單片機智能交通燈實訓報告程序

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1、［鍵入文字］ 天津電子信息職業(yè)技術(shù)學院 課程設(shè)計 課題名稱 簡易交通燈控制器的設(shè)計 姓 名 趙玉婷 學 號 22 班 級 通信S11-1 專 業(yè) 通信技術(shù) 所在系 電子技術(shù)系 指導教師 曹金玲 完成日期 2012年12月27日 智能交通燈電路設(shè)計與制作 摘要 交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會活動的日益頻繁，這點更是 體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道 路通行能力，減少交通事故有明顯效果。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在 不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實時檢測和

2、自動控制的單片機應(yīng)用系 統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體 硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。 本課題采用C52單片機為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，系統(tǒng)實用性強、操作簡單、 拓展性強。本設(shè)計就是采用單片機模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示。 本設(shè)計系統(tǒng)有單片機I/O擴展系統(tǒng)、單片機的最小系統(tǒng)、復位電路、 LED等幾大部分 組成。 關(guān)鍵詞：電子線路；AT89C52 ; LED交通燈；單片機的最小系統(tǒng)。 10 目錄 一、緒論 5 1.研究背景 5 2,交通控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展狀況 5 3.本文的主要內(nèi)容 6 二、元器件簡介 6

3、 1 .單片機的特點 6 2 .AT89C52單片機簡介 7 3 .AT89C52主要工作特性 7 4 .AT89C52主要性能 7 5 .AT89S52功能特性描述 7 6 .LED相關(guān)原 理： 9 7 .LED顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： 9 8 .數(shù)碼管簡介： 10 三、設(shè)計的基本要求、步驟和方案 10 1 .交通燈電路設(shè)計基本要 求： 10 2 .設(shè)計步驟（接線說明與連接方式） ： 10 四、總體設(shè)計方案 11 1 .設(shè)計思路 11 2 .設(shè)計目的 11 3 .設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容 12 4 .電源提供方案 12

4、 5 .復位方案 12 6 .輸入方案 12 7 .電路原理圖 13 8 .交通燈電路流程圖： 14 9. PCB1M理展示 16 五、顯示界面方案 16 六、設(shè)計方框圖 17 七、設(shè)計原理分析 18 1 .交通燈顯示時序的理論分析與計算 18 2 .交通燈顯示時間的理論分析與計算 20 八、結(jié)論 20 九、謝辭 21 十、參考文獻 21 十一、附錄 21 、緒論 1 .研究背景 社會在發(fā)展，經(jīng)濟突飛猛進的同時，城市化進程也在不斷加深，機動車已成為城市生 活不可或缺的代步工具，交通問題也漸漸成為城市的通病。擁擠的交通成為消耗時間、能

5、 源以及交通事故的和環(huán)境污染的主要癥結(jié)。交通燈的發(fā)明和發(fā)展，很好的解決了和保障了 交通的有序性和安全性。 對人民生活水平的提高和城市經(jīng)濟的發(fā)展來說交通作為城市經(jīng)濟生活的命脈起著不 可替代的作用。為了想很好的解決現(xiàn)代交通問題，最大程度的利用道路的價值，只能交通 燈控制系統(tǒng)應(yīng)運而生，并受到世界的廣泛關(guān)注和重視。因此對新型交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計 和應(yīng)用對解決交通擁堵和提高道路利用率有著十分現(xiàn)實的意義。 目前，為了解決城市交通需求量迅速增加的問題，主要采用以下兩種方法 ：首先，在 交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、道路新建、合理規(guī)劃道路線路等“硬件”發(fā)面要有所加強；其次，優(yōu) 化的服務(wù)理念和智能化的管理控制在“軟件

6、”方面的改造在發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行潛力和提 開通行率做出有益貢獻。比較之下，后者太短期內(nèi)以很少的投資便可以取得實效。 因此，先進的自動化控制方法在交通控制系統(tǒng)中的應(yīng)用成為亟待解決的問題之一。目 前擺在我們面前的問題是：如何將先進的智能控制算法和嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合并研發(fā)出高性 價比和適合中國國情的交通控制器。 本設(shè)計針對基于 ATS89C52單片機的交通信號燈的自動控制系統(tǒng)在交通控制中的實現(xiàn) 進行研究，將具有重要的理論意義和實際的應(yīng)用價值。 2 .交通控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展狀況 在數(shù)百年的交通燈發(fā)展史上，最早的非手工控制路口交通是在 1868年倫敦使用燃氣 色燈信號對單個路口的控制；首次聯(lián)網(wǎng)控

