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1、专业（电子）课程设计报告题目： 交通灯院 （ 系 ） ： 工学院专 业： 电子信息工程年 级： 2010 级姓 名： 刘 杰 学 号： 10043102指导教师： 刘 宏2013 年 11 月 25 日哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告2电子信息工程专业 10 级学生单片机原理课程设计任务书课程设计题目 一、交通灯指导教师 刘宏 职称 高级工程师设计任务和要求：1.设计和调试一个交通灯控制程序。要求具有如下功能：(1)A 道和 B 道上均有车辆要求通过时，A、B 道轮流放行。A 道放行 5 分钟（调试时改为 5 秒钟），B 道放行 4 分钟（调试时改为 4 秒钟）。(2)一道有车而另
2、一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。(3)有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B 道均为红灯，紧急车由 K2 开关模拟，有紧急车时 UINT0 为高电平。(4)绿灯转换为红灯时黄灯亮 1 秒钟。2.设计步骤(1) 使用 Proteus 按设计要求绘制电路图。(2) 按要求编写相应程序。(3) 使用 Proteus 仿真程序，对程序进行调试。(4) 撰写课程设计报告3撰写课程设计报告课程设计报告内容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。学生在完成上述全部工作之后，应将全部内容以先后顺序写成设计报告一份，阐述整个设计内容，
3、要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅，字迹工整。报告书以 A4 纸打印，装订成册（文字不少于 3000 字）。哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告3目 录目 录 .3摘 要： .41设计任务要求及目的 .51.1 设计任务 .51.2 基本要求 .51.3 设计目的 .52设计思路 .62.1 设计原理： .62.2 设计方案及其总体设计框图 .63交通灯控制系统的硬件设计 .73.1 系统硬件电路构成及外部硬件件的选取 .73.2 系统工作原理 .83.3 单片机小系统的基本组成及硬件图 .113.4 外围电路工作原理及系统硬件图 .114系统软件程序的设计 .145课程设计心
4、得体会 .15参考文献 .16附 录： .17哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告4题目：交通灯摘要：实现这井然秩序靠的是交通信号灯的自动指挥系统的交通信号灯控制方式很多。本系统采用 MSC-51 系列单片机 ATSC51 和可编程并行 I/O 接口芯片 80C51 为中心器件来设计交通灯控制器，完成对 A 、B 道上均有车辆要求通过时各自顺时放行；在一道有车而另一道无车和有紧急车辆要求通过时，系统做出正确应急控制。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。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，本系统还应根据具体硬件结构软硬件结合加以完善。哈尔滨学院工学
5、院电子信息工程专业课程设计报告51设计任务要求及目的1.1 设计任务（1）单片机最小系统的焊制并以其为核心，设计制作一个交通灯控制系统。（2）按设计要求使用Proteus软件绘制电路图。（3）编写相应程序，按要求实现相应控制。（4）已编写的程序用Proteus仿真，对程序进行反复调试。（5）按要求撰写课程设计报告。1.2 基本要求（1）A 道和 B 道上均有车辆要求通过时，A、B 道轮流放行。A 道放行 5 分钟（调试时改为 5 秒钟），B 道放行 4 分钟（调试时改为 4 秒钟）。（2）一道有车而另一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。（3）有紧急
6、车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B 道均为红灯，紧急车由 K2 开关模拟，有紧急车时 UINT0 为高电平。（4）绿灯转换为红灯时黄灯亮 1 秒钟。1.3 设计目的（1）使学生基本电子元器件加深了解，并掌握各个器件对物理量的的识别和检测方法。（2）提高学生的动手能力，并在实践中巩固升华理论知识。（3）熟练应用相应软件如 Proteus 等对电路的设计和仿真。（4）在熟练掌握单片机的基本原理同时能将其应用于系统的设计。提高学生的动手兴趣，激发自主学习意识并在理论知识应用中使创新意识得到培养。哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告62设计思路2.1 设计原理：本次课程设计是基于
