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1、 课程设计报告课程名称： 单片机原理及应用课程设计 课题名称： 交通灯控制器 系 部： 电气与信息工程学院 专业班级： 自动化09102 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2012年6月18日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 摘 要随着社会的发展与进步，城市交通灯逐渐成为人们安全出行中很重要的一部分，因此提供一个可靠、安全、便捷的交通灯控制装置有着现实的必要性。综合应用数字电子技术、单片机原理、protel制图等课程方面的知识，设计一个采用STC89C51单片机控制的交通灯控制电路，硬件组成包含了微处理基本应用单元、倒计时电路、指示灯电路。其中微处理基本应用单元包括有STC89C51
2、单片机、复位电路、时钟电路，复位电路可以将单片机状态置于初始状态、时钟电路产生12MHz时钟信号、单片机实现对外来信息的处理；倒计时电路对指示灯的点亮情况进行倒计时；指示灯电路显示各交通灯信号。由KeilC51编写的程序源代码包括主程序、交通灯系统控制子程序、时间中断子程序、数码管显示子程序、指示灯显示子程序等部分。通过单片机实验板的具体实验，达到了预期设计要求。关键词：交通灯；微处理器；倒计时；LED IIIAbstractAlong with the development of society progress, the traffic lights gradually become u
3、s to live in very important part of it, therefore to provide a reliable, safe, convenient traffic control system is of the practical necessity. This course design comprehensive application of digital electronic technology and single-chip microcomputer principle, such as protel software courses the k
4、nowledge of the respect, design a STC89C51 using single-chip microcomputer control of traffic light control circuit. This circuit include micro basic application unit and reset circuit of the clock circuit of the countdown circuit of the indicator light display section. Micro basic unit can be used
5、to realize the foreign information processing and reset circuit of the single chip microcomputer can be all state in the initial state, clock circuit of the 12 MHz clock signal, provide circuit of the countdown to brighten indicator on countdown, indicator light display section shows every traffic l
6、ight signals. By KeilC51 program source code, including the main program, traffic light system control procedure, time interrupt subroutines, digital pipe display subroutines, indicator shows the son of procedures, etc. Through the simulation experiment and Proteus software SCM experiment board expe
7、riment, all can appear the expected phenomenon, meet the design requirements.keywords: Traffic lights, Microprocessor,Count down, LED目 录摘 要IABSTRACTII第一章 概述（综述）11.1 交通灯控制设计的意义11.2 交通灯功能（与性能）11.3 交通灯设计方案2第二章 交通灯控制系统硬件设计32.1 微处理器基本应用单元32.1.1 时钟电路32.1.2 复位电路32.2 复位部分32.3 时钟电路部分42.4 显示部分42.5 路口指示灯部分5第三章
8、 交通灯软件设计63.1接口定义（接口描述）63.2 主程序63.3 交通灯系统控制子程序73.4 时间中断子程序73.5 数码管显示子程序83.6 指示灯显示程序8第四章 硬件仿真分析104.1 单片机实验开发板仿真平台104.2 仿真步骤104.3 交通灯控制器仿真现象分析10总 结13参考文献14致 谢15附录1 交通灯控制硬件电路图16附录2 交通灯控制程序源代码17附录3 单片机开发试验板原理图21中央控制器（CPU2174HC73 动态LED共阴极数码管218路LED21交通灯设计第一章 概 述该设计在熟练掌握单片机原理及其应用技术的使用方法基础上，综合应用数字电子技术、单片机原理
9、、protel软件等课程方面的知识，设计一个采用STC89C51单片机控制的交通灯控制电路。1.1 交通灯控制设计的意义在社会经济快速发展，人们生活水平的日益提高的今天，对交通管制也提出了更高的要求，繁忙的道路交通受到越来越广泛的重视，因此提供一个可靠、安全、便捷的交通灯控制系统有着现实的必要性，与我们的生活息息相关。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠的就是交通信号灯的自动指挥系统来实现这井然秩序。交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。为此，本设计采用STC89C51为中心器件来设计交通灯
10、控制电路，其中包含了交通灯显示模块，调时模块，晶振电路，复位电路以及控制电路等，在源程序中直接设置红、绿、黄灯燃亮时间，三种颜色灯交替点亮，以达到交通通畅，人流车流和谐有序的目的。1.2 交通灯性能单片机自动控制十字路口交通信号灯控制器，东西、南北两干道交于一个十字路口，在十字路中心有四个方向的交通指示灯，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设东西道比南北道的车流量大，要求采用东西向通行80s南北向通行60s，黄灯闪烁时间为5s（不计入通行时间内）通
11、行方式，。指示灯燃亮的方案如下表1.1所示：表1.1 交通灯指示情况 60S5S80S5S东西道红灯亮黄灯亮绿灯亮黄灯亮南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮黄灯亮说明：（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为60秒。（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为80秒。 东西方向车流大 通行时间长。（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。1.3 交通
12、灯设计方案交通灯控制器系统的设计较易实现，多种方案均可实施，但根据实际情况综合考虑需要选择一种最实用、最简洁、最经济的方案，此次设计主要根据单元电路来选择具体实施方案：1、工作电源的选择为使系统稳定工作，需要设计可靠的电源。以下两种电源方案可以予以考虑：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟的电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统变得复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，成本低廉；缺点是输出功率不高。综合考虑，此次设计采用第二种方案。2、记时显示模块的选择系统设计要求完成倒计时显示功能，有以下两种方案可供
13、选择：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，设计简单，实现起来较方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但要实现比较复杂，且须完成大量的软件工作。由于所学知识和所掌握的资料有限，故此次设计选择第一种方案。3、按键模块的选择方案一：采用8255扩展I/O 口及键盘、显示等。该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口，但操作起来稍显复杂。方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已
14、经够用，故选择方案二。系统的整体方案设计如图1.1所示。以AT89C51单片机作为智能交通灯系统的控制核心。从设计所完成的任务和要求来看，单一路口显示倒计时时间的数码管必须用两位，对于七段数码管，考虑到AT89C51单片机所能提供I/O接口的数量并结合自身编程的实际能力，倒计时显示装置中的数码管在本系统中采用静态显示；设置了3个按键来处理交通灯在实际应用中可能出现的时钟电路复位电路单片机AT89C51交通灯电路计时显示电路紧急通行电路图1.1 系统设计方案特殊情况，共使用3个I/O端口，其中P3.0接K1键，P3.1接K2键，P3.6接K3键；十字路口共需4组红绿灯，加上转换黄灯，一共是12只灯，须用6个端口进行控制，具体I/O接口分配：P1.0P1.2分别接东西方向的红、绿、黄共6盏信号灯，P1.3P1.5分别接南北方向的红、绿、黄共6盏信号灯；AT89C51单片机的I/O口作为输出时，具有较大的吸收电流能力，因此可以选用共阳极数码管，这样从单片机的I/O口就可以直接驱动，从而简化硬件电路的设计。7交通灯控制课程设计第二章 交通灯控制系统硬件设计 交通灯控制器的硬件组成主要包括：微处理基本应用单元、复位电路部分、时钟电路部分、倒计时电路部分、指示灯显示部分。2.1 微处理器基本
