《课程设计（论文）-基于51单片机的交通灯控制设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）-基于51单片机的交通灯控制设计（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、皖 西 学 院课程设计报告系 别： 机电学院 专 业： 学 生 姓 名 ： 学号： 课程设计题目： 基于 51 单片机的交通灯控制设计 起 止 日 期 ： 06 月 13 日06 月 25 日 课程设计地点： 指 导 教 师 ： - 1 -目录1 概述 .31.1 设计的意义 .31.2 设计的思想 .31.3 设计满足的基本功能 .42 系统方案及硬件设计 .42.1 系统方案的确定 .42.2 显示部分电路设计 .42.3 时钟部分电路设计 .52.4 复位部分电路设计 .63 软件设计 .73.1 应用系统软件设计要求 .73.2 主程序模块的设计 .73.3 功能实现模块的设计 .83
2、.4 延时程序模块的设计 .84 Proteus 软件仿真 .84.1 具体仿真结果显示 .85 课程设计体会 .9参考文献 .9附 1： 源程序代码 .10附 2： 系统原理图 .15 - 2 -摘要：本设计是关于单片机控制的交通灯模拟系统的设计。主要内容有交通灯模拟系统设计方案，主要功能，各功能模块的介绍，电路设计，硬件部分设计，软件部分设计，模拟系统的仿真调试，设计方法以及课程设计的心得体会等等。该设计中用光二极管来模拟信号灯。要求使 AT89S51 定时/ 计数器 0 作为定时器，要求对通行时间进行倒计时，从 P0 口输出，在 LED 上显示并进行递减，以此来实现十字路口交通灯的指示功
3、能。为了节省元件，使仿真图看起来一目了然，复位部分采用加电直接复位。根据交通灯系统所需要实现的功能要求，先画出程序部分的流程图和主程序流程图，然后根据流程图写出其子程序。从而通过模拟系统的仿真来实现该设计所要求的功能。本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。最后，系统要求实现如下的交通灯的功能：1）东西方向（主干道）车道和南北方向（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 80 秒、支干道每次通行间为 60 秒，时间可设置修改。2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮 3 秒钟，才能变换运行车道；关键字 ： 单片机 交通灯系统 LED 显示 1 概述1.
4、1 设计意义交通的发达，标志着城市的发达，相对交通的管理则显得越来越重要。交通灯是城市交通中的重要指挥系统，它与人们日常生活密切相关随着人们生活水平的提高，对交通管制也提出了更高的要求，因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化，以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多场合的应用，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉，其易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣环境下可 - 3
5、 -靠的工作等特点。特别是它强大的面向控制能力，使它在工业控制领域，智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用。考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用 MCS - 51 系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。 正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换，考虑紧急情况下，如有救护车或警车到来时，应优先让其通过。另外，单片机课程设计是电气自动化本科学生的必修课程。通过交通灯模拟系统的设计可以进一步认识单片机在控制系统中的重要性。在完成理论学习和必要的实验后，学生掌握了单片机的基本原理和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片
6、机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。交通灯模拟系统的课程设计既让学生巩固了课本学到的理论，还让学生学习了单片机硬件电路设计和用户程序设计的整个过程，同时学习了查阅资料、参考资料的方法。单片机的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个体创新能力。1.2 设计的思想该设计在熟练掌握单片机及其仿真系统的使用方法基础上，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，设计一个采用 AT89S51单片机控制的交通灯控制电路。根据设计功能及要求，我们可得系统的
7、原理框图如图所示。根据系统的原理框图，分别分析各部分电路的元器件的功能以及选择合适的元件。具体设计思路如下：收集并整理资料，硬件设计，软件设计，Proteus仿真，设计体会与总结。1.3 设计满足的基本功能1）东西方向（主干道）车道和南北方向（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 80 秒、支干道每次通行间为 60 秒，时间可设置修改。2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮 3 秒钟，才能变换运行车道；89S51数据信号LED数码管段码调时电路振荡电路片选交通灯上电复位电路 - 4 -2 系统方案及硬件设计2.1 系统方案的确定交通灯在安全行车过程中起着十分重要的作用
8、，现在交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯， 加上一个倒计时的显示计时器来控制行车， 对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用， 但根据实际行车过程中出现的情况， 如何全面有效地利用交通灯指示交通情况，我们尝试用单片机来控制交通灯，在软、硬件方面采取一些改进措施,，使交通灯在控制中灵活而有效。硬件系统是指构成单片机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个硬件的芯片，在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单
9、片机应用系统。该交通灯拟系统的硬件部分主要由键盘、显示和运算部分组成。按照题目的设计要求，本课题需要使用 LED 数码管显示和扩展 键盘。在该交通灯系统的设计中采用 AT89S51 单片机。2.2 显示部分电路设计LED 显示器有两中工作方式：静态显示方式和动态显示方式。静态显示的特点是每个数码管必须接一个 8 位锁存器用来锁存待显示的字型码。送入一次字型码显示自行一直保持，直到送入新字型码为止。这种方法的优点是占用 CPU 时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。各数码管在显示过程中持续得到显示信号，与各数码管接口的 I/O口是专用的。动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这样一来，就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大地简化了硬件电路。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同