7、制的交通燈系統(tǒng)是加拿大多倫多市 1963年使用 舊M650型計算機作為集中協(xié)調(diào)器的交通控制系統(tǒng)并以此為標志，進入智能交通燈控制系統(tǒng) 新階段。到目前為止，人們相繼完成了很多區(qū)域交通控制系統(tǒng)，其中最有代表性的有 TRANSYTSCOOT SCATS RHODES。世界上已有300多個大城市采用了先進的區(qū)域自適 應(yīng)式交通信號控制系統(tǒng)（TASCS, Traffic Adaptive Signal Control System ,即交通面 控制系統(tǒng)）近年來，路口附近裝有磁環(huán)路檢測器等先進檢測裝置，并由它們將交通控制參 數(shù)通過電話線、閉路電視等通訊網(wǎng)絡(luò)送入微處理器由小型計算機集中控制的交通控制系統(tǒng) 在

8、美、澳和歐洲國家的某些城市建立起來。 在我國建國六十年來，特別是改革開放以后，我國交通基礎(chǔ)建設(shè)和城市發(fā)展取得了巨 大的成績，但是，僅以現(xiàn)在的速度還遠不能滿足迅猛發(fā)展的汽車化、城市化的發(fā)展。我國 現(xiàn)代化交通發(fā)展比較晚，由于國情的差別，交通狀況也與國外有很大差別，自前主開發(fā)的 城市交通控制系統(tǒng)在整體性上比國外同類系統(tǒng)有較大差距，表現(xiàn)在： (1)城市道路結(jié)構(gòu)不合理。 (2)交通出行結(jié)構(gòu)失衡。 (3)交通管理技術(shù)水平低，交通事故頻繁。 為了能夠?qū)崿F(xiàn)城市佳通控制系統(tǒng)的實時自適應(yīng)最優(yōu)控制的目標，探索一個有效的控制 方法是很有效的途徑。 3 .本文的主要內(nèi)容 本論文的開發(fā)工作主要內(nèi)容： 第一

9、章緒論部分，介紹了該課題的研究背景，研究意義等； 第二章介紹了課題分析和方案論證以及需求分析； 第三章詳細介紹了本系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)原理與硬件設(shè)計理論等； 第四章具體介紹了系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，以及交通燈概述等 最后為結(jié)論，對本課題的研究工作進行了總結(jié)，指出了研究工作的創(chuàng)新點和意義。并 對未來的工作進行展望。 、元器件簡介 1.單片機的特點 (1)性價比高，開發(fā)周期短，易于產(chǎn)品化， (2)集成度高，可靠性好，抗干擾性強， (3)功能完善，接口多樣， (4)低功耗、低電壓 一般電源供電電壓在5?3V范圍內(nèi)單片機都能正常工作，供電的下限可達 1?2V。 (5)總線多樣，易于擴展

10、單片機外部的典型三總線結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)構(gòu)擴展，構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。外部總線 增加了 I2C及SPI等串行總線方式,可根據(jù)需要進行并行或者串行擴展。 2.AT89C52 單片機簡介 T2/P1. 0 口 b V cc T之 EX/F1. 1 =i F0 0 /AD 0 F 1 . 2 P FO 1/ADI F1 . 3 5 t □ F02/AD2 F 1 , 4 □ FO. 3/AD3 MDSI/F1 , 5 □ FO. 4/AD4 MT SO/P1.6 □ PO. 5

11、Z AD5 SCK/ P1 . 7 □ PO. ADS RST 口 PO. 7/AD 7 口 EA/VPP TXD/P3 1 30 p ALE/PROG IMTO/P3 2 2 9 □ FEN I ITT 1 /F 3.3 F2. r,/ A 1 s TU/F3 4 14 =1 T1 /F 3 5 ：1 5 □ F2 5/A13 is □ P2. 4/Al 2 ItD/F3, 7 1 T □ P2. 3/Al 1 XT

