电子线路课程设计---基于单片机控制的交通灯.doc

课程设计报告书 题目: 十字路口模拟交通灯 基于单片机控制的交通灯 摘 要 本设计以单片机为核心，用4个74ls595芯片控制4个16×16LED点阵显示电路， 模拟十字路口交通灯管理，并利用数码显示器进行倒计时显示（采用单片机内部定时器定时），实现了AT89C51芯片的P1口设置红、绿灯、黄灯燃亮时间的功能。显示时间直接通过AT89C51的P0口输出，东西路口的绿灯亮南北路口的红灯亮，东西路口方向通车。延时一段时间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。通过外部中断能使交通灯暂停运行，并点亮4个红灯。通过16*16点阵中的图形模拟控制行人过马路的人形“走”、“停”指示灯。 关键词：单片机、控制器、LED灯、点阵显示电路、定时器、C语言。 目 录 1 任务提出与方案论证. 6 2 总体设计 7 2.1控制方案的确定 7 3硬件结构 8 3.1硬件结构框图 8 3.2交通灯控制系统的原理框图 8 3.3 单片机的引脚功能介绍 …………………………………………………8 3.4 8位输出锁存移位寄存器的结构.................................................................11 3.5译码器…………………………………………………………………… 13 4 软件部分 14 4.1延时子程序的计算： ……………………………………………………14 4.2 流程图. 14 4.3 仿真图…………………………………………………………………… 15 总结. 16 参考文献 17 前 言 单片机是计算机的一个重要分支，也是颇具有生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机有单块集成电路芯片构成。 在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这技术在19世纪就已出现了。交通信号灯的出现，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。通过三个星期的学习，本人对单片机的结构和功能已有了初步的了解和认识。单片机在交通控制中起到了举足轻重的作用，掌握了单片机的工作原理也就基本了解了交通灯的运做原理。 1 任务的提出与方案论证 随着我国经济水平的高速发展，人们的消费水平的不断提高，在道路上行驶的各种机动车辆不断增多，给城市交通带来了巨大压力。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通灯在大多数城市得到了广泛应用。本次设计就是模拟了实际生活中的十字路口交通灯。 交通信号灯控制方式很多， 本文采用MSC-51 系列单片机AT89C51 为中心器件来设计交通灯控制器。 2 总体设计 本设计是模拟交通灯的控制实验，必须要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个路口为东西南北走向，即十字路口，初始状态零为东西南北灯都熄灭。然后转状态一东西绿灯通车，南北为红灯。过段时间转状态二，东西绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，南北仍为红灯。再转状态三南北绿灯通车，东西红灯。过段时间转状态四南北绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，东西仍为红灯。最后循环至状态一。交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，控制十字路口红绿灯交替电亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。 这次课题设计的意义在于通过具体的控制系统的设计，掌握电子线路系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。使我们能在实践教学环境中累积设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。本文以AT89C51单片机为主控处理器为核心，设,计十字路口交通灯的控制系统，在该系统中，AT89C51和外围电路模块进行信息交流并控制。 2.1 控制方案的确定 交通灯控制系统的原理主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。如图1完整的电路图： 图1 完整的电路图 3硬件结构 3.1 硬件结构框图（如图2所示）。 图2 硬件系统在该系统中的作用主要是进行数据的传送，有关逻辑的计算，并且提供显示，人为的进行数据的修改，系统的启动，停止等等。此外系统运行的安全可靠性要靠硬件系统来实现。 3.2 交通灯控制系统的原理框图（如图3所示）。 TL ST TY 图3交通灯控制系统的原理框图 图中： TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到