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1、 成绩课程设计报告题 目： 复杂路口交通灯系统的仿真 设计（软件部分) 学生姓名： 周 鑫 学生学号： 090045 系 别： 电气信息工程学院 专 业: 通信工程 届 别： 21 指导教师: 权循忠 复杂路口交通灯系统的仿真设计（软件部分）学生：周鑫指导老师：权循忠电气信息工程学院 通信工程1班1课程设计的任务与要求1 课程设计的任务1、实现交通灯控制系统的基本功能；2、可以通过按键调整主次干道的通行时间；3、系统具有较强的稳定性;4、系统可根据需要附加一些功能；东西（）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、左转绿、直行绿、黄四个指示灯,指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，
2、绿灯亮允许通行。红灯的默认设计时间为40秒,绿灯及左转绿灯各为0秒,还可根据车流量的大小改变通行时间。 .2 课程设计的要求 根据课程设计有关要求，在熟悉课本数字电路的基础上,多方参照相关书目,自行设计本课题：十字路口交通灯控制电路系统。1。3 课程设计的研究基础 随着时代的发展和进步，控制智能化、仪器小型化、功耗微小化得到广泛关注在这些领域中，单片机起到了举足轻重的作用，这就把单片机的应用提升到重要的地位，单片机应用系统设计就成为新的技术热点。该交通灯的整体构成由：AT89C51单片机1，AMBERCC数码管显示模块,按键控制模块，LE灯指示模块等硬件电路构成，软件包括定时器部分，外部中断部
3、分，正常模式部分程序组成.正常模式下由程序执行6个状态,每个状态分别各车道通行时间4秒,左转2秒,人行道有40秒的通行时间，离转换还剩5秒时数码管进入闪烁倒计时状态,每条道路对应1个等待状态,1个通行状态，个左转状态,每个状态调用数码管倒计时显示子程序，并可根据具体繁忙程度手动调节交通灯的转换时间.2 单片机交通灯控制系统方案制定2.1 方案提出采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器,选择一个单片机,其内部为一个计数3，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换, 由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计数11共同来实现的,所以要考
4、虑增加一个置数模块，其主要功能细分为,对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数，分别为南北车道的置数选择和东西车道的置数选择。现在简述设计思想。如前分析已经确定该系统有六个状态1，而置数子模块可定要将下一状态的预置数准备好,所以很容易得到主干道的置数表表1：方案1的交通灯工作状态状态南北车道预置东西车道预置数035（直行绿灯）5(红灯)01(黄灯闪烁等待)（红灯)012(左转绿灯）20（红灯)01135（红灯)5（直行绿灯）100（红灯）5(黄灯闪烁等待）1012(红灯）0(左转绿灯）由该表,就可以通过程序循环的方法设计该模块，主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现,由主控制器计时
5、和中断产生的八个状态去译码，从而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数.同时,可以用组合电路实现该功能了,可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码,接下来就是计数模块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知主控制模块，使之进入下一模块。还有一个必须考虑到的就是，预置数必须在下一个状态来之前准备好，而红绿黄灯的状态变化,必须和计数状态同步，于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化，所以，系统中的两个状态转换时,在上一状态结束时设置预置数,而控制红绿灯的是随着系统本身状态的变化而变化，体现在本子电路中就
6、是有两组电路去判断符合的状态。系统硬件原理图图 系统硬件原理图3。 软件功能设计1、主程序负责初始化以及循环扫描键盘;2、定时器0负责闪烁以及数码管的闪烁；3、定时器负责计数以及数码管的循环显示，交通灯的循环点亮；4、键盘扫描模块负责获得键号并转到相应的程序进行处理；5、键盘处理模块负责调整交通的通行以及暂缓通行时间3。 程序流程图全部控制程序实际上分为若干模块：键盘设置处理程序，状态灯控制程序，LED显示程序紧停程序，中断服务子程序，红绿灯时间调整程序等.整个软件程序方面主要分两大部分:主程序部分和中断处理程序。图2 程序流程总图总图是所有程序依据的原理每次子程序都将调用总图进行形成,首先开