12、AL2 1 8 □ P2. 2/ A 1 0 XTAL 1 1 9 P2. 1 尸 A9 PDIF GKD 20 □ P2. O/AS 3.AT89C52主要工作特性 片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲器，可擦寫壽命為1000次; 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含256字節(jié)的RAM 具有32根可編程I/O 口線； 具有3個可編程定時器； 中斷系統(tǒng)是具有8個中斷源、6個中斷矢量、2個級優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； 用行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口 ； 具有一個數(shù)據(jù)指針DPTR 低功耗工作模式有空閑模式和掉電模

13、式； 具有可編程的3級程序鎖定位； AT89C52X作電源電壓為5 (1+0.2) V,且典型值為5V; AT89C52ft高工作頻率為24MHz 4.AT89C52主要性能 與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、 全靜態(tài)操作：0Hz?33Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O 口線、三個16位 定時器/計數(shù)器 八個中斷源、全雙工UARTH亍通道、 低功耗空閑和掉電模式、掉電后 中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。 5.AT89S52功能特性描述 AT89S52g一種低功耗、高性能 CMOS8微控制器，具有8K

14、在系統(tǒng)可編程Flash存 儲器。使用Atmel公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳 完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上， 擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng) 可編程Flash ,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng) 提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標準功能：8K字節(jié)Flash, 256字 節(jié)RAM 32位I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位 定時器/計數(shù)器， 一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工用行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降 至0Hz靜態(tài)邏 輯操作，支持

15、2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允 許RAM定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振 蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 8位微控制器8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash AT89S52 P0 口： P0 口是一個8位漏極開路的雙向I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8個TTL 邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器 時，P0 口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字

16、節(jié)。程序校驗 時，需要 外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個 TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口 使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL ）0此 外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2 ）和時器/計數(shù)器2的 觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗時，P1 口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能 P1.0 T2 （定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 P1.1 T2EX （定

17、時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） P1.5 MOSI （在系統(tǒng)編程用） P1.6 MISO （在系統(tǒng)編程用） P1.7 SCK （在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個 TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使 用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL ）。在 訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXgDPTR時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用8位地

18、址 （如MOVX @RI訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 在flash編程和 校驗時，P2 口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個 TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使 用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL ）。P3 口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。 在flash編程和校驗時，P3 口也接收一些控制信號。 端口引腳第二功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（

19、用行輸出口） P3.2 INTO（外中斷 0） P3.3 INT1（外中斷 1） P3.4 TO（定時/計數(shù)器0） P3.5 T1（定時/計數(shù)器1） P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 止匕外，P3口還接收一些用于FLASHY存編程和程序校驗的控制信號。 RST-―復位輸入。當振蕩器工作時，RSHI腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片 機復位。 ALE/PRO——當訪問外部程存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE （地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。一 般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信 號，因此它

20、可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是： 每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 對FLASHY儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 （PRO6 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOV沏MOVCf令才能將ALE激活。止匕外，該引腳會被微弱 拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。 PSEN■一程序儲存允許（PSEN輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52ft 外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖， 在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)

21、存儲器，將跳過兩次 PSENB號。 EA/VPP--外部訪問允許，欲使 CPK訪問外部程序存儲器（地址為 0000H-FFFFH, EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 FLASH#儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當然這必須是該器件是 使用12V編程電壓Vppo 6 .LED相關(guān)原理： LED （Light Emitting Diode ）,發(fā)光二極管（圖3.2）,它是將電轉(zhuǎn)化為光的固態(tài)半導體 器件。一端是負極，另一端連接正極的半導體晶片是 LED的核心裝置，它被環(huán)氧樹脂封裝 起來。由一個P型半導體和一

