基于单片机的交通灯设计方案.doc

目录 1 概述 3 1.1 交通灯设计方案选择与论证： 3 1.2设计要求及目的： 3 1.2.1基本要求： 3 1.2.2提高要求： 3 1.2.3设计目的： 4 1.3交通灯控制系统的简单说明： 4 2 系统总体方案及硬件设计 5 2.1 硬件电路各元件介绍： 5 2.1.1核心芯片AT89C51单片机的说明 5 2.1.2两位八段式数码管 7 2.1.3其它元件的说明 9 2.2总电路的设计及过程说明 10 2.2.1设计基本框架图：（如图6所示） 10 2.2.2总体电路的工作原理： 10 2.2.3各端口控制作用： 11 2.2.4复位和时钟电路： 12 2.3设计思想： 13 3 软件设计 14 3.1交通灯状态的分析： 14 3.2主程序流程图：（如图一，图二所示） 15 3.3中断程序流程图：（如图三所示） 17 4 Proteus软件仿真 18 4.1仿真过程： 18 （1）南北红，东西绿 18 4.2检测与调试： 20 5课程设计体会 22 5.1心得体会： 22 参考文献 22 附1：源程序代码 23 附2：系统原理图 28 1 概述 1.1 交通灯设计方案选择与论证： 交通灯控制系统，可由多种电路来构成，我们这里提供三种方案供选择： 方案一：由普通的数字电路集成芯片组成 这种方案的特点是：硬件设计思路简单，但用元器件多，电路比较复杂，焊接调试容易出错，而且不利于智能控制，调时电路复杂。 方案二：用VHDL语言编程控制 这种方案的特点是：硬件设计简单，电路结构清晰，电路比较复杂 ，VHDL语言编程控制硬件，可方便的进行仿真，调试。 方案三：单片机控制 采用单片机控制，可提高电路的可靠性与稳定性，硬件电路比较简单，主要用软件来控制，控制方式灵活多样，能满足不同情况的控制，可利用中断等方式通过程序来方便的实现调时。 综合以上三种方案的特点，结合我们自身的知识结构，我们采用方案三，选择常用的51系列单片机构成。 1.2设计要求及目的： 1.2.1基本要求： （1）采用AT89C51单片机控制交通信号灯； （2）以南北方向的交通灯为例，结合实际情况，控制红、黄、绿交通灯的亮和灭； （3）红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节。 1.2.2提高要求： （1）采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时间； （2）可由拨盘开关强制设置为东西红，南北绿//东西绿，南北红//东西南北都为红； （3）控制东西方向和南北方向的红、黄、绿交通灯的亮和灭； （4）控制系统的原理图和接线图采用PROTEL等专用绘图软件绘制。 1.2.3设计目的： 在该设计中通过学生自主地设计和调试某一简单实际系统，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术等课程方面的知识，熟练掌握单片机仿真系统的使用方法，达到提高综合应用相关知识的能力，掌握单片机系统设计全部设计过程的目的。 1.3交通灯控制系统的简单说明： 此系统核心元件为单片机AT89C51，对其编写相关程序来控制交通信号灯和数码管的时间显示，并采用外部中断来控制紧急情况。系统共采用6个发光二极管来模拟各路交通信号灯，4个LED七段数码管以倒计时的方式显示各个方向上允许通行或禁止通行的信号灯剩余的时间。停35S，准备5S，之后通行30S， 在东西和南北两个方向上这两种状态不断循环。源程序采用C语言编写，并通过keil软件进行编译，最后倒入AT89C51单片机中，运行系统。设计好后通过PROTUES软件仿真，并调试。 2 系统总体方案及硬件设计 2.1 硬件电路各元件介绍： 2.1.1核心芯片AT89C51单片机的说明 （1）．主要特性： ·与MCS-51 兼容 ·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 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 （2）．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 图1：AT89C51 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。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外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部