基于单片机的交通灯设计

1、郑州航空工业管理学院单片机课程设计说明书2014 级专业班级题 目学号姓名指导教师二O六年十二月十五日交通灯 的基本原理单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的 机种。 单片机微型计算机简称单片机， 特别适用于控制领域， 故又称为微控制 器。单片机由单块集成电路芯片构成， 内部包含有计算机的基本功能部件： 中 央处理器、 存储器和 I/O 接口电路等。 因此，单片机只需要和适当的软件及外 部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。近年来随着科技的飞速发展， 单片机的应用正在不断地走向深入。 在实时检测和自动控制的单片机应用系统 中，单片机往往是作为一个核心部件来使用， 仅单

2、片机方面知识是不够的， 还 应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通灯是城市交通的重要指挥系统，与人们的日常生活密切相关。随 着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥堵和堵塞现象日趋严重， 引起交通事故频发等一系列问题， 因此设计一个灵活、 稳定、 便捷的多功能交 通灯控制系统具有必要性和现实性。 本次设计的意义在于通过对具体的控制 系统的设计， 掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路， 特别是一 些常用的技术手段。 在实践设计过程中， 积累设计经验， 开拓思维空间， 全面 提高个人的综合能力。本系统由单片机硬/软件系统，8位8段数码管和LED灯显示

3、系统。和电 路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。倒计时电路主要是由双位共阴数码管和 74HC573N驱动模块组成，控制 信号通过单片机的端口 P1 口进行信号的传输。倒计时电路负责的是显示红绿 灯持续显示的时间。 当绿灯或者红灯持续显示时， 数码管显示该状态的持续时 间，在黄灯闪烁显示时，起到倒计时秒数的作用。红绿灯功能电路主要是由各色的发光二极管和 74HC573N!动模块组成， 控制信号跟数码管一样都是通过 P1 口进行传输。红绿灯电路负责的是各个车 行道和人行道通行状态的显示。系统经初始化可以开始自动运行，数码管有倒计时显示功能，即1、具有直行、左转、右转、停止四个指示灯；2、

4、指示灯有倒计时显示功能，直行 +右转 20 秒，左转 +右转 10 秒，停 止 +右转 30 秒，按此规律不断循环；3、直行和左转灯灭掉前 3 秒能够闪烁提示（每秒两次） ；4、能够调整直行、左转、停止指示灯的时间。二、交通灯的硬件设计本设计单片机主要是用于控制交通灯的演示系统， 故只需要单片机最小 系统即可完成。 此电路由单片机、 时钟电路、 电源、复位电路 4 个组成部分组 成。下图分别为单片机原理图、交通灯系统电路图。图 1 单片机系统原理图图2 交通灯系统原理图2.1 复位电路 复位方式有多种，本设计采用按键复位。接线图如图3 复位电路，在复位期间（即RST为高电平期间），P0 口为高

5、组态，P1 P3 口输出高电平； 外部程序存储器读选通信号 PSEN无效。地址锁存信号 ALE也为高电平。在设 定的定时时间内必须在 RST引脚产生一个由高到低的电平变化，以清内部定 时器.图3 复位电路图2.2 晶振电路 选取原则：传统做法，但能够实现所需，即最简单也最是实用。电容选取30pF，晶振为 12MHz图4 晶振电路图供电电路由主电源和备用电源组成。主电源主要是由变压器、6A整流桥、4 个二极管， 2 个 104pf 电容，二个电解电容以及 7805 三端稳压管组成。这 个部分为系统提供主要的供电，输出电压为5V直流。备用电源主要是由 4位原件名称数量焊接位置电源部分USB座1US

6、BUSB线1双排针（2）1CONN1跳帽2104 电容 0.1uF7C2,5,6,7,8,9,11LED灯1D1电阻2K1R2最小系统部分40针座1U1STC89C521晶振12MHz1Y1电容20pF2C3,C4复位键1SW RST:电阻10K1R1蜂鸣器1LS1 +三极管90159Q1Q9电阻3301R3键盘显示、通信部分16针座1U2MAX2321单排针（5）1UART按键16KEY1KEY16单排针（3）1SWITCH1跳帽14 位 LED2DIGILED1,2电阻4.7K8R14R21电阻3308R6R13的5号电池盒组成。这个部分在主电源断电时能够几乎瞬时的为系统提供电 源，输出电

7、压也是5V直流。该电源直接接到单片机的电源端。图5主电源和备用电源切换功能电路2.4原件清单三、交通灯的软件设计3.1交通灯程序#in elude <reg51.h>#i ncludevi ntri ns.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intun sig nedcharcodeTab= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xf f,0xce;sbit up=P3A1;sbit dow n=P3A2;sbit set=P

8、3A3;sbit S8 = P2A0;sbit S7 = P2A1;sbit S6 = P2A2;sbit S5 = P2A3;sbit S4 = P2A4;sbit S3 = P2A5;sbit S2 = P2A6;sbit S1 = P2A7;ucharfen dua n仁 20,fe ndua n2=10,fe ndua n3= 3;uchar times=0;uchar sec on d=0;uchar bsecond=0;uchar sss=0;uchardisData8=7,12,1,10,11,11,6,7;void keydisplay();void display();voi