22、個N型半導體組成圖3.3 “P-N結(jié)”的半導體晶片。當有電 流通過時，電子被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子和空穴復合，之后就會以光子的形式發(fā)光。光 的顏色由P-N結(jié)的材料決定。3.5數(shù)碼管簡介數(shù)碼管（圖3.3）是由發(fā)光二極管組成的半 導體發(fā)光器件，分為七段和八段數(shù)碼管。 圖3.3 7 .LED顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： 共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時公共陽極接 + 5V。陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管導通點亮，輸入高電平的則不點亮。共陰極接 法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時會共陰極接地，陽極端輸入高電 平的段發(fā)光二極管導通點亮，輸入低電

23、平的則不點亮 符號和引腳 |*0 I 1)— bo cm- bi co 1—a d A 匚二][>」 * o - j f> - jo CZZZHX— ■ O CL_T_2I 3 ’4 dPO U "1，加」 M4 C O H O + SV g—□zzj- k3 - -.L \ f. 共陰極 共陽極 8 .數(shù)碼管簡介： 分類：共陰極、共陽極；靜態(tài)驅(qū)動、動態(tài)驅(qū)動。原理：共陰極：所有二極管的陰極連接到 一起，將共陰極接地，當某一字段二極管陽極高電平，相應(yīng)字段就點亮。共陽極：所有二 極管陽極連接到一起，將共陽極接+5V,當某一字段二極管陰極低電平，相應(yīng)字段就點亮

24、 三、設(shè)計的基本要求、步驟和方案 1 .交通燈電路設(shè)計基本要求: 在萬能板上實現(xiàn)以下功能：運用所學的單片機知識進行設(shè)計，當連接電源后，萬能板 的東西方向上的綠燈會亮 25S,南北方向的紅燈會根據(jù)綠燈的時間來進行統(tǒng)一設(shè)定， 25S 后，東西方向亮5s黃燈，南北方向亮5s紅燈，5s后，東西方向亮起紅燈15S,南北方向 綠燈亮起15S, 15S后，東西方向紅燈亮時長為5S,南北方向黃燈亮時長為5S,數(shù)碼管倒 計時顯示當前相位剩余時間。時間控制基于定時器實現(xiàn)。整個程序循環(huán)下來后，就實現(xiàn)了 簡易交通燈控制器電路設(shè)計的基本要求 25s 5s 15s 5s 東西向 綠燈 黃燈 紅

25、燈 紅燈 南北向 紅燈 紅燈 綠燈 黃燈 2 .設(shè)計步驟(接線說明與連接方式) (1)簡易交通燈硬件接線說明: ［鍵入文字］ 硬件平臺及用到的資源 硬件平臺：I51學習板。 用到的資源：數(shù)碼管顯示、發(fā)光二極管等。 單片機P0.1-P0.3、P0.5-P0.7依次控制南北方向的綠紅黃，東西方向的綠紅黃。 (2)連線說明： 數(shù)碼管顯示電路：段碼控制接口 P8用8P杜邦線連接單片機P2 口；位碼控制接口 P9用4P 杜邦線用4P杜邦線接單片機P3.4-P3.7。 發(fā)光二極管電路：發(fā)光二極管控制端 P6用8P杜邦線連接單片機P0 口。 四、總體設(shè)計方案 1

26、.設(shè)計思路 以單片機為核心器件，對系統(tǒng)進行控制，外加輔助電路對系統(tǒng)參數(shù)進行必要的設(shè)置和 顯示。交通信號燈的顯示時間可以固定，也可用鍵盤重新設(shè)置，時間控制和 LED顯示均由 單片機進行控制。交通信號燈控制系統(tǒng)主要可以分為定時、紅綠燈轉(zhuǎn)換、倒計時顯示等三 個控制模塊，單片機作為系統(tǒng)的控制單元，在系統(tǒng)中的作用主要有以下幾個方面： (1 )利用單片機中的定時器循環(huán)出一秒時間， 然后將它累計到處于活動狀態(tài)的寄存器中。 寄存器里的計數(shù)是遞減的，一秒時問到則減 1,直到計數(shù)為0,說明定時時間到。 (2)定時時間到后，單片機將對寄存器地址進行判斷，不同的寄存器對應(yīng)不同的紅綠燈 顯示。 (3)每次

