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1、济源职业技术学院济源职业技术学院毕毕 业业 设设 计计题目 模拟交通灯 系别 电气工程系 专业 电气自动化技术 班级 电气 0801 班 姓名 学号 指导教师 牛鑫 日期 2010 年 12 月 济源职业技术学院毕业设计I设计任务书 设计题目：设计题目：模拟交通灯设计要求：设计要求：1.用单片机组成模拟交通灯系统，设计硬件电路及相应软件。2.在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯,显示顺序为： 其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯,另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。3.设置一组数码管,以倒计时的方式显示允许通过或禁止通行的时间,其中左转灯、绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是 15S、30S、3S、48S。
2、4.当各条路上任意一条出现特殊情况,例如消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时,各方向上均是红灯亮,倒计时停止,且显示数字在闪烁,当特殊运行状态结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。设计进度要求：设计进度要求：第一周：确定题目，查阅有关资料；第二周：查阅资料，收集资料；第三周：列出设计思路；第四周：硬件电路的设计；第五周：软件程序的设计；第六周：软件程序的仿真与调试；第七周：打印毕业论文；第八周：毕业答辩指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计II摘 要设计以单片机为核心部件的模拟交通灯，利用 74LS244 作为断码驱动器，74LS07 作为位码驱动，LED 七段
3、数码管作为计时显示用，用发光二极管指示交通的通行，用按键进行紧急事件的发生，使两个方向都亮红灯，绿灯亮通行，红灯亮停止通行。本设计利用定时器进行定时，使定时器工作于方式一定时 50ms，配合软件计数器，调用中断程序使定时器定时 20 次，达到定时 1S 的目的，同时调用显示程序，显示到计时的时间，用单片机 Intel89S51 作为核心部件,8 路 74LS244 总线驱动器作为字形驱动芯片和 6 路驱动 74LS07 位选码作为中心器件来设计交通灯控制器，实现了交通灯的控制，显示时间直接通过 89S51 的 P0、P1 口输出；交通灯信号通过P3 口输出；本交通灯系统简单，实用性强，成本低，
4、使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。关键词：单片机，交通灯，位码，段码，显示济源职业技术学院毕业设计I目 录摘 要 .II1 单片机的发展及应用 .11.1 单片机的发展.11.2 单片机的应用.12 总体方案设计 .32.1 系统框图.32.2 计时控制方案.32.3 显示控制方案.32.4 键盘控制方案.32.5 电路原理.43 硬件设计 .63.1 89S51 单片机的简介 .63.2 89S51 单片机的引脚 .73.3 89S51 单片机复位方式 .83.4 74LS244 的功能 .93.5 74LS07 的功能 .93.6 键盘接口工作原理.103.7 七段 LED 显
5、示工作原理.114 软件设计 .134.1 总体思路.134.2 定时秒的方法.144.3 定时器初值计算.144.4 主程序模块.154.5 中断服务程序模块.164.6 显示程序模块.165 系统调试 .196 结论 .21致谢 .22参考文献 .23济源职业技术学院毕业设计11 单片机的发展及应用1.11.1 单片机的发展单片机的发展单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具有生命力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于工业控制领域，因此又称为微控器。1971 年微处理器研制成功不久，就出现了单片微型计算机即单片机，但最早的单片机是 1 位的，处理能力有限。单
6、片机的发展分为 4 个阶段：第一阶段（197476 年）：单片机初级阶段。因为受工艺限制，单片机采用单片的形式而且功能比较简单。例如美国仙童公司生产的 F8 单片机，实际上只包括了8 位 CPU，64 个字节的 RAM 和 2 个并行接口。第二阶段（197678 年）：低性能单片机阶段。以 Intel 公司生产的 MCS48 系列单片机为代表，该系列单片机片内集成有 8 位 CPU，8 位定时器/计数器，并行 I/O 接口，RAM 和 ROM 等，但是最大的缺点就是无串行接口，中断处理比较简单而且片内 RAM 和 ROM 容量较小，且寻址范围不大与 4KB。第三阶段（197883）高性能单片阶
7、段这个阶段推出的单片机普遍带有串行接口。多级中断系统，16 位定时器/计数器，片内 ROM，RAM 容量加大，且寻址范围可达 64KB，有的片内还带有 A/D 转换器。第四阶段（1983 年至今）8 位单片机巩固发展以及 16 位单片机，32 位单片机推出阶段。此阶段的主要特征是：一方面发展 16 位单片机，32 位单片机及专用型单片机；另一方面不断完善高档 8 位单片机，改善其结构，增加片内器件，以满足不同的客户要求。1.21.2 单片机的应用单片机的应用单片机的应用很广，分别在以下领域中得到了广泛的应用：工业自动化：在自动化技术中，无论是过程控制技术、数据采集技术还是测控技术，都离不开单片
8、机。在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重济源职业技术学院毕业设计2要的作用，在这种机械、微电子和计算机技术为一体的综合技术（例如机器人技术、数控技术）中，单片机将发挥非常重要的作用特别是近些年来，随着计算机技术的发展，工业自动化也发展到了一个新的高度，出现了无人工厂、机器人作业、网络化工厂等，不仅将人从繁重、重复和危险的工业现场解放出来，还大大提高了生产效率，降低了生产成本。仪器仪表：目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。在自动化测量仪器中，单片机应用十分普及。单片机的使用有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积，易于携带和使用，加速仪器仪表向数字化、智能化和多
9、功能化方向发展。消费类电子产品：该应用主要反映在家电领域。目前家电产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度。例如，电子游戏、照相机、洗衣机、电冰箱、空调、电视机、微波炉、手机、IC 卡、汽车电子设备等。在这些设备中使用了单片机后，其功能和性能大大提高，并实现了智能化、最优化控制。通信方面：较高档的单片机都具有通信接口，因而为单片机在通信设备中的应用创造了很好的条件。例如，在微波通信、短波通信、载波通信、光纤通信、程控交换等通信设备和仪器中都能找到单片机的应用。武器装备：在现代化的武器装备中， 如飞机、军舰、坦克、导弹、鱼雷制导、智能武器设备、航天飞机导航系统，都有单片机在其中发挥重要作用。终端及外部设备控制：计算机网络终端设备，如银行终端，以及计算机外部设备如打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等，在这些设备中都使用了单片机。济源职业技术学院毕业设计32 总体方案设计2.12.1 系统框图系统框图交通灯控制的总体设计框图如图 2.1 所示：图 2.1 系统框图2.22.2 计时控制方案计时控制方案利用 89S51 内部的定时器/计数器进行定时，配合软件延时实现到计时。该方案节省硬件成本，切能够使读者在定时器/计数器
