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1、 单片机技术课程设计说明书 交通灯 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 沐 弓 指导教师： 王韧 职称 副教授 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子120班 完成时间： 2013年12月21日 摘 要交通灯在现代社会交通管理的作用毋庸置疑，它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。本系统采用单片机AT89S52为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的状态显示以及倒计时。设计以AT89S52单片机为核心，外接外围电路构成基本电路，本设计除基本的交通灯功能外，还增加了在紧急情况下能手
2、动切换信号灯让特殊车辆优先通行，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。软件上采用汇编语言编程，主要编写了主程序，LED数码管显示程序。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟关键词 交通灯；单片机ABSTRACT The traffic lights in the modern society traffic management role.its occurrence, make traffic to effectively control for relieves traffic flow, improve traffic capacity, reduce the number of
3、traffic accidents have obvious effect. The system adopts single-chip microcomputer AT89C51 as the center device to designing traffic light controller, system strong practicality, simple operation, extensible. This design is one-chip computer simulation intersection traffic lights state display and c
4、ountdown.Design with AT89S52 single-chip microcomputer as the core, an external circuit constitute the basic circuit .Intelligent traffic control system will usually achieve automatic control and in emergency situations can manual switching lights make special vehicle righe-of-way.good simulation cr
5、ossroads possible conditions.Software is used on assembly language programming, mainly prepared the main program, LED digital pipe display program. After the machine commissioning, realize the intersection traffic simulation.Key words The traffic lights;single-chip 目 录1 系统总体设计方案11.1 设计课题任务11.2 功能要求说
6、明11.3 总体方案介绍及工作原理12 设计课题硬件系统的设计22.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍22.2 设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图各1份32. 3 设计课题元器件清单43 设计课题软件系统的设计43.1 设计课题使用单片机资源的情况43. 2 设计课题软件系统各模块功能简要介绍63.3 设计课题软件系统程序流程框图73. 4 设计课题软件系统程序清单84 使用说明，仿真结果及误差分析8 4.1 设计使用说明8 4.2 程序仿真结果8 4.3 误差分析10 4.4 设计体会10结束语11致 谢12参考文献13附录A14附录B15附录C16附录D17附录E18附录F26
7、1 系统总体设计方案1.1 设计课题任务 设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。1.2 功能要求说明（1）该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”。（2）进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。（3）要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道， 每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。（4）有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。1.3 总体方案介绍及工作原理交通灯的总体功能原理是以AT89S52单片机为主要的控制核心，通过外接4个独立式键盘作为控制
8、信号源，八个七段数码管作为显示器件。单片机实时的去执行相应的功能。在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观看和调节各种数据。系统的硬件框图如图1所示。 图1 系统的硬件框图 2 设计课题硬件系统设计2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1 单片机最小系统片机最小系统包括AT89S52单片机以及电源电路、时钟电路、复位电路。只有当单片机有了这些电路才会工作。AT89S52主要性能与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器,1000次擦写周期,全静态操作。0Hz33H三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UA
9、RT串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。AT89S52具有 8K 在系统可编程Flash存储器。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。时钟电路中主要由石英晶体这个感性元件，与电容构成振荡回路，为片内放大器提供正反馈和振荡所需的相移条件，从而构成一个稳定的自激振荡器。从而给单片机提供计数时间。复位电路复位电路有上电复位，按键电平复位和按键脉冲复位3种。80C51的RST引脚是复位信号的输入端。复位信号时高电平
10、有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期以上，整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号RST送施密特触发器；再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样；最后才得到内部复位操作所需要的信号。电源电路给单片机提供稳定的直流稳压电源。2.1.2 键盘功能模块按键电路的设计就是在一端公共接地，另一端通过上拉电阻接到P1口，当有按键按下，相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿各键功能单一，互不影响，操作起来十分的清晰与方便2.1.3 数码管显示模块数码管的八个位控口接在AT89S52单片机的P2口线上，段控制线接在P0口线上，由于数码管的本身显示亮度不够，所
11、以一般都会在其位控和段控口前加上一定的驱动电路，本次设计中采用74HC573。2.1.4 蜂鸣器模块 蜂鸣器通过9012三极管与单片机P3.1口线连接，当P3.1口线取低电平时，蜂鸣器鸣叫。 2.1.5 LED模块LED电路直接挂接在单片机的P3口上，采用共阳接法。P3口线取低电平时LED2.1.6 下载电路下载口的1脚接P1.5口，2脚悬空，3脚接单片机的复位口，4脚接P1.6口,5脚接P1.7口，6脚接地，7、8、8、10脚接地。2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图各1份电路原理图见附录A电路pcb图见附录B元器件布局图见附录C电路CDA图件附录F2.3 设计课题元器件清单元器
12、件清单见附录D3 设计课题软件系统的设计3.1 设计课题使用单片机资源的情况P0口输出数码管段控信号，P2口输出数码管位控信号，P1口接按键，P3口接流水灯；晶振12MHz；按键S0：P1.0，复位显示P；按键S1：P1.1；按键S2：P1.2；按键S3：P1.3；按键S4：P1.4，复位显示P。40H用于显示缓冲区个位；41H用于显示缓冲区十位；堆栈栈底：70H。3.2 设计课题软件系统各模块功能简要介绍 3.2.1 键扫描子程序 键处理函数主要是将从P1口取值送往单片机进行取反处理。键扫描函数主要是判断是否真的有键按下，即度过前沿抖动之后再判断是否有键按下，如果确实有键按下再判断是否释放，
13、同样也要度过后沿抖动。最终将处理完的键值作为返回值返回3.2.2 显示子程序显示子程序主要是完成数码管的动态显示，将相应的段控码送P0口，位控码送P2口，根据查表显示需要的字符信息。3.2.3 延时子程序根据程序的设计要求，需要1ms，500ms，1s的延时，由于时间比较短，故采用软件方式延时。 外部中断程序本课题是用外部中断函数来实现应急车道通车。外部中断函数里面用到的延时1s和正常通车时用到的延时1s不是同一个延时函数，因为按键扫描是加在正常通车时的延时1s中，这样是为了防止其他按键影响中断服务的进行。3.2.5 主程序本课题的主程序中，包含上电显示P.和键扫描程序，当没有键按下时，一直显示P.。当S1按下时，甲车道通车；当S2按下时，乙车道通车；当S4按下时显示P.；当S3按下时，显示紧急车道通车。3.3 设计课题软件系统程序流程框图根据软件系统各模块设计程序流程框图3.3.1 主程序流程框图 图2 主程序流程框图3.3.2 显示子程序流程框图 图3 显示子程序流程框图3.3.3 键扫描子程序流程框图 图4键扫描子程序流程框图3.3.4 键功能子程序流程框图 图5键功能子程序流程框图3.3.5 中断子程序流程框图 图6中断子程序流程框图3.4 设计课题软件系统程序清单程序清单见附录E
