基于单片机交通灯控制器毕业设计.doc

目 录 摘 要 1 第一章 概述 2 1.1 设计思想 2 1.2 交通灯设计方案选择与论证 2 1.3 设计要求及目的 3 1.3.1 基本要求 3 1.3.2 提高要求 3 1.3.3 设计目的 3 1.4 交通灯控制系统简要说明 4 第二章 系统总体方案及硬件设计 5 2.1 主控芯片AT89C51单片机 5 2. 2 两位八段式数码管 7 2.3 复位和时钟电路 9 2.4 其它元件的说明 10 2.5 总电路的设计 10 2.5.1 系统电路原理图 10 2.5.2 总体电路的工作原理 10 2.5.3 各端口控制作用 11 第三章 软件设计 13 3.1 交通灯状态的分析 13 3.2 主程序流程图 13 3.3 中断程序流程图 16 第四章 Proteus软件仿真 17 4.1 仿真过程 17 4.2 检测与调试 18 总 结 20 参考文献 21 致 谢 22 附录1：源程序代码 23 附录2：元器件明细表 28 摘 要 本设计是交通信号灯控制系统，随着社会的不断的进步，社会的不断发展。交通也日渐复杂，交通的自动化也不断更新，交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不够的，这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。从而使交通指挥系统更加有秩序，更加安全。至此本人设计了交通信号灯控制系统，来指挥十字路口车辆的停通，使红绿灯指挥系统实现自动化，无人化。 该交通灯控制系统控制的是东西和南北两个方向上的车辆通行，系统共采用6个发光二极管来模拟各路交通信号灯，4个LED七段数码管以倒计时的方式显示各个方向上允许通行或禁止通行的信号灯剩余的时间。停35S，准备5S，之后通行30S，并在东西和南北两个方向上这两种状态不断循环。此系统核心元件为单片机AT89C51，单片机）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。对其编写相关程序来控制交通信号灯和数码管的时间显示，并采用外部中断来控制紧急情况。 关键词 AT89C51芯片；数码管；交通灯 第一章 概 述 1.1 设计思想 由表(1)，可以看出一个大周期的时间为两个红灯的时间，在程序中设一个计数器，当从0计至两个红灯时间时，为一个周期，对其清零，从新下一个周期。从图上也可以看出，在一个周期内，有四个特殊时间点，这四个特殊时间点是需要换向的，当计数器里的数和四个特殊点相同时，说明至少有一路信号被减到0，需要重新对数据区送数，而且还要把红绿灯的状态换一下。 正常工作时（既没有键按下时），整个主程序只有显示子程序。其它全放在中断中做。用T0作为秒信号发生器，当一秒时，计数器加一，然后比较计数器是否和四个特殊点的时间值相同，不相同各数据区的数减一，相同进行相应处理。其中，紧急状态用了INT0中断，当INT0为低电平时，程序进入紧急状态。 在处理按键时，因为按键的一次动作不仅包含按下，还包含弹开，所以在处理按键，我不仅考虑按下，还考虑弹开，当可靠按下，一边调显示子程序，一边等待键松开，当可靠松开后，才退出子程序。这样每按下一次键只会有一次动作，而且就是键被按下不松开，也不会也现，数码管没有显示的现象。 1.2 交通灯设计方案选择与论证 交通灯控制系统，可由多种电路来构成，我们这里提供三种方案供选择： 方案一：由普通的数字电路集成芯片组成 这种方案的特点是：硬件设计思路简单，但用元器件多，电路比较复杂，焊接调试容易出错，而且不利于智能控制，调时电路复杂。 方案二：用VHDL语言编程控制 这种方案的特点是：硬件设计简单，电路结构清晰，电路比较复杂 ，VHDL语言编程控制硬件，可方便的进行仿真，调试。 方案三：单片机控制 采用单片机控制，可提高电路的可靠性与稳定性，硬件电路比较简单，主要用软件来控制，控制方式灵活多样，能满足不同情况的控制，可利用中断等方式通过程序来方便的实现调时（如图1-1所示）。 图1-1整机电路设计方案图 综合以上三种方案的特点，结合我们自身的知识结构，我们采用方案三，选择常用的51系列单片机构成。 1.3 设计要求及目的 1.3.1 基本要求 1．采用AT89C51单片机控制交通信号灯； 2．以南北方向的交通灯为例，结合实际情况，控制红、黄、绿交通灯的亮和灭； 3．红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节。 1.3.2 提高要求 1．采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时间； 2．可由拨盘开关强制设置为东西红，南北绿//东西绿，南北红//东西南北都为红； 3．控制东西方向和南北