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1、课 程 设 计 任 务 书设计题目 基于单片机的交通灯设计学生姓名设计要求：1.切换到南北路口方向，之后重复以上过程具有电源开关及指示灯，有复位按键.2.开始执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，南北路口的绿灯亮东西路口的红灯亮，南北路口方向通车，延时30s时间后南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，东西路口红灯不变。闪烁3s后，南北路口红灯亮，而同时东西路口的绿灯亮，东西路口方向开始通车，延时25s后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，南北路口红灯不变；往复循环。学生应完成的工作：1、研究课题设计要求，收集相关书籍资料，确定设计方案。2、根据实际方案绘制原理图，硬件仿真图。3、编写相应的程序
2、。4、焊接电路板。5、对AT89S52单片机烧录编写的程序。6、完成课程设计报告。参考文献阅读：1 张毅刚.单片机原理及应用M.北京:高等教育出版社,2010.2 张毅刚.单片机原理及应用设计M.北京:高等教育出版社,2008.3 张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003.4 杜树春.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解M.北京:北京航空航天大学出社,2006.工作计划： 5月 6日 8日：查阅相关资料，进行方案设计，完善设计方案，确定硬件方案；5月 9日10日：确定软件及流程图并画出硬件电路图，进行仿真和调试；5月13日15日：领取器件焊接及调试,向
3、单片机烧写程序；5月16日17日：写课程设计报告并修改，上交课程设计报告及实物。任务下达日期：2013 年5月 6 日 任务完成日期：2013 年5月 17 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 交通灯设计摘 要：交通在人们的日常生活中占有重要的地位，交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果本系统。软件部分由计时循环主函数和4个黄绿灯状态子函数以及数码管计时显示子函数3个部分组成。本系统硬件部分由单片机系统、LED灯、复位电路、晶振电路、七段数码管组成；具有基本的倒计时、时间设置、紧急情况处理等功能。本系统采用单片机AT89S52为中心器
4、件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。 关键词：红、黄、绿LED交通灯；AT89S52单片机；时钟电路；复位电路目 录1.设计背景.11.1单片机简介.11.2交通灯简介.22.设计方案.32.1设计思路.32.2方案提出.33.方案实施.43.1系统简介.43.2硬件设计.53.3软件设计.73.4系统仿真与调试.84.结果与结论.95.收获与致谢.106.参考文献.117.附件.127.1元件清单.127.2原理图.137.3仿真图.147.4实物图.157.5源程序.16 / 文档可自由编辑打印1.设计背景
5、1.1单片机简介片机自20世纪70年代问世以来，已对人类社会产生了巨大的影响。由于其具有集成度高、处理能力强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在工业控制、智能仪器仪表、办公室自动化、家用电器等诸多领域得到广泛的应用，单片机技术开发和应用水平已成为一个国家工业化发展水平的标志之一。单片机中断功能可提高CPU的效率；可实现实时处理，以满足实时控制要求；可及时处理故障，提高单片机的可靠性。单片机体积小、价格低、应用方便、稳定可靠，因此，单片机的普及给工业自动化等领域带来了很大的变化，由于单片机本身就是一个微型计算机，因此只要在单片机的外部适当的增加一些必要的外围扩展电路，就可以灵活
6、的构成各种应用系统。它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。单片机在结构上的设计主要是面向控制的需要，因此，它在硬件结构、指令系统和IO能力等方面均有其独特之外，其显著的特点之一就是具有非常有效的控制功能，为此，又称为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。单片机除了具备一般微型计算机的功能外，为了增强实时控制能力，绝大部分单片机的芯片上还集成有定时器、计数器，某些增强型单片机还带有AD转换器、DA转换器、语音控制、WD
7、T看门狗、等功能部件。所以，单片机不但与一般的微处理机一样，是一个有效的数据处理机，而且还是一个功能很强的过程控制机。1.2交通灯简介今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。19
8、14年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，当车辆接近时,红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国道路
9、交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中管理引入单片机交通灯
10、控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 随着车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。2.设计方案2.1设计思路交通控制系统主要控制A、B两车道的交通，以AT89S52单片机为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭来控制各车道的通行；根据设计要求，制定总体设计思想如下。1、正常情况下运行主程序，采用0.5S延时子程序的反复调用来实现各种定时时间。2、一道有车而另一道无车时，采用外部中断1执行中断服务程序，并设置中断为低优先级中断。 总体设计框图如
11、图2.1所示。 AT89S52 单片机 复位电路 晶振电路 按键电路七段数码管倒计 时显示电路 A、B车道LED显示电路 图2.1 系统整体设计方框图2.2方案提出 方案一复位电路采用下拉电阻按键复位。晶振电路由12Mhz晶振芯片及两个瓷片电容构成，按键电路由按键连接单片机中断控制引脚进行紧急状态控制。用74LS373和74LS164来驱动七段数码管。单片机P1口输出低电平信号控制红绿灯。 方案二复位电路、晶振电路、按键电路与方案一相同。但通过编程用单片机的P2口直接驱动2位共阴极七段数码管的段选，用P0.0、P0.1控制数码管的位选，由P1口输出低电平信号控制红绿灯。经过讨论，方案二没有用7
12、4LS373和74LS164，使用硬件少，占用资源少。相对方案一简单实用，并且便于焊接制作。综合考虑采用方案二。3.方案实施3.1系统简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。此次课程设计采用AT89S52单片机，AT89S52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。它是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，拥有灵巧的8 位CP
