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1、推南呼篡爭ft电子技术课程设计报告题目 ： 简易交通灯控制逻辑电路设计学生姓名：学生学号：年级：2014级专业：自动化班级：（1）班指导教师：机械与电气工程学院制2017年5月简易交通灯控制逻辑电路设计机械与电气工程学院 自动化专业1设计的任务与要求1.1 课程设计的任务本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯显示系统组成。系统除基本的交通功能 外，还具有倒计时。东西、南北两个干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄 三色的指示灯。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。1.2 课程设计的要求本次课程设计实现的交通灯是带有额外的功能，预期实现的主要功能如下
2、。（1）具有时间显示功能，就是数码管倒计时功能；（2）红绿灯具有两种状态，南北直行，东西直行；（3）具有模式转换功能，切换到不同状态，交通灯通行时间不一样；程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s,后东西段通行、南北段禁止60s,依 此循环。系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正 常”、 “繁忙”、 “特殊”可相互转化。正常模式：直行时间显示数码管显示60。此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁 止（红灯）60s,倒计时到3s时，黄灯亮，提醒人们注意了。然后是东西段通行（绿灯）， 南北段禁行（红灯）,一直循环下去。繁忙模式：南北段、东西段的通行时间改为30s,其
3、它与正常模式类似。特殊模式：特殊模式红灯全亮，倒计时20s，到最后3秒黄灯闪3次后并转入正常 模式。2 简易交通灯控制逻辑电路设计方案制定2.1 简易交通灯控制逻辑电路设计的原理系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1 口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0 口，在此同时用软件方法计时1秒， 到达1s就要将时间值减1,刷新LED数码管。时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的 相应状态码值以及时间值，当然，还要开启两个外部中断，其一为紧急情况处理中断， 一旦信号有效，即K键为低电平时进入中断服务子程序，东西南北路口的保持现
4、有通行 状态，再按一下K键，中断结束返回。其二为通行时间调整中断，若按键有效，进入相 应的中断子程序，对时间进行调整，可延长或减少某一路段的通行时间，此后再按键则 中断结束返回。2.2 简易交通灯控制逻辑电路设计的技术方案图 2 总程序流程图图 3 定时器中断的流程图图 4 外部中断 0 的中断流程图3 简易交通灯控制逻辑电路设计方案实施3.1 复位电路单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚 RST 上外接电阻和电容，实现上电复 位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片 机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。复位电路由手动复位和 上电复位两
5、部分组成。上电复位电路要求接通电源后，通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。上 电瞬间RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RERST引脚的高电平将逐渐下降。 RERST 引脚的高电平只要能保持足够的时间（2 个机器周期），单片机就可以进行复位 操作。手动复位：手动复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、 RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。 单片机复位期间不产生ALE和PSEN信号，即ALE=1和PSEN=1。这表明单片机复位 期间不会有任何取指操作。3.2振荡电路单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全称叫
6、晶体振荡器，它 结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那 么单片机运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟 频率。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。单片机的时钟电路设计有两种 方式，一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。在内部时钟方式下单片机内部的高增益、反相放大器通过XTAL1、XTAL2外接作 为反馈元件的外部晶体管振荡器与电容组成的并联谐振回路构成一个稳定的自激振荡 器，向内部时钟电路提供振荡时钟。震荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率。MCS-51 单片机的晶体振荡频率可以在1-12MHZ范围内选择，电容C1、C
7、2的选择范围是15-45pF, 电容的大小会影响振荡器的稳定性和起振速度。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。此方式常用于多片单片机 同时工作，以便于各单片机的同步。一般要求外部信号高电平的持续时间大于20 us， 且为频率低于12MHz的方波。本设计采用内部时钟方式，采用12MHz的晶振和两个 22pF的电容。图7最小系统3.3 LED显示器LED显示器由七个发光二极管组成，因此也称之为七段LED显示器，此外，显示 器中还有一个圆点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。通过七段发 光二极管的不同组合，可以显示多种数字、字母或者其他符号。LED显示器中的发光二 极管共
8、有两种连接方法。如图3-3所示。（1）共阳极接法 把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接 +5V。这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。（2）共阴极接法 把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。此 设计用共阴级的2位数码管。fCOMabf9Ecd-如1COc c0引脚图-RC1-:TEX1卜.R10 卫口 pTEXfi.LED-HK?E1萍亠LED-VEI-LCWO：W015 J-ED-RECi 武TEXTaD101.ED-ORBENR14图10启动与停止
9、电路3.5按键模块程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s，后东西段通行、南北段禁止60s，依 此循环。系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。正常这里用到了二极管做开关，是为了防止有一按键被按下3根线同时低，中断无效。 二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电 压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性， 可以组成各种逻辑电路。D1-.P UJb.D2 iDOZ匚Li UJb 订EXT图11按键电路3.7电子秒表系统电路图riHiT7 Pl.ld*r3E. FZjtMISFZ*JLI3piih-kin I 2 L M- -Q 札吋I西秆.V1西眄： WE.图12简易交通灯控制逻辑电路总电路图3.8 元器件清单表 1 实验原器件清单表序号编号名称型号/参数数量1U1STC89C52 单片机AT89C5212无七段两位数码
