单片机课程设计之交通灯.doc

摘要 本设计是关于单片机控制的交通灯模拟系统的设计。主要内容有交通灯模拟系统设计方案，主要功能，各功能模块的介绍，电路设计，硬件部分设计，软件部分设计，模拟系统的仿真调试，设计方法以及课程设计的心得体会等等。 该设计中用光二极管来模拟信号灯，车的优先通过请求信号由外部中断技术来模拟。要求使AT9C52定时/计数器0作为定时器，要求对通行时间进行倒计时，从P 口输出，在LED上显示并进行递减以此来实现十字路口交通灯的指示功能。1 概述 3 1.1 设计的意义 3 1.2 设计的思想 3 1.3 设计满足的基本功能 4 2 系统方案及硬件设计 4 2.1 系统方案的确定 5 2.2 显示部分电路设计 5 2.3 时钟部分电路设计 6 2.4 复位部分电路设计 7 3 软件设计 8 3.1 应用系统软件设计要求 8 3.2 主程序模块的设计 8 3.3 功能实现模块的设计 18 3.4 延时程序模块的设计 22 4 Proteus软件仿真 22 4.1 仿真开发系统的功能 22 4.2 Proteus软件系统仿真 22 4.3 具体仿真结果显示 22 5 课程设计体会 26 参考文献 26 附1： 源程序代码 27 附2： 系统原理图 36 1 概述 1.1 设计的意义 交通的发达，标志着城市的发达，相对交通的管理则显得越来越重要。对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化，以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS - 51系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。 正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换，考虑紧急情况下，如有救护车或警车到来时，应优先让其通过。1.2 设计的思想 该设计在熟练掌握单片机及其仿真系统的使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术等课程方面的知识，设计一个采用AT89C52单片机控制的交通灯控制电路。 根据设计功能及要求，我们可得系统的原理框图如图所示。 根据系统的原理框图，分别分析各部分电路的元器件的功能以及选择合适的元件。具体设计思路如下：收集并整理资料，硬件设计，软件设计，Proteus仿真，设计体会与总结。 1.3 设计满足的基本功能 1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。 2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次 4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。 5）一道有车而另一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。 6）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。 2 系统方案及硬件设计 2.1 系统方案的确定 交通灯在安全行车过程中起着十分重要的作用现在交通灯一般设在十字路口在醒目位置用红绿黄三种颜色的指示灯 加上一个倒计时的显示计时器来控制行车 对于一般情况下的安全行车车辆分流发挥着作用 但根据实际行车过程中出现的情况 如何全面有效地利用交通灯指示交通情况尝试用单片机来控制交通灯在软、硬件方面采取一些改进措施,使交通灯在控制中灵活而有效LED数码管显示和扩展 键盘。在该交通灯系统的设计中采用AT89C52单片机。 2.2 显示部分电路设计 LED显示器有两中工作方式：静态显示方式和动态显示方式。 静态显示的特点是每个数码管必须接一个8位锁存器用来锁存待显示的字型码。送入一次字型码显示自行一直保持，直到送入新字型码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。各数码管在显示过程中持续得到显示信号，与各数码管接口的I/O口是专用的。动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这样一来，就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大地简化了硬件电路。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。各数码管在显示过程中轮流得到显示信号，与各数码管接口的I/O口是共用的。 该设计采用如下所示的数码管，分别显示南北和东西灯的剩余时间。片选部分和数码段显示部分，分别接单片机管脚的P2口和P0口，具体的共阴数码管下见图。 其中，A到