基于51单片机的交通灯(红绿灯)设计论文报告

通过单片机仿真交通灯班级：10级电信姓名：李倩楠学号：20107240123第一章概述设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道。设计要求如下：用于警告。交通繁忙时，交通信号灯控制系统应有手控开关，可人为地改变信号灯的状态，以缓解交通拥挤状况。在B车道放行期间，若A车道有车而B车道无车，按下开关K1使A车道放行15s;在A车道放行期间，若B车道有车而A车B车道均为红灯，禁行20s。1)进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。2)掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3)通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解4)通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5)通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急实况。同样使用AT89C51单片机控制4个方向的交通灯(红、黄、绿)并用数码管显单片机程，熟悉STC89C51单片机并行接口的各种工作方式和应用，并了解计数器/定时单片机第二章硬件设计键盘复位电路晶振电路LED数码管显示LED指示灯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2)绿灯转为红灯时，黄灯闪亮(间隔1秒)。3)能显示剩余时间。1)元器件列表元件名称型号数量/个用途单片机1控制核心晶振1晶振电路电容2晶振电路电解电容1复位电路电阻1复位电路发光二极管红、黄、绿灯集成块1按键电路电阻电阻8数码管电路电阻7数码管驱动、按键电路数码管l显示电路微动开关3三级管PNP4数码管驱动电路表1-12)2位8段数码管工作原理：红绿灯整体示意图东西绿灯南北红灯东西黄灯闪南北红灯亮东西红灯亮南北黄灯闪东西红灯南北绿灯交通信号灯的状态表状态北西南东绿黄红绿黄红绿黄红绿黄红0001100001100101111001111021000011000013110011110011状态时间东西道红灯亮红灯亮绿灯亮黄灯亮南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮红灯亮共阳与共阴数码管自行代码字型共阳极代码共阴极代码字型共阳极代码共阴极代码091A2B3C4D5E6F7灭8表1-31、时钟电路模块的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地工作。其电路如图1-3所示：图1-3复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态，并从这状态开始工作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位电路以重新启动。本设计采用的是按键复位电路。其电路如图1-4所示：图1-4AT89C51具有1个8KB的FLASH程序存储器，1个512字节的RAM,4个8位的双向可位寻址I/0端口，3个16位定时/计数器及1个串行口和6个向量二级中断组4位LED计时器的控制，紧急车辆通行时使用外中断0(P3^2)和外中断1(P3~3),道口交通灯指示采用高亮度红、黄、绿发光二极管进行提示。由于每个路口的通行双向指示处理相同，因此每个端口应具有3A的吸收电流能力。道口通行剩余时间采用高亮红色7段LED发光数码管显示，采用共阳数码管，如用单片机吸收电流驱动，列扫描驱动使用三极管，按每段6mA电流计算，全显示字形“8”时，每个数码需6mA*8=48mA,由于时间显示每个道口相同，共需要电流192mA,因此设计中也采用了中功率三极管8550.其显示电路如图1-6所示：手手t下班46、紧急通车电路模块为了实现此功能，利用单片机中断达到目的。利用一个手动按钮开关接至单片机外部中断0,同时在软件设计时将其设定为最高优先级，当其按下时，四方全为红灯，同时将中断位置的PSW、ACC位置进行执行。再利用一个手动按钮接至单片机外部中断1当其按下时，如果是东西道是红灯，而南北道是绿灯，则将其置为东西是绿灯，南北是红灯；如果是东西道是绿灯，而南北道是红灯，则将其置为东西是红灯，南北是绿灯。两种情况都是执行完后，回到断点处继续执行。第三章软件设计#defineoff1sbitRED_ZHU=P0^0;//南北红灯sbitRED_ZHI=PO~3;//东西红灯voiddisplay2(ucharucharN=50,Y=45,Z=50,M=75,G=80,U=80;TMOD=0x11;//定时器0,1工作在方式1TH1=(65536-time)/256;//相当于(65536-time)/256;TL1=(65536-time)%256;//初值为time(50ms)TR1=1;//开定时器1中断ET1=1;//允许定时器1中断EXO=1://允许外部中断0IEO=1;//启动外部中断0voidint0(void)interrupt0//外中断0{voidintl(void)interrupt2//外部中断1{}else//if((RED_ZH(}voidISRTO(void)interrupt1//定时器0中断服务子程序temp1=N,temp2=Y,temp3=Z,temp4=M,temp5=G,temp6=U;TL0=(65536-time)%256;//重装初值timeN=templ,Y=temp2,Z=temp3,M=temp4,G=temp5,U=t=0;//禁止定时器1中断voidISRT1(void)interrupt3//定时器1中断服务子程序TL1=(65536-time)%256;//重装初值time{N--;){{]{/*=------=数码管控制=-----==-------*/码管0-9代码voiddisplayl(ucharnuml,ucharnum2)//控制南数码管显示P2=discode[numl];P21=on;Delay10uS(//低位P2=discode[num2];P20=on;Delay10uS(1//高位voiddisplay2(ucharnum3,ucharnum4)位位)/*===================主函数{/*=----------初始状态：东西南北都红灯=-----------=off;//低{//初始化计时器/*=-----------状态1:东西绿灯(45s)南北红灯/*==-=--=----状态2:东西黄灯(5s)南北红灯(当t0=20时东西、南北红灯(20s)当t0=15时东西、南北红、绿灯交换点亮[{{//东西黄灯(5s)南北红灯(5s)}}]{东西绿灯(45s)南北红灯(40s)YELLOW_ZHU=off;PO=0xff;//数码管全关掉/*=------=---状态3:东西红灯(20s)南北绿灯/*======-=====状态4:东西红灯(5s)南北黄灯{{{{{}}——{}}}*=重新赋值 N=50,Y=45,Z=50,M=75,G=80,U=80;)第四章仿真结果及其总结图1-6东西通行：通过这次交通灯的课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。在此，由于自身能力有限，在课程设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍、资料以及和还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西，对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼，能够为