微机原理与接口技术课程设计-交通信号灯控制系统参考.doc

微机原理与接口技术 综合实践说明书 课程名称：微机原理与接口技术课程设计 设计题目：交通信号灯控制系统 设计时间：2013年 7月 1日至2013年7月11日 摘要：近年来随着科技的迅猛发展，单片机的种类不断的增多，功能日趋强大，相应的，对他的应用也在正在不断地深入，深入到了我们日常生活的点点滴滴，比如说我们的电子表、热水器、空调等家电，都有单片机控制系统的影子。另外，在对信号的实时检测和机构的各种自动控制系统中，单片机也常被作为一个核心部件来使用。 交通信号灯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。本系统由单片机系统（89C51）、按键、 LED显示、交通灯演示系统组成。在系统中应用了8155接口芯片、74LS14芯片以及8*8点阵，比较完整的对实际的系统进行了模仿，系统除了包括常规交通灯的控制疏导功能外，还具有紧急情况亮红灯、LED倒计时显示、某一向道路绿灯常绿，复位等功能。本文比较详细的介绍了该系统的基本原理及接口电路，以及在电路中用到的一些硬件设备。 关键词：交通信号灯、单片机、接口电路 目录 1任务要求 3 1.1应用系统实现功能： 3 1.2关键技术难点： 3 1.3工具： 3 2工作计划安排： 3 3系统设计 4 3.1硬件设计： 4 3.1.1系统总框图： 4 3.1.2 LED接口电路 4 3.1.3按键电路： 6 3.1.4单片机系统： 6 3.1.5交通灯演示模块： 7 3.1.6其它硬件元件 7 3.1.7硬件电路原理图 8 3.2软件设计 9 3.2.1交通灯的三种状态 9 3.2.2程序流程图 9 3.2.3源程序清单 13 4设计分工： 19 5参考文献 20 1任务要求 1.1应用系统实现功能： 1、十字路口常规自动控制，南北方向与东西方向红、黄、绿灯的自动切换，点阵LED显示红灯倒计时时间； 2、按键实现人工控制，如实现双向红灯，某一向常绿，或人工调节自动控制中的红\绿灯时间。 1.2关键技术难点： 扩展8*8点阵LED显示器一块，设计按键4个，两组（红、黄、绿）模拟交通灯的发光二极管。 1.3工具： 1、电烙铁 2、电烙铁架 3、镊子 4、小螺丝刀 5、偏口钳 6、焊锡 7、电路板 2工作计划安排： 7月1 日 上网、请教老师以及通过图书馆查找了一小部分资料。 7月2日 确定程序的具体实现功能。 7月3日 上网查找资料，并且进过讨论确定了程序设计思路，画出程序流程图，各自对参考程序先进行理解下。 7月4日 编写按键程序，针对各个按键的不同功能设计，并综合调试，找出错误地方并标记。 7月5日 对参考程序进行分析，一起读程序，对如何实现功能进行探讨。 7月6日 编程，编写主程序并对如何编写按键程序进行了探讨。 7月7 日 通知领取所需功能元器件，并将电路板缺漏部分焊接完成。 7月8 日 程序综合，读程序，找错误，然后进行讨论，修改程序，直到运行正常。 7月 9 日 讨论创新点，确定其功能。 7月 10 日 对创新部分进行翻译，编程调试，正常运行。 7月 11 日 总体调试，撰写报告。 3系统设计 3.1硬件设计： 系统的核心部分为89C51和8155芯片，一方面通过接口电路89C51控制交通灯的正常显示，另一方面通过8155芯片控制LED倒计时，同时通过K1，K2，K3，K4按键的中断响应再控制交通灯演示模块，按键中断也由89C51控制。 3.1.1系统总框图： 3.1.2 LED接口电路 连接方式：LED点阵由8155芯片控制，8155的A口和B口均选用输出方式，该LED为8*8共阳数码显示点阵管，其连接方式如图1： 图1 LED点阵图  要使点阵上Aa二极管点亮，则A为高电平，a为低电平。其余依此类推。因第一排至第八排发光二极管的阳极是连接在一起的，因此，该点阵为共阳点阵。当然我们也可以理解成共阴连接方式。 显示方式：扫描字由PA口控制，数据由PB口控制。根据8155与89C51的连接方式可以确定8155的命令状态口以及A、B口的地址。 连接电路如图2： 图2 8155与LED连接电路图 3.1.3按键电路： 按键电路原理图如图3： 图3 按键电路原理图 它由按键K1，K2，K3，K4 组成，如图3，若闭合按键，由于按键系统接地，给0电平，通过反向器后变为高电平1送给系统响应。各个口的响应由89C51的P3口来进行控制。 3.1.4单片机系统： 由89C51和8155两块芯片组成，系统的主控制器，用以控制其他模块协调工作。89C51与交通灯演示模块的接口电路图如图4： 图4 89C51与交通灯演示模块的接口电路图 3.1.5交通灯演示模块： 该模块由12个发光二极管构成，由 P1口控制，每位控制相对方向相同