27、一秒時間到，寄存器自減1后，還要將寄存器中的值，也就是剩余的秒數(shù)反映 到LED顯示器上，構(gòu)成倒計時顯示。 (4)掃描鍵盤上的數(shù)值，并將它反映到特定的寄存器里，根據(jù)寄存器的存儲值對定時程 序進行重新置數(shù)操作 2 .設(shè)計目的 (1)加強對單片機和匯編語言的認識，充分掌握和理解設(shè)計各部分的工作原理、設(shè)計過 程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項知識。 (2)用單片機模擬實現(xiàn)具體應(yīng)用，使個人設(shè)計能夠真正使用。 (3)把理論知識與實踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個人能力，并在實踐中鍛煉。 (4)提高利用已學知識分析和解決問題的能力 (5)提高實踐動手能力。 3 .設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容 (1)設(shè)計任務(wù)

28、單片機采用用AT89C52芯片，使用發(fā)光二極管(紅，黃，綠)代表各個路口的交通燈, 用8段數(shù)碼管對轉(zhuǎn)換時間進行倒時(東西路口 25秒，南北路口 20秒，黃燈時間5秒)。 (2)設(shè)計內(nèi)容 a設(shè)計并繪制硬件電路圖 b制作PCB并焊接好元器件 c編寫程序并將調(diào)試好的程序固化到單片機中 4 .電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源，采用單片機控制模塊提供電源。 此方案的優(yōu)點是 系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高。 5 .復位方案 復位方式有兩種：按鍵復位與軟件復位。由考慮到程序的簡潔，避免冗長，本設(shè)計采 用按鍵復位，在芯片的復位端口外接復位電路，通過按鍵對單片機輸入一個高

29、電平脈沖， 達到復位的目的。 6 .輸入方案 方案一： 采用89C52擴展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點是：使用靈活可編程，并且有 RAM及計數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O但操作起來稍顯復雜。 方 ~ : 直接在IO 口線上接上按鍵開關(guān)。因為設(shè)計時精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源 還比較多，我們使用2個按鍵，分別是K1、K2。 由于該系統(tǒng)對于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機本身的I/O 口就可實現(xiàn)，且本身 的計數(shù)器及RAMG經(jīng)夠用，故選擇方案二 7.電路原理圖 (1)電路原理圖: LTsTTeh ri.lLl TTTJTT-1113上一丁 n v： J：E

30、X=P11 pg 憂ADC) Pl 2 PCi3(AD]) PL? 的冷函 PL4 明 *：3J XWAD 步 (SCKJP17 RST 由飛由力 弟燦津0 rrxD]P3i A1LPH0G (IN哈啦3 ]^IN 3Ml：iP23 網(wǎng) M&閨④ [11^35 PL5i>]3) 出野里5 KL3力 赳JP里. P 口閨心 XTAL2 P1X4 附 XTAL1 P1X幅 GND PUXAE) 25 21 ATSK51 -- 1 r a -r- J * irk * S %? 12 二 1T

31、 片三百 EJfl 力加 (2)復位電路： 復位方式有多種，本設(shè)計采用按鍵復位。接線圖如圖程序 復位電路 U1 KTAL1 C3 匚m球" 行 JTTAEl RST R17 ?團 絲 在設(shè)定的定時時向內(nèi)，, 89C52宓;須施RSHI腳產(chǎn)生一個由高到低的電平變化，以清內(nèi) 部定時器. (3)晶振電路: PU CAP 圖9晶振模塊原理圖 選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡單也最是實用。電容選取 30pF,晶振 為 12MHz 8 .交通燈電路流程圖: 設(shè)置中斷工作方式、觸發(fā)方式、初始化 * 運行過程 - 技行中斷 圖為

32、中斷主程序 22 行過程： LED顯示程序 9 . PCB原理展示 五、顯示界面方案 該系統(tǒng)要求完成倒計時、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈?，我們考慮了三種方案： 萬案一： 完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有

