单片机原理与接口技术课程设计-基于C51单片机的简单交通灯系统设计精选.doc

课 程 设 计 报 告 书 所属课程名称 单片机原理与接口技术 题 目基于C51单片机的简单交通灯系统设计 分 院 机电学院 专 业、班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 2012 年07月12日 目 录 一、课程设计任务书 1 二、总体设计 2 （一）单片机交通控制系统方案的比较、论证 2 （二）单片机交通控制系统总体设计 2 三、智能交通灯控制系统的硬件设计 5 （一） AT89C51单片机简介 5 （二）交通灯中的中断处理流程 7 （三） 系统硬件总电路构成及原理 8 四、程序设计 10 （一）程序主体设计流程 10 （二）理论基础知识 10 （三）子程序模块设计 11 （四）系统软件调试 12 五、程序调试及结果分析 15 （一）总体设计程序 15 （二）protues仿真模拟及模拟图 17 六、总结 19 七、参考文献 20 一、课程设计任务书 课程设计题目： 基于C51单片机的简单交通灯系统设计 课程设计时间：自 2012年 07 月 02日起至 2012 年 07 月 13日。 课程设计要求： 我们本次模拟系统由单片机硬/软件系统、LED灯显示系统和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能。 （3）进行LED灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，我们采用单片机汇编语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 学生签名： 年 月 日 课程设计评阅意见 项目 课程设计态度评价 10% 出勤情况评价10% 任务难度 、量评价10% 创新性评价 10% 综合设计 能力评价20% 报告书写规范评价20% 答辩 20% 成绩 综合评定等级 评阅教师： 2012年 月 日 二、总体设计 （一）单片机交通控制系统方案的比较、论证 1、电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案： 方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。 综上所述，我们选择第二种方案。 2、输入方案 题目要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我们研究了两种方案 方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二： 直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。 综上所述，我们选择第二种方案。 （二）单片机交通控制系统总体设计 1、单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。 图2-1 交通状态 说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始。 表2-1 表示灯状态和行止状态的关系 状态1 状态3 状态4 状态6 东西向 禁行 等待变换 通行 等待变换 南北向 通行 等待变换 禁行 等待变换 东西红灯 1 1 0 0 东西黄灯 0 0 0 1 东西绿灯 0 0 1 0 南北红灯 0 0 1 1 南北绿灯 1 0 0 0 南北黄灯 0 1 0 0 在任一个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表1所示。说明：0表示灭，1表示亮。 2、单片机交通控制系统的功能要求 本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生。 还可以进行紧急处理，交通路口出现紧急状况在所难免，如