091533_交通灯课程设计.docVIP

河南理工大学万方科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目：信号控制灯设计 班级：14轨道2班 姓名：李勇志 学号：1416307043 辅导老师:石峰 目录 摘 要 I 第1章 整体设计 1 1.1任务与要求 1 1.2系统设计 1 第2章 硬件系统设计 3 2.1单片机模块 3 2.2显示模块 4 2.3按键模块 4 第3章 系统软件设计 6 3.1正常工作模式子程序 7 3.2延时子程序 8 3.3夜间模式子程序 9 3.4绿灯闪烁子程序 10 3.5显示倒计时子程序 11 第4章 系统测试与实现 13 4.1汇编源程序 13 4.2 Proteus仿真 13 第5章 课程设计总结 16 参考文献 17 摘要 本文介绍交通信号灯的基本工作原理，基本组成，设计步骤及方法，电路说明等，着重强调了设计的原理和方法，并附以电路说明，从更深层次的把交通灯的设计原理展现给大家，他结合模拟电子技术和数字电子技术，的基本研究方法并根据实际情况进行设计电路，并最终实现指挥交通，本文的思维基于智能交通灯的设计方案，并进行简单改进。最终实现红黄绿的三个灯的交替自动运行。 1章 整体设计 1.1任务与要求 需要完成的任务是用单片机实现交通灯的基本功能，该系统除了可以实现基本交通灯功能外，也能实现倒计时﹑紧急特殊模式等功能。 详细功能为：在白天正常东西方向和南北方向通车，通车时间均为45秒。正常通车情况下，可以对通车的时间进行倒计时计数，并通过显示器显示出来。如果遇到特殊情况，在处理特殊事件时，可使整个十字路口禁止通车。强制东西通行，适用某些需要只进行东西通车的情况。强制南北通行，适用某些需要只进行南北通车的情况。在夜间车流量较少的情况下，正常东西方向和南北方向通车，通车时间均为10秒，相对与白天通行模式，车辆等待时间减少，提高了通行效率。 1.2系统设计 此次设计通过ATMEL公司的单片机AT89C52对整个交通灯电路进行控制。根据上面的功能要求，本次设计需要完成正常模式﹑计时功能﹑紧急特殊模式﹑夜间模式等四个功能。 在正常模式下，交通灯每45秒改变一次通行方向，使得南北和东西交替通行。而LED显示系统则显示到下一次改变所剩的时间，利于司机调整车辆状况。每到同行方向转换时，绿灯闪烁，变为黄灯。提醒司机注意通行方向的改变，避免不必要的危险。 本交通灯的设计运用了单片机的外部中断，系统的紧急和夜间模式的切换采用中断系统完成。这样在任何通行情况下都可进入以上两种模式。在设计中，设置外部中断0为夜间模式触发按钮，由电平触发完成，设置为低优先级，设置外部中断1为紧急模式触发按钮，由电平触发完成，设置为高优先级。此时无论紧急状况（如车祸等）发生在何时都可以直接进入紧急模式以便于交通管理人员处理问题。同时，通过在紧急模式下软件检测P3.7和P3.6是否不为1来触发东西及南北强制通行模式，以弥补外部中断的不足，实现更多的功能。 此次设计运用了软件延时程序，这样不仅调整延时长短十分灵活，而且不占用内部定时/计数器的资源。设计中通过对指令运行的次数进行循环来实现软件延时。当晶振频率为12MHz时有以下时间周期： 震荡周期：1/12微秒； 状态周期：1/6微秒； 机器周期：1微秒； 指令周期：1～4微秒；（根据指令的不同而不同） 软件延时的优点是较为灵活，调整更为容易，且不受延时时间限制。但软件延时长时间占用系统资源，使得CPU工作效率不高，在中断频繁的系统中其定时精度也受到中断的影响。但本系统要求延时时间较长，且没有频繁申请的中断系统，所以选择软件延时配合外部申请中断模式切换较为合理。 第2章 硬件系统设计 根据上面的功能要求,硬件系统主要模块有单片机模块﹑显示模块﹑按键模块，其硬件总电路图如附录二所示。 2.1 单片机模块 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器, 2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程40脚为电源端VCC，接+5V电源，第20引脚为接地端VSS。 单片机与其他模块的连接如下图2.1所示： 图2.1 单片机与其它模块的连接 2.2 显示模块 传统的共阳极或共阴极的数码管其显示输入需要为段码，这样就使得电路相对复杂和繁琐。对于相同的功能在成本相差不大的情况下，此处运用了带BCD译码电路的LED显示器。这样既可使线路简化，又可使可靠性提高 本设计中使用的自带BCD译码电路的LED显示器，其主要特点是采用四线BCD码输入，可显示0-F十六进制数。使用时直接输入BCD码 即可显示相应的数字，使得电路大大简化。设计时，把P1.0~P1.7当 做BCD码输出端口，