基于单片机的交通灯控制设计

1、成绩南呻I学院课程论文题 目：基于单片机的交通灯控制设计课程名称： Proteus学生姓名：丁绍成学生学号：1214030205系 别：电子工程学院专 业：通信工程年 级：2012 级任课教师：王 丽2015年4月淮南师范学院电子工程学院通信工程专业 Proteus »课程论文基于单片机的交通灯控制设计学生：丁绍成指导教师：王丽 电子工程学院通信工程1系统硬件介绍1.1 AT89C51单片机简介AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程课擦除只读存储器(FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory 的低电压、高性能 CMO

2、S8 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。 主要特性：与MCS-51兼容(2)4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 (5)全静态工作：0Hz-24Hz (6)三级程序存储器锁定 (7)128*8 位内部 RAM (8)32可编程I/O线两个16位定时器/计数器(10)5个中断源 (11)可编程串行通道 (12)低功耗

3、的闲置和掉电模式 (13)片内振荡器和时钟电路2硬件电路设计2.1 设计要求(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，支干道每次通行时间为20秒。(2)在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮 5秒，才能变换运行车道。(3)黄灯亮时，要求每秒亮一次。(4)东西方向、南北方向车道除了又红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时候都 用显示器进行显示(采用计时的方法)。(5)当有突发事情发生时(如又救护车通过时)可通过按键将各个路口设置为红 灯，保证救护车通过。2.2 设计任务(1)东西、南北车辆交替运行(2)绿灯转为红灯时，黄灯闪亮(间隔

4、1秒)(3)显示剩余时间(4 )能对交通运行进行控制2.3 总体设计通过单片机把各个部分连接起来，并正常工作，总体结构框图如图1所示:第2 页淮南师范学院电子工程学院通信工程专业 Proteus »课程论文图1总体设计框图2.4 硬件设计2.4.1 单片机选择：AT89C51AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可 擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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

5、微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。具引脚结果如图2所示：>XTAL1KTAL2RSTPC.OKADO PC.1/AJJ1 PC.2/W2 PQMW3 PC.4/M)4 PO.5KAD5 PC.6yAD6 PC.7/AD7F2.0/A8P2.1A3P2JM10PSENP2.3/A11ALEP2A/A12EAP2.5/A13P2.S/A14P27/A15P1.0P3IWRXDP1.1P3.1/TXDP1 2P32JINTOM3P9.3JMHPI 4P3.4JT0PI；P3.5/T1PI .6P3J6/WRM7图2引脚结构图2.4.2 复位电路：上电+按钮当8051的ALE及/P

6、SEN两引脚输出高电平，RST引脚高电平时，单片机复位 RST/VPD端的高电平，若直接由启动瞬间产生，则为启动复位，若通过按动按钮产生 高电平复位称手动复位。若运行过程中，需要程序从头执行，只需按动按钮开关，则直 接把+5V加道了 RST/VPD端，从而复位。复位电路如图 3所示：第3页淮南师范学院电子工程学院通信工程专业 Proteus »课程论文图3复位电路2.4.3 晶振电路晶振电路采用外部晶振电路，使用两个22uF电容并联接地，并在中间在并联晶振, 保持外部晶振电路的振荡频率与 8051的内部频率一致，保持了电路中所提供的始终频 率稳定。晶振电路如图4所示：2.4.4 数码

7、管显示：7SEG-MPX2-CC设计中采用的数码管时共阴极数码管， G、F、E、D、C、B、A七个端口时输入端 口，对其各位进行赋值，置位则亮，复位则灭，用此来显示相应的数字。1、2两端口用了控制高位和低位的选通显示，只要对端口置位，便可以选择该端口，并对其所表示 的位进行赋值显示。数码管结构如图 5所示：2.4.5 发光二极管显示每个路口都采用了三个LED灯来显示，分别代表了红黄绿三种灯来模拟交通灯的 变换。LED交通灯如图6所示：图6 LED交通灯2.4.6 键盘：独立键盘+中断采用开关控制来进入中断，可以在路口出现紧急情况时，拉动开关，使红绿灯发生相应的改变，以处理紧急情况下的车辆通行。

