毕业设计：交通灯实时控制系统设计.doc

目录 第1章 需求分析 1 1.1 课程设计题目 1 1.2 课程设计目的 1 1.3 课程设计任务与要求 1 1.4 软硬件运行环境及开发工具 1 第2章 概要设计 2 2.1 设计原理及实现方法 2 2.2 主要芯片说明 2 2.2.1 AT89C51芯片 2 2.2.2 74LS164芯片 3 2.2.3 LED数码管 4 2.3 交通灯实时控制系统流程 5 第3章 详细设计 6 3.1 硬件设计与实现 6 3.1.1 交通灯实时控制原理 6 3.1.2 LED灯循环模块硬件连线 6 3.1.3 倒计时模块硬件接线 7 3.1.4 紧急按钮电路模块接线 8 3.2 软件设计及实现 8 3.2.1 LED灯循环模块设计 8 3.2.2 倒计时模块设计 9 3.2.3 紧急按钮电路模块设计 10 第4章 系统调试与操作说明 11 4.1 系统操作 11 4.2 系统调试 11 4.3 实验结果 11 第5章 总结与设计体会 12 参考文献 12 附录 13 第1章 需求分析 1.1 课程设计题目 交通灯实时控制系统设计 1.2 课程设计目的 1.巩固和加深课堂所学知识； 2.学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力； 3.通过对交通灯实时控制系统的设计与制作，掌握MCS-51单片机的中断系统、定时/计数器及并行I/O口的综合应用和编程方法，掌握七段数码管的显示原理和方法。 1.3 课程设计任务与要求 任务：采用MCS-51单片机仿真实验仪DVCC-52196JH++作为实验平台，设计一个十字路口的交通灯控制系统，要求车辆无交叉通过。功能要求如下： 1．东西方向和南北方向轮流放行控制： 1）南北方向准行60秒（直行40秒，大拐20秒），东西方向准行40秒（直行30秒，大拐10秒），按秒倒计时，并通过两位七段数码管显示器显示剩余时间； 2）当准行时间剩最后5秒时，灯闪烁以示警告。 2. 特殊控制（二选一）： 1）当东西方向允许通车时，若南北方向已有10辆车到来，则申请中断，东西方向红灯亮，南北方向准行，其中用脉冲输入的个数模拟南北方向等待的车辆数； 2）有紧急按钮功能，当按下紧急按钮时，两车道均为红灯，保证紧急车辆顺利通过，要求用中断实现。 要求：完成实验方案论证，进行十字路口的交通信号灯控制电路设计，画出电路原理图、元器件布线图及实验电路图；搭建实验电路，进行软件编程、调试、运行以及使用说明文档的建立等一整套工作任务。进行十字路口的交通信号灯控制程序设计（采用汇编语言）；系统联调，提交一个符合上述功能要求的十字路口的交通信号灯控制系统设计。 1.4 软硬件运行环境及开发工具 硬件：PC机、MCS-51单片机仿真实验仪DVCC-52196JH++、两片数码管显示器(LED)、导线若干。 软件：DVCC系列单片机仿真实验系统 。 开发工具：汇编语言。 第2章 概要设计 2.1 设计原理及实现方法 本实验是采用MCS-51单片机仿真实验仪DVCC-52196JH++作为实验平台，设计一个十字路口的交通灯控制系统，要求车辆无交叉通过。我用到了L1—L6六个灯。 开始时东西路直行红灯亮，南北路口绿灯亮，同时开始35s倒计时。35s倒计时结束后开始5s倒计时，南北绿灯闪烁，大拐时南北路口黄灯亮，15秒倒计时。15秒倒计时结束后开始5秒倒计时，黄灯闪烁。总通行时间为60秒。 表2-1南北方向准行状态 35s 5s 15s 5s 东西通道 红灯L1亮 红灯L1亮 红灯L1亮 红灯L1亮 南北通道 绿灯L5亮 绿灯L5闪 黄灯L6亮 黄灯L6闪 随后南北路直行红灯亮，东西路口绿灯亮，同时开始25s倒计时。25s倒计时结束后开始5s倒计时，东西绿灯闪烁，大拐时东西路口黄灯亮， 5秒倒计时。5秒倒计时结束后开始5秒倒计时，黄灯闪烁。总通行时间为40秒。 表2-2 东西方向准行状态 25s 5s 5s 5s 南北通道 红灯L4亮 红灯L4亮 红灯L4亮 红灯L4亮 东西通道 绿灯L2亮 绿灯L2闪 黄灯L3亮 黄灯L3闪 实现紧急通车功能时，需要人工实现，编程时利用到中断才能带到目的，只要有按钮按下，那么2个方向全部显示红灯，亮绿灯黄灯全灭来禁止以后车辆通行。当情况解除，让时间回到隔断处继续进行。通车情况如图所示： 南北方向 南北方向 图2-1 东西方向和南北方向轮流放行控制图 2.2 主要芯片说明 2.2.1 AT89C51芯片 输入/输出端口通常简写为I/0。MCS-51单片机共有P0 输出端口，每一个I/O引脚都能独立地作为输入或输出。P3口可以作为准双向I/O口，而且每个引脚还具有第二功能[1]，设计中应用到得端口性能总结在下表中。 表2-3 P3口第二功能 口线 第二功能 功能含义 P3