vi điều khiển AT89C51 có 4 cổng vào/ra( I/O) như sau: Port 0, Port 1, Port 2, Port 3

- Chức năng của các cổng đối với mạch:

- Port 1: Quét Led đơn

- Port 0: Quét Led 7 vạch

- Port 2: Nối với mạch hiển thị đếm ngược

- Port 3: Nối với nút bấm thực hiện chương trình điều khiển đèn giao thông ở ngã tư, chọn Led hay đếm lùi

Vòng lặp Do-while: Vòng lặp while sẽ kiểm tra điều kiện trước rồi thực hiện

câu lệnh bên trong vòng lặp, còn vòng lặp do while thì ngược lại sẽ thực hiện

câu lệnh bên trong vòng lặp trước rồi mới kiểm tra điều kiện, nếu điều kiện đúng thì sẽ thực hiện tiếp vòng lặp kế tiếp, nếu điều kiện sau thì sẽ dừng vòng lặp

2.2 Sơ đồ khối

Chương trình chính

Ktra nút

Y

2.3 Code chương trình

#include <REGX51.H>

#define bat 1

#define tat 0

sbit dk_x_1 = P1^0; //den xanh lan duong 1

sbit dk_v_1 = P1^1; //den vang lan duong 1

sbit dk_d_1 = P1^2; // den do lan duong 1

begin

Khởi tạo hệ thống:

- Khai báo biến

- Ngăn xếp

- Timer

- Bảng mã Led

Kiểm tra nút bấm

Hiển thị Led

end

sbit dk_x_2 = P1^3; //den xanh lan duong 2

sbit dk_v_2 = P1^4; //den vang lan duong 2

sbit dk_d_2 = P1^5; //dendo lan duong 2

sbit dk_r_1 = P3^0;//cho phep re trai lan 1

sbit dk_r_2 = P3^2; //cho phep re phai lan 2

sbit dk_cr_1 = P3^1;//cam re trai lan 1

sbit dk_cr_2 = P3^3;//cam re trai lan 2

sbit dk_led1 = P2^0; //led 7 thanh hang chuc lan duong 1

sbit dk_led2 = P2^1; //led 7 thanh hang don vi lan duong 1

sbit dk_led3 = P2^2; //led 7 thanh hang chuc lan duong 2

sbit dk_led4 = P2^3; //led 7 thanh hang don vi lan duong 2

sbit start = P3^7; // nut khoi dong

unsigned char sogiaylan1,sogiaylan2;

void hienthi(unsigned char sogiaylan1,sogiaylan2); //khai bao mau cho ham hien thi

void time10ms (); //khai bao mau cho ham tao tre

/* chuong trinh chinh */

void main ()

{

TMOD = 0x01; //khai bao su dung time0 che do 1, 16 bit

P1=0x00; //tat tat ca cac den bao

P3=0x80;

while(1) // vong lap vo tan

{

unsigned char khoidong;

if(start==0) // bat dau chuong trinh

khoidong=1;

while(khoidong==1) {

sogiaylan1=30; // gia tri cua sogiaylan1

sogiaylan2=25; // gia tri cua sogiaylan2

do

{

dk_d_1=bat;

dk_x_2=bat;

dk_cr_1=bat;

dk_r_2=bat;

hienthi(sogiaylan1,sogiaylan2);

sogiaylan1 ;

sogiaylan2 ;

}

while(sogiaylan2!=0);

sogiaylan2=5;

do

{

dk_r_2=bat;

dk_x_2=tat;

dk_v_2=bat;

hienthi(sogiaylan1,sogiaylan2);

sogiaylan1 ;

sogiaylan2 ;

}

while(sogiaylan2!=0);

sogiaylan2=30;

sogiaylan1=25;

do

{

dk_v_2=tat;

dk_x_1=bat;

dk_d_2=bat;

dk_r_1=bat;

dk_cr_1=tat;

dk_r_2=tat;

dk_cr_2=bat;

hienthi(sogiaylan1,sogiaylan2);

sogiaylan1 ;

sogiaylan2 ;

}

while(sogiaylan1!=0);

sogiaylan1=5;

do

{

dk_cr_2=bat;

dk_r_1=bat;

dk_x_1=tat;

dk_v_1=bat;

hienthi(sogiaylan1,sogiaylan2);

sogiaylan1 ;

sogiaylan2 ;

}

while(sogiaylan1!=0);

dk_v_1=tat;

dk_d_2=tat;

dk_cr_2=tat;

dk_r_1=tat;

}

}

}

/* ham tao tre 10ms */

void time10ms ()

{

TH0 = 0xd8;

TL0 = 0xf0;

TR0 = 1;

while(!TF0);

TR0=0;

TF0=0;

}

/* ham hien thi */

{

unsigned char chuc1,donvi1,chuc2,donvi2,a;

unsigned char maled[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90}; //Ma led bay thanh

chuc1=sogiaylan1/10;

donvi1=sogiaylan1%10;

chuc2=sogiaylan2/10;

donvi2=sogiaylan2%10;

for(a=0;a<25;a++)

{

P0=maled[chuc1];

dk_led1=1;

time10ms();

dk_led1=0;

dk_led2=1;

time10ms();

dk_led2=0;

P0=maled[chuc2];

dk_led3=1;

time10ms();

dk_led3=0;

P0=maled[donvi2];

dk_led4=1;

time10ms();

dk_led4=0;

}

}

// ket thuc chuong

trinh //

PHẦN 3: KẾT QUẢ 3.1 Mạch mô phỏng

3.2 Mạch in