交通信号灯设计proteus软件课程设计.doc

课程设计 课程名称： 单片机原理及应用 课 目： 交通信号灯设计 学 院： 专 业： 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 2013年 6 月 17日 目 录 一、第1章 概述 3 1、设计背景 3 2、设计要求 3 二、整体设计原理 4 1、设计原理 4 2、硬件电路分析 5 三、硬件电路 6 1、晶振电路 6 2、硬件电路 6 四、软件设计 7 1、主程序设计 7 2、程序代码分析 8 3、元件清单 11 五、测试 12 1、Proteus简介 12 2、仿真调试 13 六、总结（心得体会） 19 七、附录 20 1、参考文献 20 2、程序代码 20 一、概述 1、设计背景 在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。 图2.1 十字路口 东西通行，南北红灯亮。过一段时间后，转状态。东西绿灯灭，黄灯亮。再转状态；东西红灯亮，南北绿灯亮通行。过一段时间后转状态；南北绿灯灭，黄灯亮。一段时间后，又循环至初始状态。 （2） 交通信号灯的状态 下表即为交通灯的状态表，高电平有效，1表示灯亮，0表示灯灭。总共包含初始化东西绿灯南北红灯，东西黄灯南北红灯，以及南北红绿东西红灯和南北黄灯东西红灯四种状态情况。首先初始状态东西绿灯亮，然后依次是东西黄灯亮，南北绿灯亮，南北亮，然后照此循环。 表2.2 交通灯信号状态表 状态 北 西 南 东 绿 黄 红 绿 黄 红 绿 黄 红 绿 黄 红 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 2 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 3 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 4 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 注：1代表灯亮，0代表灯灭 （3）单片机接口分析： 对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。 硬件电路分析 P1口：做为输出口，接发光二极管，其状态及对应的十六进制值如下图。 （2） 发光二极管用来显示灯亮情况。 表2.1即是发光二极管显示接口及原理。总共12个发光二极管，由于东西方向和南北方向的亮灯情况分别相同，故12个发光二极管只需要用到六个控制端就可以了，本系统中使用p1.0、p1.1、p1.2控制东西方向；p1.3、p1.4、p1.5控制南北方向。 表2.3 发光二极管接口显示原理 方向 状态 无 南 北 东 西 十六进制值 说 明 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 1 00 101 110 2EH 东西绿南北红 2 00 101 011 2BH 东西黄南北红 3 00 110 101 35H 东西红南北绿 4 00 011 101 1DH 东西红南北黄 5 00 011 011 1BH 东南西北全黄 三、硬件电路 1、晶振电路 晶振是晶体振荡的简称，实为单片机提供额定频率的器件，如果没有晶振，单片机将不能工作。 2、硬件电路 图3.1即为本次课程设计的硬件电路图，图中标明有东南西北四个方向，表示四个路口，每个路口有三个灯，分别为绿灯、黄灯、红灯。每个路口还有两个数码显示管，用于显示还剩下的通行时间或者等待时间。中间部门为控制系统80C51单片机，其中包括晶振和复位电路。 图3.1 硬件电路图 四、软件设计 1、主程序设计 图4.1为本系统的程序流程图，初始化东西亮绿灯，南北亮红灯，系统自动判断是否已达预定时间，然后是东西亮黄灯，接着南北亮绿灯，东西亮红灯，最后南北亮黄灯，依次循环。2、程序代码分析 通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。 主程序分析： ORG 0000H MAIN:MOV TMOD,#01H ;工作方式1 MOV TL0,#0B0H ;设置定时器初始值为0