基于单片机交通灯课程设计.pdfVIP

重庆三峡职业学院

课程设计

课题名称交通灯控制系统设计

交通灯控制系统设计

摘要：本系统由单片机最小系统、按键（开关）、LED显示等等组成交通灯演示系统。

系统用红、黄、绿三个发光二极管模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯的功能。系统除基本交通

灯功能外，还具有倒计时（15秒）、时间设置、紧急情况（按键模拟传感器）处理等功能。

关键词：AT89C51，交通规则

引言：随着日新月异的电子变革，电子产品发生了突飞猛进的巨变，而

在其中AT89C51扮演着一个重要的角色，AT89C51单片机具有广泛性、工具性、

基础性的几个特点。单片机应成为中等技术人员的重要技术知识层面。近年来，

我国工程技术队伍的梯队建设有了很大的进展。各类高职、高专如雨后春笋，涉

电专业普遍开设单片机类课程。直观性表现在尽可能让我们在学习基本原理时能

直观地看到相关实物及实物表演，使基本原理能实现形象化的表达；实践性表现

在我们要通过许多实际操作来理解与掌握单片机的本质与技能；综合性表现在最

终能使我们达到运用知识与技能来完成一个应用系统开发的全过程，有助于大学

生动手能力的培养和提高，课程设计就是一门应用性很强的课程。如何让我们在

学好基础知识的同时，迅速掌握设计应用技术，其中，实验与课程设计环节起着

非常重要的作用。对我们学习和掌握单片机设计技术起到积极的作用。

一、方案比较、设计与论证

(1)电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们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，会使系统线路变复杂，且可能影响

系统各模块的电路电平。

方案二：采用干电池提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，线路易于梳

理，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)显示界面方案:

该系统要求完成数码管倒计时（15s）、状态灯发光二极管（红、黄、绿）的

显示功能。基于上述原因，我们考虑了二种方案：

方案一：东西南北四个方向分别采用两位数码管显示倒计时。这种方案只显

示有限的符号和数码字苻，并且制作PCB图时有许多的线相交，线路十分的复杂，

不易制作原理图与PCB图，无法胜任题目要求。

方案二：东西南北四面各自采用红、黄、绿三个发光二极管显示，采用一个

两位数码管显示倒计时，主要优点是易于调整元件在硬制板上摆放的位置，同时

也易于PCB图的制作。

综上所述，我们选择方案二。

(3)输入方案：

题目要求系统能即时的处理外部紧急情况产生的中断，我们讨论了两种方

案：

方案一：采用矩阵键盘。该方案的优点是：

可提供较多I/O口,实现更多的外部中断。直接站单片机的接口少的特点，

但操作起来稍显复杂，而且编程也趋于复杂。

方案二：直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路。

由于该系统对于交通灯等发光二极管的控制，只用单片机本身的I/O口就

可实现，只要一个开关来模拟一个外部的紧急中断，且本身的计数器及RAM已经

够用，故选择方案二。

(4)系统方案：

本系统的硬件采用模块化设计，以单片机控制器为核心，与LED信号灯电路

等组成单片机控制信号系统.

二、硬件电路设计

(1)主控模块

(2)灯控制电路设计

由于4组红、绿、黄的二极管来实现红绿黄灯三种状态，分别直接接在单片

机的二个端口上。若图2-1。

(3)倒计时显示电路设计:

前面已经分析过相向的灯的状态和倒计时都是相同的，所以为了节省，采用

1个两位数码管作为倒计时的动态显示。如图2-2

(4).硬制板电路设计:

尽量调整元器件的布局，达到优化美观的效果，如图2-3

三、程序设计思路与流程图

(1)．主程序流程图

主程序流程图如图3－1所示。

(2)．按键子程序流程图

它包含倒计时调整和紧急状态两个状态。

主程序中放了一个按键的判断指令，当有紧急事件时按下中断键，程序就立

刻执行紧急事件处理程序。执行完后就