单片机实训交通灯.doc

桂林电子科技大学信息科技学院 单片机实训报告 交通灯控制系统 姓 名： 吴桐 学 号： 0952200144 专业班级： 09自动化 指导老师： 寒剑 易艺 李德明 所在系：电子工程 2011年9月22日 摘要 单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。 主控芯片采用AT89S52单片机，配合其他基本设备完成设计。采用C51语言进行编程，编程后利用Keil C51进行编译，生成对应的HEX文件，采用PROTEUS软件进行系统硬件的仿真模拟，检验功能。模拟试验成功后，焊接硬件电路，通过ISP下载线将HEX文件烧制入单片机，完成整个设计并进行实际操作，并实际记录单片机工作情况。  一、基本原理 利用51单片机控制各个路口红绿灯及时间显示。 模拟交通灯示意图： 设计的重点： 1、各个路口红绿灯亮灭的规则，暂不考虑左转方向； 2、倒计时的实现，利用单片机的定时器进行计数得到秒信号； 3、时间显示：东西南北四个方向的时间一致，当东西方向为60秒绿灯通行时间，同时南北方向为60秒红灯禁止时间，因此硬件连接时可考虑东西南北方向可采用同一接法；最后相当于2个数码管动态显示，具体见参考电路框图。 4、按键设置（扩展要求）：设置键按一次，设置主干道通信时间（即次干道禁止时间），按第二次，设置主干道禁止时间（即次干道通信时间），按第三次，可作为紧急通信键。设置时间需要确定，可通过确定键实现，也可通过延时确定，如10秒。当然也可根据需要增加相应的按键。 二、参考电路框图 说明：同学们可以改变方案，只要满足要求即可。 三、性能指标要求 1、各方向的红、绿色信号灯能按照设定规则运行； 2、绿灯亮之前，黄灯闪烁5次； 3、红灯和绿灯倒计时间能够正确显示； 4、两干道的车辆不会会车冲突。 5、可以扩展其他功能（如按键设置时间，按键模拟警车） 1.3 设计任务和要求 任务：设计一个十字路口单片机交通灯控制系统。 要求：1、南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。 5、一道有车而另一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。 6、有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。 1.4 设计意义 课程设计使我们进一步熟悉和掌握了单片机的内部结构和工作原理，了解了单片机应用系统设计的基本方法和步骤，掌握的应用 2 系统总体方案及硬件设计 2.1 系统总体方案设计 本系统由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括按键控制模块、中央处理系统和指示灯倒计时显示模块；而为了实现相应功能软件系统包括软件系统包括主程序、定时器0中断服务程序、定时器1中断服务程序、延时程序、外部中断0服务程序、外部中断1服务程序和显示程序。 2.2 硬件电路总体设计方案 硬件系统包括按键控制部分、中央单片机部分、时钟电路与复位电路部分和交通灯与计时牌显示部分。这几个部分协调工作完成预定任务。硬件电路连接关系如下图： 2.3 硬件电路设计 本系统以AT89S52单片机为核心，包括中央单片机部分、电源晶振与复位电路部分、输出驱动控制部分和交通灯与计时牌显示部分和按键控制部分。 2.3.1电源晶振与复位部分 时钟电路在系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢 2.3.3 交通灯与计时牌部分 交通灯采用6个发光二极管组成，由P1口控制，附限流电阻。 而计时牌采用共阴极数码显示器，通常，共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，该端所连接的字符导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。同样，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。动态驱动使各位数码管逐个轮流受控显示，这就是动态驱动由于扫描速度极快显示效果与静态驱动相同3 软件设计 在设计程序之前