单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计单片机交通灯课程设计19/19单片机交通灯课程设计单片机原理及应用课程设计报告系别：物理系专业：电子信息工程指导教师：班级：1504学号：姓名：2018.5课程设计任务书院（系）：专业：学号学生姓名班级课程设交通灯控制系统计题目设计任务：1.交通灯控制系统能产生四个方向的交通信号；2.每个方向交通灯由红、绿和黄三个灯组成,在实验板上交通灯用发光二极管代替；3.交通灯点亮时间由设计者自行确定。课程设计要求：设计1.解析设计要求，明确性能指标。必定仔细解析课题要求、性能、指标及应用环任境等，广开思路，构思出各种整体方案，绘制结构框图。务.确定合理的整体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的本源，敲定可行方案。.设计各单元电路。整体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在必然幅面的图纸上合理布局，平时是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年代日目录一、绪言1二、方案比较与论证12.1系统整体流程图12.2单片机的选择方案论证12.389C51单片机引脚功能说明.22.4单片机最小系统.5三、硬件电路设计63.1交通灯控制系统电路图63.2晶振电路的设计73.3LED灯电路的设计.73.4主要元器件选择8四、程序设计8五、交通灯控制系统仿真.10六、结束语11七、参照文件11一、绪言近来几年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机经常作为一个核心部件来使用，正在不断的应用到实质生活中，并且依照详尽硬件结构软硬件结合，加以完满。十字路口车辆穿越，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然序次呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了经过信号灯对路面状况的智能控制。从必然程度上解决了交通路口拥堵、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统拥有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装保护方便等优点，有广泛的应用远景。二、方案比较与论证2.1系统整体流程图晶振电路AT89C51

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显示模块12.2单片机的选择方案论证方案一：采用可编程逻辑时期CPLD作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、牢固性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的办理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的办理速度的要求也不是特别高，且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案方案二：采用Atmel公司的单片机的可擦除只读储藏器可以屡次擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失储藏器制造技术制造，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和闪速储藏器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统供应了一种灵便性高且价廉的方案。综合考虑，选择方案二，采用Atmel公司的AT89C51单片机作为控制器。2.389C51单片机引脚功能说明VCC：供电电压。GND：接地。2P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸取8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0可以用于外面程序数据储藏器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外面必定接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部供应上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外面下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外面拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序储藏器或16位地址外面数据储藏器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外面八位地址数据储藏器进行读写时，P2口输出其特别功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，3并用作输入。作为输入，由于外面下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特别功能口，以下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外面中断0）P3.3/INT1（外面中断1）P3.4T0（计时器0外面输入）P3.5T1（计时器1外面输入）P3.6/WR（外面数据储藏器写选通）P3.7/RD（外面数据储藏器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当接见外面储藏器时，地址锁存赞同的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程时期，此引脚用于输入编程脉冲。4在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外面输出的脉冲或用于准时目的。可是要注意的是：每当用作外面数据储藏器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。别的，该引脚被略微拉高。若是微办理器在外面执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外面程序储藏器的选通信号。在由外面程序储藏器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在接见外面数据储藏器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此时期外面程序储藏器（0000H-FFFFH），无论可否有内部程序储藏器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程时期，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。52.4单片机最小系统晶振电路图7.时钟电路XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外面振荡器时，外面振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于组成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反响元件的片外晶体谐振器一起组成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2组成并联谐振电路，接在放大器的反响回路中。对外接电容的值诚然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的牢固性、起振的快速性和温度的牢固性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22μF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片凑近，以减少寄生电容，更好地6保证震荡器牢固和可靠地工作。三、硬件电路设计3.1交通灯控制系统电路图3.2晶振电路的设计73.3LED灯电路的设计83.4主要元器件选择主要元器件采用型号和数量如表1所示：序号资料名称规格型号数量元件代号1单片机AT89C511U12晶振12MHz1X13电容22PF2C1、C24发光二极管红、黄、绿12D1-D125电阻220Ω13R1-R136电解电容器10uF1C3四、程序设计#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitRED_A=P0^0;sbitYELLOW_A=P0^1;sbitGREEN_A=P0^2;sbitRED_B=P0^3;sbitYELLOW_B=P0^4;sbitGREEN_B=P0^5;9ucharFlash_Count=0;Operation_Type=1;voidDelayMS(uintx){uchart;while(x--){for(t=120;t>0;t--);}}voidTraffic_lignt(){switch(Operation_Type){case1:RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN_A=0;RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1;DelayMS(2000);Operation_Type=2;break;case2:DelayMS(200);YELLOW_A=~YELLOW_A;if(++Flash_Count!=10)return;10Flash_Count=0;Operation_Type=3;break;case3:RED_A=0;YELLOW_A=1;GREEN_A=1;RED_B=1;YELLOW_B=1;GREEN_B=0;DelayMS(2000);Operation_Type=4;break;case4:DelayMS(200);YELLOW_B=~YELLOW_B;if(++Flash_Count!=10)return;Flash_Count=0;Operation_Type=1;break;}}voidmain(){while(1){Traffic_