7、始,然后通过I/O口进行程序编译，之后通过芯片进行检测运行,有效的向下发放无效返回提醒。图3 主程序流程图首先开始运行，系统初始化，各灯开始运行亮灯并有处理器处理返回图 按键子程序流程图它包含倒计时调整和繁忙状态两个状态.主程序中放了一个按键的判断指令,当有按键按下的时候，程序就自动的跳转到按键子程序处理。当检测到2键按下的时候就自动返回到主程序.当出现繁忙的情况的时候，按下K3或者K4 就切换到繁忙状态,当繁忙事件处理完毕的时候,再按键调整时间,返回正常状态.图 中断程序图从主控中返回的数据先分配空间，之后判断，判断正确进行中断获得数据依次循环,判断不正确直接返回原值进行下一步程序4 系统仿
8、真实现图6 东西停南北直行 南北人行通行状态图7 东西停南北左转弯 南北方向人形通行状态 图 南北停 东西直行 东西方向人形通行状态 图9 南北停 东西左转弯 东西方向人形通行状态图10 繁忙状态交通灯工作状况5 仿真软件介绍 Protl 9S：随着计算机技术的飞速发展,集成电路被广泛应用,电路越来越复杂,集成度越来越高，加之新型元件层出不穷,使得越来越多的工作已经无法用手工来完成,因此计算机辅助电路板设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。Pte 99SE具有丰富的设计功能，能进行原理图的设计、印制电路板的设计、PCB板的设计等功能。Keil C51：KiC51 软件是众多单片机应用开发的优秀
9、软件之一,它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,PL 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。e ison调试器准确地模拟801设备的片上外围设备（IC、CAN、UAT、SPI、中断、I/端口、A/D转换器、D/A转换器和WM模块）。模拟帮助你了解硬件配置，避免在安装问题上浪费时间. 此外，使用模拟器你可以在没有目标设备的情况下编写和测试应用程序。使用PK51专业开发套件,你可轻松访问051系列的片上外设和其他关键功能. 结语在这次课程设计中,我遇到了一些问题，也学会了很多关于数字电路的东西，并对所用器件有了更深入的认识。首先，为了使线路简单在安装之前要对芯片的位置布置作一下分析,才开
10、始连接。并按照电路进行合理的布置器件，另外，在调试过程中，要学会使用仪器去检测电路，刚开始我很快就将线认真的连好,但没有出现结果，我再用表去测电路，并找出了问题所在。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在同学的辛勤指导下,终于游逆而解。同时,在同学的身上我们学也到很多实用的知识，在此我心存感激.此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。 在此，感谢于权循忠老师的细心指导,也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！7参考文献1胡汉才 单片机原理及
11、其接口技术 清华大学出版，962蔡美琴 MS51系列单片机系统及其应用 高等教育出版社 004.23付家才 单片机控制工程实践技术 化学工业出版社,204。54潘新民 微型计算机控制技术 人民邮电出版社,199.9余锡存 单片机原理及接口技术M 西安电子科技大学出版社,000.76雷丽文 等。微机原理与接口技术 电子工业出版社,97.7蒋万君 在论循环时序电路的简便设计J 机电一体化,25第5期8周立功 增强型0C51单片机速成与实战 北京航空航天大学出版社2004。 9何立民 MCS-51系列单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社， 99.10李华 CS -51系列单片机实用接口技术M
12、北京航空航天大学出版社,19311周航慈 单片机应用程序设计技术M 北京航空航天大学出版社,199. 12张志良等 单片机原理与控制技术M 机械工业出版社，2001 年7 月第1 版13陆坤 电子设计技术1 电子科技大学出版社,19914梁文海 单片机A9C2051构成的智能型频率计J 现代电子技术,2002 15谢自美 电子线路设计实验测试M 华中理工大学出版社,20011吴金戎,沈庆阳 81单片机实践与应用M 清华大学出版社， 008 附录所用元器件清单表1 所有元器件列表NE555174LS007447CD74454 1/金属膜电阻：4739122 电 位 器：5K1 电解电容：10F1 固定电容:0。01 发光二极管：红2黄2绿2共阳数码管相关程序/* 十字路口交通灯控制 C 程序*definucarusined hardfineuitunsigne intincludereg5/*定义控制位*/sbit Time_ShE2=P25；/TimehoLED控制位sit Tie_Show_L1=24;Time_ShoD1控制位sbtEWLED2=3；/EW_ED2控制位sbitEW_E1=P2；/E_LD1控制位sbtS_LE221;/SN_ED2控制位bitS_LE=P20；/SN_ED1控制位bit SN_Yellow=P6;/S黄灯sbi W_Yellw=2;/EW黄灯
