基于单片机交通灯控制系统设计嵌入式应用基础课程设计报告.doc

嵌入式应用基础课程设计报告 基于51单片机交通灯控制系统设计 学 院： 学生姓名： 班 级： 学 号： 指导教师： xxx 工 学 院 摘要 近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，不根据具体硬件结构软件结合，加以完善。 十字路口车辆，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。实现了从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 目 录 摘要 I （一）总体设计思路 - 1 - 1.1 设计背景 - 1 - 1.2 设计目的及思路 - 2 - 1.2.1 设计目的 - 2 - 1.2.2 设计思路 - 2 - 1.3 交通灯显示时序及状态转换的理论分析 - 3 - （二）方案比较、设计与论证 - 4 - 2.1 总体设计方案 - 4 - 2.2 控制模块选择方案 - 5 - 2.3 电源模块方案 - 5 - 2.4显示界面方案 - 5 - 2.4.1 倒计时显示界面方案 - 5 - 2.4.2 状态灯显示 - 6 - （三）硬件设计 - 6 - 3.1系统总体硬件方案论证 - 6 - 3.2 STC89C52RC单片机简介 - 6 - 3.3单片机最小系统 - 9 - 3.3.1 时钟电路 - 9 - 3.3.2.复位电路 - 10 - 3.4 显示电路 - 10 - 3.5 电路图 - 11 - （四）软件设计 - 12 - 4.1 程序流程图 - 12 - 4.2 课程设计体会 - 13 - 4.3具体程序 - 14 - 4.4 程序烧至单片机过程 - 18 - 参考文献 - 19 - （一）总体设计思路 设计背景 自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤， 图1 红绿灯状态转换图分别设定为S1、S2、S3、S4，交通灯以这四状态为一个周期，循环执行比较、设计与论证89C52作为控制器。单片机运算能力强，软件编程灵活，自由度大。在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，使用时容易掌握；采用STC89C52单片机稳定可靠、应用广泛、通用性强。 方案比较：采用方案一来实现十字路口交通灯控制系统非常方便，电路结构简单，控制单一，但整个系统性能不是很高，倒计时不是非常精确，如果要求系统能设置不同工作时间不容易，因而对于完成题目较困难，而方案二完全能实现设计要求，容易掌握，利于编程，易控制，I/O接口很多，易于扩展外围电路，价格便宜，故选择方案二。 2．3 电源方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。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，我选择第二种方案。2.4.1 倒计时显示界面方案该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等实现复杂，且须完成大量的软件工作综上所述，我选择第种方案该系统要求完成功能。本设计以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系统、状态显示、模块89C52作为整个系统的核心控制器件，主要负责整个系统工作的控制和运算，从而使各模块正常工作；采用七段LED数码管和LED灯作为显示器件，用七段LED数码管完成倒计时显示，用LED灯作为状态灯指示功能；以电池供电作为系统电源部分，可对各个模块供电并便于演示。 单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机电路、复位电路等组成。8KB的闪速存储器Flash ROM。内部的8KB存储器用于存放可编程控制器监控程序。 STC89C52RC单