9、d Delay()un sig ned char i; for(i=0;i<255;i+);void ISR_Timer0(void) in terrupt 1 _TH0=0x3c;TL0=0xb0;times+;bsecond+; times=0;void display(uchar *po int)P0= Tab*(po in t);S1 = 0;/示Delay();51 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+1);52 = 0;/示Delay();52 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+2);53 = 0;/示Delay();53 = 1;/示P0= Tab*(po

10、i nt+3);54 = 0;/示Delay();54 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+4);55 = 0;/示Delay();55 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+5);56 = 0;/示Delay();开S1显关S1显开S2显关S2显开S3显关S3显开S4显关S4显开S1显关S1显开S2显if (times = 10)56 = 1;/关 S2 显示P0= Tab*(poi nt+6);57 = 0;/开 S3显示Delay();57 = 1;/关 S3 显示P0= Tab*(poi nt+7);58 = 0;/开 S4显示Delay();S8 = 1;/关 S4 显

11、示void delayAJ(uchar a)uchar i;while(a-)for(i=0;i<125;i+);display(disData);void key()if(set=0)delayAJ(IO);/ 消抖 / 消 抖时间可根据实际情况设定if(set=O)SSS+; delayAJ(IO);while(!set) delayAJ(IO);if(sss%4=1)if(up=O) delayAJ(IO); if(up=O) fen dua n1+;if(fen dua n1=1OO)fen dua n1=O; while(!up) delayAJ(IO); if(dow n=O

12、) delayAJ(IO); if(dow n=O)fen dua n1-;if(fen dua n1=-1)fen dua n仁 99; while(!dow n) delayAJ(IO); if(sss%4=2)if(up=O) delayAJ(IO); if(up=O) fen dua n2+;if(fen dua n2=1OO) fen dua n2=O; while(!up) delayAJ(IO);if(dow n=O) delayAJ(IO); if(dow n=O)fen dua n2-;if(fen dua n2=-1)fen dua n2=99; while(!dow n)

13、 delayAJ(IO); if(sss%4=3)if(up=0) delayAJ(10); if(up=0)fen dua n3+; if(fen dua n3=100)fen dua n3=0; while(!up) delayAJ(10);if(dow n=0) delayAJ(10); if(dow n=0)fen dua n3-; if(fen dua n3=-1)fen dua n3=99; while(!dow n) delayAJ(10);void keydisplay()bsec on d=0;if(sss%4=1)disData0=11;disData2=1;disData

14、3=11;disData6=fe ndua n1/10;disData7=fe ndua n1%10;if(sss%4=2)disData0=7;disData2=11;disData3=11;disData6=fe ndua n2/10;disData7=fe ndua n2%10;if(sss%4=3)disData0=11;disData2=11;disData3=10;disData6=fe ndua n3/10; disData7=fe ndua n3%10;void xia nshi()sec on d=bsec on d/2;if(sec on d>fe ndua n1+f

15、e ndua n2+f enduan3+1)bsec on d=0;if(sec on d<=fe ndua n1)disData0=11;disData1=12;disData2=1;disData3=11;disData6=(fe ndua n1-seco nd)/10;disData7=(fe ndua n1-secon d)% 10;if(fe ndua n1-seco nd<=3)&&(bsecon d%2=0)disData0=11;disData1=11;disData2=11;disData3=11;elseif(sec on d>fe ndu

16、a n1)&&( sec on d<=fe ndua n2+fe ndua n1)disData0=7;disData1=12;disData2=11;disData3=11;disData6=(fe ndua n1+fe ndua n2 -seco nd+1)/10;disData7=(fen dua n1+fe ndua n2 -seco nd+1)%10;if(fen dua n1+fe ndua n2-sec ond+1<=3)&&(bseco nd%2=0)disData0=11;disData1=11;disData2=11;disDat

17、a3=11;elseif(sec on d>fe ndua n2+fe ndua n1)&&(s econ d<=fe ndua n2+fe ndua n1+fe ndua n3 )disData0=11;disData1=12;disData2=11;3.2程序流程图四、课程设计总结disData3=10;disData6=(fe ndua n1+fe ndua n2 +fen dua n3-seco nd+1)/10; disData7=(fen dua n1+fe ndua n2+fe n dua n3-sec on d+1)%10;if(fen dua n1

18、+fe ndua n2+fe ndua n 3-seco nd+1<=3)&&(bseco nd%2=0)disData0=11;disData1=11;disData2=11;disData3=11;if(sec on d>fe ndua n1+fe ndua n2+fe ndu an 3+1)bsec on d=0;void mai n()TMOD |=0x01;/T0 16 位定时器 TH0=0x3c;TL0=0xb0;ET0=1;TR0=1;EA=1;while(1)key();if(sss%4=0)xia nshi();elsekeydisplay(); display(disData);本次课程设计中，重新巩固了单片机理论课时，感觉到的内容很多,知识点很杂、很繁琐。通过自己的努力也更进一步掌握了单片机的内容构造 和工作原理，以及接外部电路的情况。当然光有理论知识那只是“纸上谈兵”， 还需实际动手去实践。真正把所学的用到日常生活中，理论联系实际，做出 实物模型。这次单片机课程设计，我们设计的是简易十字路口交通灯设