交通灯控制系统课程设计报告.docVIP

目 录 1绪论 1 1.1设计背景 1 1.2设计要求 1 1.3设计思路 1 2系统硬件设计 2 2.1 设计总框图 2 2.2 各模块功能 2 2.3 设计总电路图 8 3系统软件设计 9 3.1程序流程图 9 3.1程序 4系统仿真与调试 10 4.1 电路仿真 13 4.2 系统调试 15 5总结 16 参考文献 16 致 谢 18 1.1设计背景 近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。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软件结合，加以完善。 十字路口车辆，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秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。1.2设计要求 本系统采用系列单片机为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过801芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能操作简单。 1.32.1 设计总框图 设计总框图见图2.1： 图2.1 设计总框图 2.2 各模块功能 2.2.1 AT89C51单片机的信号引脚说明及其功能 （2）AT89C52的信号引脚和内部框图 AT89C52的引脚排列请参见图2.3。 图2.3 AT89C52引脚。 AT89C51的内部结构框图如下： ① 信号引脚介绍 P0.0 ～ P0.7： P08位双向口线。 P1.0 ～ P1.7 ：P18位双向口线。 P2.0 ～ P2.7 ：P28位双向口线。 P3.0 ～ P3.7 ：P38位双向口线。 ：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当信号为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。 RST：复位信号。当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。 XTAL1和XTAL2 ：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 ②P3口的第二功能 P3口的8条口线都定义有第二功能，详见表2.2。 引脚 第二功能 信号名称 P3.0 RXD 串行数据接收 P3.1 TXD 串行数据发送 P3.2 外部中断0申请 P3.3 外部中断1申请 P3.4 T0 定时器/计数器0的外部输入 P3.5 T1 定时器/计数器1的外部输入 P3.6 外部RAM写选通 P3.7 外部RAM读选通 表2.2 P3口的第二功能 （2）分别介绍下P0、P1、P2、P3 P0口 P0口的口线逻辑电路如图2.4所示。 图2.4 P0口某位结构 ② P1口 P1口的口线逻辑电路见图2.5。 图2.5 P1口某位结构 ③ P2口 P2口的口线逻辑电路见图2.6。 图2.6 P2口某位结构图 ④ P3口 P3口的口线逻辑电路见图2.7。 图2.7 P3口某位结构 （3）时钟电路与复位电路 ①时钟电路 时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各地信号之间的相互关系。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按时序进行工作。单片机的时钟电路，如图2.8所示。 图2.8 时钟振荡电路 一般电容C1,C2取30pF左右，晶体的振荡频率范围是1.2MHz～12 MHz , 则系统的时钟频率也高, 单片机运行速度也就快。MCS-51在通常应用情况下，使用振荡频率为的6MHz或12MHz。 ②单片机的复位电路 单片机复位的条件是：必须使RST/VPD 或RST引脚（9）24个振荡周期）的高电平。单片机常见的复位电路如图2.9（a）（b） （a） 上电复位电路 （b） 按键复位电路 图2.9 单片机常见的复位电路 图2.9（a）RST端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。 图2.9（b）2.9（b）RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2RST端产生一个复位高电平。 单片机能够运行的最基本配置是： ①配有为单片机提供时钟信号的振荡电路，如下图所示。 ②配有上电复位或按键复位电路。 ③要对脚进行处理，选择外部或内部程序存储器。 ④要为单片机提供一个稳定的、满足单片机工作电压的工作电源。 2.2.2 交通灯电路的说明及其功能 交通灯用来显示车辆通行状况，下面以一个十字路口为例，说明一个交通灯的四种状态见图5。每个路口的信号的的转换顺序为：绿——黄——红 ，绿灯表示允许通行，黄灯表示禁止通行，但已经驶过安全线的车辆可以继续通行，是绿灯