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1、郑州华信学院课程设计任务书题 目：交通灯控制系统设计专 业:姓 名:学 号：班 级:完成期限：2013年1月5日指导教师签名:课程负责人签名：2012 年 11 月 20 日主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容:利用单片机设计一个交通灯控制电路,用 LED 发光二极管模拟交通信 号灯，用AT89C51完成对信号灯的控制，并由LED数码管显示倒计时。 基本要求：1。利用单片机完成交通灯控制电路的设计，利用定时器中断方式完成 南北方向、东西方向交通灯控制，指示时间为25S，当时间为5S时绿灯闪亮, 为 3S 时黄灯点亮， 25S 时间到，交通灯换向；2。利用 proteus 软件完成设计电路
2、和仿真；3。掌握并口驱动数码管显示的方法；4。通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻 炼实践能力和理论联系实际的能力。主要参考资料：李全利，单片机原理及接口技术M,高等教育出版社2王文杰，单片机应用技术M,冶金工业出版社3朱清慧，PROTEUS教程一一电子线路设计、制版与仿真M，清华大 学出版社4单片机实验指导书，天煌教仪5彭伟，单片机C语言程序设计实训100例M,电子工业出版社郑州华信学院课程设计说明书题目：姓名 院 （系）： 专业班级学号指导教师成 绩：目录目录 12 设计方案 22。1主要内容: 22.2 基本要求： 22。3 设计任务：33 总体设计及核心部件简介3
3、3.1 总体设计框图33.2设计流程图 43。2 硬件设计 53.2.1单片机选型:AT89C5153。2。2 晶振电路：83.2.3 发光二极管显示：83。2.4 复位电路: 93.3仿真与调试: 103.3。1软件“Vision的仿真与调试113。3。2软件ProteusISIS的仿真与调试114附录 错误!未定义书签。5 设计体会与总结 126主要参考资料 错误!未定义书签。引言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统 控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作 为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬
4、件结构，以及针 对具体应用对象特点的软件结合，加以完善.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。交通信号灯在大多 数城市得到了广泛的应用.传统的交通信号灯控制一般采用了电子线路和继电器控制， 结构复杂，可靠性低，故障率高.本次设计是基于AT89C51单片机的交通灯控制系统， 东西南北的通行时间可调，倒计时显示通行时间灯功能，该系统具有设计周期短、可靠 性高、维护方便、使用简单等优点。交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点 更是体现的淋漓尽致。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
5、道路通行能力，减少交通事故有明显效果。本系统采用单片机AT89C51为中心器 件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展强。本设计就是采用单片机模 拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。本设计系统由单片机I/O 口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统等 几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时、紧急情况处理等功能，较 好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。本系统采用单片机汇编语言编写，主要编写了主程序,LED数码管显示程序等。总 体上完成了软件的编写。2 设计方案2。1 主要内容：利用单片机设计一个交通灯控制电路，用LED发光二极管模拟交通信号灯，用 A
6、T89C51完成对信号灯的控制，并由LED数码管显示倒计时。2。2 基本要求:1。利用单片机完成交通灯控制电路的设计，利用定时器中断方式完成南北方向、 东西方向交通灯控制，指示时间为25S，当时间为5S时绿灯闪亮，为3S时黄灯点亮，25S时间到，交通灯换向；2.利用 proteus 软件完成设计电路和仿真；3。掌握并口驱动数码管显示的方法；4。通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力 和理论联系实际的能力2。3 设计任务：1）东西、南北车辆交替运行2）绿灯转为红灯时，黄灯闪亮.3）能显示剩余时间。4）能对交通运行进行控制。3总体设计及核心部件简介3。1 总体设计框图
7、3.2设计流程图3.2硬件设计3。2。1单片机选型：AT89C51与MCS-51单片机产品兼容、8k可反复擦写（大于1000次）Flash ROM、时 钟频率：0Hz24Hz、三级加密程序存储器、32个双向I/O 口、2个串行中断, 可编程 UART 串行通道、 3个 16 位可编程定时 /计数器中断 、2 个外部中断源， 共8 个中断源、低功耗空闲和掉电模式、软件设置睡眠和唤醒功能、 2 个读写中断 口线、3 级加密位、看门狗定时器 、双数据指针。功能特性描述AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写 的Flash只读程序存储器和256 byt
8、es的随机存取数据存储器（RAM）,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS51指令系统，片内置通用8 位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 AT89C52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位 定时器/计数器，一个 6 向量 2级中断结 构，全双工串行口 ， 片内晶振及时钟电路， 8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash ROM 。P0 口： P0 口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动
9、8 个TTL逻 辑电平。对P0端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入端用在访问外部数据存储器或程序存储器时，P0 口被分时转换地址（低8位）和 数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校 验时，要求外接上拉电阻。P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1输出缓冲器 能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“ 1时，内部上拉电阻把端口拉高，此 时可以作为输入口使用。作为输入使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外 部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。此外，P1。0和P1.2分别作定时器/计数器2的
10、外部计数输入（P1.0/T2 ）和时 器/计数器2的触发输入（P1。1/T2EX ）,具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1 口接收低8位地址字节。Pl端口引脚号第二功能：P1.0 T2 （定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1。1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P2 口： P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级 可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路对端口 P2写“ 1”，通过内部的 上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在 上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）
11、。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR指令）时，P2 口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器 （如执行MOVX RI指令）时，P2 口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口。P3 口输出缓冲 级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们 被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口 此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻 输出电流（IIL）。P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。P3 口
12、除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能。P3 口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。P3端口引脚第二功能：P3。0 RXD （串行输入口）P3。1 TXD（串行输出口）P3.2 INTO （外中断 0）P3.3 INT1（外中断 1）P3.4 TO（定时/计数器0）P3.5 T1（定时/计数器1）P3.6 WR （外部数据存储器写选通）P3。7 RD （外部数据存储器读选通）RST复位输入.当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将 是单片机复位ALE/PROG 当访问外部程序存储器或数据
13、存储器时，ALE （地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚 还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR ）区中的8EH单元的DO位置位，可 禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外， 该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效PSEN程序储存允许（PSEN ）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89
14、C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号.EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为 0000HFFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该 器件是使用12V编程电压Vpp。引脚结构图如下所示：图1当80c51的ALE及/PSEN两引脚输出高电平，RST引脚高电平到时
15、，单片机复位。RST/VPD端的高电平，若直接由启动瞬间产生，则为启动复位，若通过按动按钮产生高 电平复位称手动复位图中，上电时，接通电源,电容器C相当于瞬间短路，+5V加到了 RST/VPD端，该高电平使8051全机复位。若运行过程中，需要程序从头执行，只需按动 按钮开关，则直接把+5V加到了 RST/VPD端，从而复位显然，该电路即可以上电复位, 也可以手动复位，是常用复位电路之一.3。2.2晶振电路：C1lul XT|IC2X1CRYSTALiXTAL1XTAL21uF 3晶振电路采用外部晶振电路，使用两个1uF电容并联接地，并在中间再并联晶振， 保持外部晶振电路的振荡频率与80C51的内部频率一致，保持了电路中所提供的始终频 率稳定。3.2。3发光二极管