33、限的符號和數(shù)碼字符，無法勝任題目要求。 萬案一： 完全采用點陣式LED顯示。這種方案實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強 大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。 方案二: 采用數(shù)碼管與點陣LED （點陣式和8段式LED相結(jié)合的方法因為設(shè)計既要求倒計時 數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實情況，用數(shù)碼管與 LED燈分 別顯示時間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度。權(quán) 衡利弊，第三種方案可互補一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。 設(shè)計方框圖 整個設(shè)計以AT89C52單片機為核心，由數(shù)碼管顯示，LED數(shù)碼管顯

34、示，復位電路組成。 硬件模塊入圖1-1 o 六、設(shè)計方框圖 交 通 燈 循 倒 計 時 顯 示 強通車控制 圖4 （總框圖） 七、設(shè)計原理分析 1 .交通燈顯示時序的理論分析與計算 對于一個交通路口來說，能在最短的時間內(nèi)達到最大的車流量，就算是達到了最佳的性 能，我們稱在單位時間內(nèi)多能達到的最大車流為車流量，用公式：車流量 =車流/時間 來表示。 先設(shè)定一些標號

35、如圖5所示。 產(chǎn)人均 C 二 n * J I /百二新 ( rf\J 1fc H與F#工燈 ?工Ehg工 說明: 此圖為直方圖，上邊為北路口燈，右邊為東路口燈，下邊為南路口燈，左邊為西路口 燈。 圖2 —2所示為一種紅綠燈規(guī)則的狀態(tài)圖，分別設(shè)定為 S1、S2、S& S4,交通燈以這 四的狀態(tài)為一個周期，循環(huán)執(zhí)行（見圖 6）。 ID 2-la專劇轉(zhuǎn)駁秋嘉SI ? 2-1b軍解而混根定S2 黑2“ k等例段t梗慝S3 想2…紐單鐫節(jié)駛糊您54 圖6 請注意圖2—1b和圖2—1d,它們在一個時間段中四個方向都可以通車，這種狀態(tài)能 在一定的時間內(nèi)達到較大的車流

36、量，效率特別高。 依據(jù)上述的車輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個路口燈的邏輯表，由于相向的燈的狀態(tài) 圖是一樣的，所以只需寫出相鄰路口的燈的邏輯表；根據(jù)圖 2-3可以看出，相鄰路口的 燈它們的狀態(tài)在相位上相差180。因此最終只需寫出一組S1、S2、S& S4的邏輯狀態(tài)表, 如表7所小 外能是北方為前進方向的狀態(tài)衢環(huán)，內(nèi)圈是東方為前進方向的狀態(tài)循環(huán) 國次通燈的狀忐渣1 S1的狀態(tài) A B C D E r G H ■ 7 1 d ri r / I X 4 X X X X X 顯小時間 從40秒FF始學：0科 S2的伏態(tài) A B C

37、 D E F G H 邏場值 V X 7 X X X 4 X 顯示時間 從30秒汗始到。眇 表中的“X”代表是紅燈亮（也代表邏輯上的 0）, 是代表綠燈亮（也代表邏輯上的 1）,依上表，就可以向相應(yīng)的端口送邏輯值。 2 .交通燈顯示時間的理論分析與計算 東西和南北方向的放行時間的長短是依據(jù)路口的各個方向平時的車流量來設(shè)定，并且 S1、 S2、S& S4各個狀態(tài)保持的時間之有嚴格的對應(yīng)關(guān)系，其公式如下示。 T-S1+T-S2=T-S3 T-S2=T-S4 T-S1=T-S3 我們可以依據(jù)上述的標準來改變車輛的放行時間。按照一般的規(guī)則

38、，一個十字路口可分為 主干道和次干道，主干道的放行時間大于次干道的放行時間。 八、結(jié)論 在剛拿到課程設(shè)計任務(wù)書時，確實覺得有點犯難，因為這種綜合硬件和軟件的設(shè)計對 于我們剛學了基礎(chǔ)知識對硬件還不是太熟，有點不知從哪下手，通過查資料，翻課本，對 各個地方知識的復習，同學的指導，才明白了硬件的控制原理和控制方法，才有了程序設(shè) 計的初步思路。 通過這次課程設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng) 的鍛煉。使我在單片機的基本原理、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程、以及在常用編程設(shè)計思路 技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。本次課程設(shè)計的過程是艱辛的，不過收獲卻是很大 的。在設(shè)計過程中

