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1、目录摘 要.I第 1 章 整体设计.11.1 任务与要求.11.2 系统设计.1第 2 章 硬件系统设计.32.1 单片机模块.32.2 显示模块.42.3 按键模块.4第 3 章 系统软件设计.63.1 正常工作模式子程序.73.2 延时子程序.83.3 夜间模式子程序.93.4 绿灯闪烁子程序.103.5 显示倒计时子程序.11第 4 章 系统测试与实现.134.1 汇编源程序.134.2 PROTEUS 仿真.13第 5 章 课程设计总结.16参考文献.17附录一 交通灯控制系统源程序.18附录二 系统总电路图.24邵阳学院课程设计1第 1 章 整体设计1.1 任务与要求需要完成的任务是
2、用单片机实现交通灯的基本功能，该系统除了可以实现基本交通灯功能外，也能实现倒计时紧急特殊模式等功能。详细功能为：在白天正常东西方向和南北方向通车，通车时间均为45秒。正常通车情况下，可以对通车的时间进行倒计时计数，并通过显示器显示出来。如果遇到特殊情况，在处理特殊事件时，可使整个十字路口禁止通车。强制东西通行，适用某些需要只进行东西通车的情况。强制南北通行，适用某些需要只进行南北通车的情况。在夜间车流量较少的情况下，正常东西方向和南北方向通车，通车时间均为10秒，相对与白天通行模式，车辆等待时间减少，提高了通行效率。1.2 系统设计此次设计通过ATMEL公司的单片机AT89C52对整个交通灯电
3、路进行控制。根据上面的功能要求，本次设计需要完成正常模式计时功能紧急特殊模式夜间模式等四个功能。在正常模式下，交通灯每45秒改变一次通行方向，使得南北和东西交替通行。而LED显示系统则显示到下一次改变所剩的时间，利于司机调整车辆状况。每到同行方向转换时，绿灯闪烁，变为黄灯。提醒司机注意通行方向的改变，避免不必要的危险。本交通灯的设计运用了单片机的外部中断，系统的紧急和夜间模式的切换采用中断系统完成。这样在任何通行情况下都可进入以上两种模式。在设计中，设置外部中断0为夜间模式触发按钮，由电平触发完成，设置为低优先级，设置外部中断1为紧急模式触发按钮，由电平触发完成，设置为高优先级。此时无论紧急状
4、况（如车祸等）发生在何时都可以直接进入紧急模式以便于交通管理人员处理问题。同时，通过在紧急模式下软件检测P3.7和P3.6是否不为1来触发东西及南北强制通行模式，以弥补外部中断的不足，实现更多的功能。此次设计运用了软件延时程序，这样不仅调整延时长短十分灵活，而且不占用内部定时/计数器的资源。设计中通过对指令运行的次数进行循环来实现软件延时。当晶振频率为12MHz时有以下时间周期：震荡周期：1/12微秒；状态周期：1/6微秒；机器周期：1微秒；邵阳学院课程设计2指令周期：14微秒；（根据指令的不同而不同）软件延时的优点是较为灵活，调整更为容易，且不受延时时间限制。但软件延时长时间占用系统资源，使
5、得CPU工作效率不高，在中断频繁的系统中其定时精度也受到中断的影响。但本系统要求延时时间较长，且没有频繁申请的中断系统，所以选择软件延时配合外部申请中断模式切换较为合理。邵阳学院课程设计3第 2 章 硬件系统设计根据上面的功能要求,硬件系统主要模块有单片机模块显示模块按键模块，其硬件总电路图如附录二所示。2.1 单片机模块AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入 /输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器, 2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程 。本设计中AT89C52使用12MHz晶振。XTAL1（19脚
6、）和XTAL2（18脚）：外接晶体引脚，XTAL1和XTAL2分别接外部晶振一端；RST：即为RESET，该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。在此设计中接正常模式按扭；P3.7：使用第二功能，接强制南北通行按扭；P3.6：使用第二功能，接强制东西通行按扭；P3.3：使用第二功能INT1，接紧急工作模式按扭；P3.2：使用第二功能INT0，接夜间工作模式按扭；P1.0P1.7：输出BCD码，用来控制LED显示器的显示控制；P2.7、P2.6、P2.5：输出高低电平，用来控制南北交通信号灯；P2.1、P2.2、P2.3：输出高低电平，用来控制东西交通信号灯；第40脚为电源端VCC，接+5V电源，
7、第20引脚为接地端VSS。单片机与其他模块的连接如下图2.1所示：邵阳学院课程设计4图 2.1 单片机与其它模块的连接2.2 显示模块传统的共阳极或共阴极的数码管其显示输入需要为段码，这样就使得电路相对复杂和繁琐。对于相同的功能在成本相差不大的情况下，此处运用了带BCD译码电路的LED显示器。这样既可使线路简化，又可使可靠性提高本设计中使用的自带BCD译码电路的LED显示器，其主要特点是采用四线BCD码输入，可显示0-F十六进制数。使用时直接输入BCD码 即可显示相应的数字，使得电路大大简化。设计时，把P1.0P1.7当 做BCD码输出端口，连接到LED显示器上，这样可把BCD码直接转换成可显示的数字，显示模块的连接如图2.2所示：图 2.2 显示模块邵阳学院课程设计5图中的总线接至单片机的P1.0P1.7端口。2.3 按键模块在此系统中，按键模块是实现各项功能的关键，按键通过电阻与单片机相连接，可以对单片机进行控制，低电平信号对相应的单片机引脚有效，可使按键的另一端接地。本设计中有强制东西通行按键强制南北通行按键夜间模式按键正常模式按键紧急模式按键五个按键，分别对应着相应的子模式。如图2.3所示：图 2.3 按键模块邵阳学院课程设计6第 3 章 系统软件设计根据前面的要求以及硬件的设置情况，本系统的软件部分需要进行中断设置