7、单片机的道路交通灯的设计，需要掌握 KEIL 及 Proteus等仿真软件，在开始课程设计的时候我们要理解并掌握单片机的基本原理和使用、开发技巧。根据设计任务要求选择相应器件，根据所需要实现的功能编写程序，之后进行软件仿真运行联调，验证系统是否完成相应功能，完成预期效果。经过方案对比筛选，可以选用 AT89C52 单片机及外围器件构成最小控制系统，12 个发光二极管分成 4 组红绿黄三色灯构成信号灯指示模块，8 个 LED 东西南北各两个构成倒计时显示模块，车流量检测传感器采集流量数据，光敏传感器捕获违规信号，若干按键组成时间设置和模式选择按钮和紧急按钮等，以及用 1 个蜂鸣器进行报警。2.2
8、 设计方案及其总体设计框图（1）温度计设计系统流程图单片机设计交通灯控制系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，当然，接入 LED 数码管就可以显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。本系统在此基础上，加入了违规检测电路和车流量检测电路为单片机采集数据，单片机对此进行具体处理，及时调整控制指挥，为了超越视觉指挥的局限性，同时接上蜂鸣器，在听觉上加强了指挥提醒作用。程序设计流程图如图 1 所示。图 1 设计流程图单片机AT89S52红黄绿信号灯8 级 LED 数码管显示车流量传感器最小系统外围接口按键控制蜂鸣器哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告73交通灯控制
9、系统的硬件设计3.1 系统硬件电路构成及外部硬件件的选取本系统以单片机为核心，组成一个集车流量采集、处理、自动控制为一身的闭环控制系统。系统硬件电路由车流量检测电路、单片机、违规检测电路，状态灯，LED 显示，按键，蜂鸣器组成。其中 P0，P1，用于送显两片 LED 数码管，P2 用于控制红绿黄发光二极管，XTAL1 和 XTAL2 接入晶振时钟电路，REST 引脚接上复位电路，P3.2 即 INT1 接违规检测电路和紧停东西时间设置键 J，P3.3 即 INT1 接车流量检测电路，P3.6 接南北时间设置键 S，P3.7 接自动模式选择返回键 F，P3.4接蜂鸣器。AT89S52 是一个低功
10、耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k Bytes ISP 的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS -51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52 具有如下特点：40 个引脚，8k Bytes Flash 片内程序存储器，256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先
11、级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个 全双工串行通口,此外，AT89S52 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断 系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三 种封装形式，以适应不同产品的需求。哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告8图 2 AT89S52 引脚图3.2 系统工作原理系统上电或手动复位之后，系统等待模式选择设置键按下，模式分两种：红绿灯时间自动
12、和红绿灯时间设置。若此时 F 键按下，则设置为自动模式，若此时按下的是 S 键，则设置为时间设置模式，依次按 S 若干次，J 键若干次可设置好两个方向的红绿灯时间，再按 F 键确认。其实这个过程就是将存储时间值的寄存器进行设置，以及标志是否要进行车流量检测及调整。接下来，系统必须先显示状态灯及 LED 数码管，将状态码值送显 P2 口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显 P0 和 P1 口，在此同时以 50ms 为周期，用软件方法计时 1 秒，到达 1s 就要将时间值减 1，刷新 LED 数码管。时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，
13、当然，还要开启两个外部中断，其一为违规信号或禁停信号输入，一旦信号有效，中断开始，进入中断服务子程序，开启蜂鸣器禁止全部通行，当按下 F 键，中哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告9断结束返回。其二为车流量检测信号输入，若检测到车辆经过，进入相应的中断子程序，将存储车流量的寄存器加 1，然后中断结束返回。每满一个状态循环周期，若为自动模式，则须将检测到的车流量数据处理一次，判断两个方向的交通轻重缓急状况，再调整下次状态循环的红绿灯时间，以达到自动控制的目的。如图 3 所示。哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告10图 3 基于单片机的交通灯控制系统电路图哈尔滨学院工学院电子信息工程专业课程设计报告113.3 单片机小系统的基本组成及硬件图图 4 单片机小系统的基本组成及硬件图3.4 外围电路工作原理及系统硬件图为了达到对红绿灯的时间控制，需要对道路上的车流量进行检测。本次设计用一种手动的操作方式，即车流量的检测电路用拨断开关代替。其基本思