8、键盘电路如图7所示：图7键盘电路3软件程序设计3.1 总体流程图使用C语言编写控制程序，其总体流程如图 8所示:图8总体流程图3.2 紧急中断子程序流程图在路口出现紧急情况时，拉动开关，使红绿灯发生相应的改变，以处理紧急情况下的车辆通行，子程序流程图如图 9所示：图9紧急中断子程序流程图3.3 循环控制流程思路通过循环控制的思路来控制交通灯的正常工作，循环控制流程思路图如图10所示:4 Proteus仿真结果与分析4. 1正常运行状态在Proteus软件中进行仿真，正常运行结果如图 11所示:图11正常运行状态图4.2中断开启状态在路口出现紧急情况时，拉动开关，使红绿灯发生相应的改变，以处理紧

9、急情况下 的车辆通行，中断开启状态如图12所示：图12中断开启状态图5设计总结经过一个星期的努力和付出，完成了本次 <<Proteus»课程设计，通过本次课程设 计提高了我的设计方案和分析问题的能力，加深了对理论知识的理解，做到了理论知 识与实践的联系。学会了 Proteus这个仿真软件的运用，积累进行课程设计的经验。初步掌握了 Proteus这个软件的使用，首先通过本次课程设计，如 80C51单片机芯 片以及7SEG-MPX4-CC四位共阴二极管显示器阴，熟悉了它们各自的特点和用途。通 过本次课程设计，对理论知识有了更深入的理解，感受到Proteus的魅力。其次，通过本

10、次课程设计，大大提高了自己的动手能力和设计能力，加深对Proteus软件功能的理解，学会用这个软件设计三相步进电机控制系统，将理论知识与 实践相联系，为以后在学习和工作的发展打下一个良好的基础。然后，通过该课程设计，初步理解了利用计算机控制技术进行三相步进电机控制系统的设计。我相信未来是属于我们的，随着科学技术的发展，Proteus仿真技术的应用将将越来越广泛，发挥越来越重要的作用。第9 页淮南师范学院电子工程学院通信工程专业 Proteus »课程论文参考文献1谭浩强编著.C程序设计（第四版）.北京：清华大学出版社.20102谢维成、杨加国编著.单片机原理与应用及C51程序设计.（

11、第2版）.北京： 清华大学出版社.20093陈忠平编著.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真（第 2版）.北京： 电子工业出版社.20124郭天祥编著.51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略.北京： 电子工业出版社.2009附录：源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar temp,aa,nn;sbit rn=P2A0;sbit yn=P2A1；sbit gn=P2A2;sbit rw=P2A3;sbi

12、t yw=P2A4;sbit gw=P2A5;sbit shi=P3A6;sbit ge=P3A7;/*对要使用的单片机各个口进行定义*/bit flag=0;uchar codetable= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79 ,0x71;/*将数字0123456789的16进制数定义成数组用以显示*/void delay(uint z);void disp(uint n);void yn_flash(void);void yw_flash(void);void xint0();

13、void timer0();void LED_ON();void xint1();void LED_OFF();void rnzhu();void rwzhi();void main()uint num;num=0;aa=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;EX0=1;IT0=0;EX1=1;IT1=1;/*中断初始化*/while(1)rnzhu();yn_flash();/*主函数中显示部分*/rwzhi();yw_flash();void delay(uint z) /* 延时子

14、函数 */uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void timer0() interrupt 1 /* 定时器初始化 */TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;if(aa=18)aa=0;flag=1;void disp(uint n)/* 显示子函数 */while(!flag)ge=0;P0=tablen%10;delay(50);shi=1;ge=1;shi=0;P0=tablen/10;delay(50);shi=1;ge=1；if(flag=1)flag=0;void

15、 rnzhu() /*主干道的红绿灯和数码管显示子函数*/uint num;num=30;disp(num);while(num<=30&&num>0)num-;P2=0xde;disp(num);void rwzhi()/*支路的红绿灯和数码管显示子函数*/uint num;num=20;while(num<=20&&num>0)P2=0xf3;disp(num);num-;void yn_flash(void)/*主干道的黄灯和数码管显示子函数*/uint a;for(a=5;a>0;a-)P2=0xdd;yn=1;delay(100);yn=0;disp(a);void yw_flash(void)/*支路的黄灯和数码管显示子函数*/uint a;for(a=5;a>0;a-)P2=0xeb;yw=1;delay