39、會出現(xiàn)了一些問題，但都是常見的小問題，如，在調(diào)試時出現(xiàn)異常， 不過這些都是經(jīng)常性錯誤，經(jīng)過調(diào)試修改都一一解決，程序順利完成，并實現(xiàn)了其功能。 綜合課程設(shè)計讓我把以前學習到的知識得到鞏固和進一步的提高認識，對已有知識有了更 進一步的理解和認識。通過這次課程設(shè)計，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處在以后的學習 中我會不斷的完善自我。 九、謝辭 單片機的課程設(shè)計，在不斷的努力，不斷的詢問，不斷的修改之下總算是圓滿完成，在這 里要感謝的人太多太多！首先，感謝我們尊敬的曹老師，有了他的諄諄教誨，處處提點， 我才得以成功在預定時間內(nèi)的完成。曹老師一次次給我們指出原理圖的錯誤，讓我們反反 復復地修改再重新繪

40、制。老師對我們要求嚴格，這是對我們的負責，所謂嚴師出高徒。而 我自由散漫的性格弱點也說明了我需要這樣的老師來對我進行督促和鞭策，我學到的不僅 僅只有書本上的知識，還有做人的道理。她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精 的工作作風，深深地感染和激勵著我。在此謹向曹老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 其 次，我要感謝的是我親愛的同學們，如果沒有他們的幫助，學習單片機也是一門很吃力的 科目，正所謂星星之火可以燎原，在他們的幫助下，所有的坎坷都會成功的邁過，所以我 要感謝他們的幫助。謝謝！ 十、參考文獻 [1]劉松，曹金玲.單片機技術(shù)與應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社. [2]何立民.單片機高級教

41、程[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2000. [3]王幸之，等.AT89系列單片機原理與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2004. [4] [5] [6] 卜一、附錄 交通燈程序源代碼： #include"reg52.h" //宏包含MCS-52系列單片機的頭文件 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code DM[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff}; //數(shù)碼管段碼數(shù) ucha

42、r code WM[]={0x7f,0xbf}; //位碼數(shù)組 uchar code XW[]={0xde,25,0xdb,5,0xed,15,0xf9,5}; 〃相位數(shù)組 void delay (int); 〃延時函數(shù)聲明 uchar n50ms,GL; //定義變量 延時為50毫秒綠燈顯示時間 uchar SX[2]={10,10}; //顯示數(shù)組 /*主程序*/ void intital(); main() { intital(); while(1) //循環(huán)變量 { uchar i,j; for(;GL==0&&j<8;j+=2) //綠燈時間等于0相位選擇小于8

43、相位力口 2 { GL=XW[j+1]; //顯示路燈時間 P0=XW[j]; //顯示相位 } if(j==8) 〃如果等于8 { j=0; //清零 } SX[0]=GL%10; //更新顯示數(shù)組 SX[1]=GL/10; //更新顯示數(shù)組 if(n50ms>=20) // 小于等于 1 秒 { n50ms=0; //消零 GL-=1; //綠燈時間減1倒計時 } for(i=0;i<2;i++) //送顯示 { P3=WM[i]; //位碼顯示 P2=DM[SX[i]]; // 斷碼顯示 delay(5); //延時5個周期 } } } void

44、 timer0isr() interrupt 1 //中斷服務(wù)程序入口 定時器0中斷1 { TH0=(65536-50000)/256; // 取 8 位的商數(shù) TL0=(65536-50000)%256; // 取 8 位的余數(shù) n50ms++; // 50 毫秒自增 1 } /*中斷方式*/ void intital() { TMOD|=0X01; //設(shè)置為內(nèi)部定時器、軟件啟動、Moder1 TH0=(65536-50000)/256; // T0 (Moder0) 計數(shù)高 8 位 TL0=(65536-50000)%256; // T0 ( Moder0) 計數(shù)低

45、 8 位 ET0=1; //開啟定時器 EA=1; 〃啟動中斷 TR0=1; //啟動定時器 } /*延時子程*/ void delay(uint x) { uint i,j; //聲明整數(shù)組變量i,j for(i=0;i