新建 课程设计正文.doc

1、概述 本次课题设计为交通灯控制系统，它采用AT89C51单片机来控制不同路口方向的灯的熄灭情况，通过本身内部定时器实现灯在不同过程中亮的时间，采用单片机串口通信，实现数码显示功能，显示出交通灯延迟的时间闪烁情况，通过AT89C51多个不同的串口，实现不同路口方向的交通灯控制。 2、方案设计 系统的整体框图如下。 图2 方案设计整体框图 2.1主控系统单片机AT89C51 A89C51它是一个多串行口系统微处理器，是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kB的只读程序存储器，兼容标准的MCS-51指令系统及80C51引脚结构，它芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，它是一个功能强大的微控制系统。 2.2路灯控制电路简介 通过AT89C51串行口外接不同颜色的LED灯，通过内部电路的控制，在不同的端口提供高低电平，进一步控制灯亮的情况，进行路灯模拟控制，通过内部的时序电路控制灯的闪烁情况，由单片机内部的时钟电路以及定时器系统控制灯亮的时间。 2.3时间数码显示电路原理 路灯亮的时间通过LED数码管显示出来，利用AT89C51单片机内部的定时/计数器进行中断定时，再配合软件延时实现不同颜色的路灯亮的时间，通过LED八个端口输入的不同二进制数据，显示出不同的数字时间，再通过串行口通信实现外部数码电路的显示。 3、硬件电路设计 3.1 AT89C51主控制电路 AT89C51单片机系统属于主控制电路，它通过内部已经设计好的时序电路，再通过外部接口，实现对外部电路的控制，单片机内部以CPU为核心，通过三总线结构，将存储器和I/O端口等部件有机结合。 图3.1 AT89C51接口电路 3.2 AT89C51晶振电路和复位电路 晶振电路是给AT89C51单片机提供时钟节拍，只有在它的运行下，单片机才能正常的工作，保证时序电路的稳定工作，而复位电路是调节单片内部电路的初始状态，防止单片机因出故障不能回到最开始的状态。 图3.2-1 晶振电路原理图 图3.2-2 复位电路原理图 3.3 键盘控制输入电路 键盘控制输入电路，是实现外部键值对单片机所控制的电路的功能操作，通过不同按键的初始状态，决定外部交通灯电路需要实现什么样的功能，通过不同键的初始状态来实现外部电路某个功能端的实现。 图3.3 键盘控制输入电路原理图 3.4 交通灯控制电路 这是外部交通灯电路的原理图，它是通过单片机输出口输出高低电平来控制灯亮的情况，利用发光二级管来模拟路灯的实际情况，通过结合软件程序的设计来点亮不同颜色的灯，从而实现交通灯的操作。 图3.4-1 交通灯模拟电路 图3.4-2 人行道灯模拟电路 3.5时间数码显示电路 这是数码显示电路的原理图，通过不同接口所输出的高低电平，进行数字化的二进制输入，显示出不同的数值，在通过单片机的有效结合，实现交通灯时间显示的控制。它是采用点亮不同段LED灯亮，组成不同数值的原理设计。 图3.5 数码显示接口电路 4、系统软件设计 4.1 主程序流程图 主程序流程图是实现整个交通灯的大都数的功能，通过流程图的可以知道交通灯出现的不同情况的控制，进行有顺序有规则的电路实现，它的主要功能是实现不同路口方向和不同颜色灯亮的情况以及时间的显示等等。 N Y N Y 图4.1 主程序流程框图 4.2 按键扫子程序流程图 键盘扫描程序是通过CPU来对外围键盘电路进行查询，主要是实现不同按键所处的状态所对应的交通灯设计的功能，对去抖动程序的设计，很好的调节键盘电路的稳定操作。 N Y Y