单片机课程设计基于单片机交通灯控制设计与实现论文大学论文.doc

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1、《单片机原理及应用》课程设计报告设计题目基于单片机交通灯控制设计与实现学院名称信息工程学院专业班级14物联本1姓名学号目录1概述12硬件设计22.1系统硬件总体结构22.2模块电路分析22.2.1单片机最小系统32.2.2时钟电路32.2.3复位电路42.2.4数码管动态显示电路52.2.5LED显示电路53软件设计73.1红绿灯显示程序设计73.2数码管显示程序设计84仿真测试94.1软件测试94.2硬件测试115总结与展望125.1总结125.2展望121概述交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这

2、点更是体现的淋漓尽致。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。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技术日益更新。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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。本系统采用单片机AT89C52为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。本设计系统由单片机I/O口

3、扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等4大部分组成。软件上采用C52编程，主要编写了主程序、LED、数码管动态显示程序、中断程序延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。142硬件设计2.1系统硬件总体结构本次设计交通灯，使用了AT89C52单片机芯片控制电路。按下开关，交通灯开始工作，50秒倒计时，南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。接着15秒倒计时，南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮。其总体实现框图如图2-1所示。开关数码管显示电路STC89C52复位电路晶振电路LED显示模块图2-1硬件总体框图硬

4、件总体框图中包含了三个芯片，AT89C52是核心芯片，两个触发器74HC573。2.2模块电路分析交通灯能正常工作，是在各个电路模块组合下协调完成的，其中包括了单片机工作电路、复位电路、时钟电路、LCD电路、数码管的显示电路、开关电路。下面做详细介绍。142.2.1单片机最小系统所谓单片机最小系统，就是在尽可能少的外部电路条件下，形成一个可以独立工作的单片机系统，单片机最小工作电路包括：时钟电路、复位电路和电源，在此基础加上应用系统所需，才能构成一个整体的电路系统。单片机最小系统如图2-2所示。图2-2单片机最小系统图4-2中，接

5、第9脚的电路为复位电路，接18脚、19脚的为时钟电路，电源引脚略去，电源已默认接通。2.2.2时钟电路单片机的各项工作都是在时钟信号的控制下协调进行的，时钟电路的作用是为单片机提供一个时钟信号，所有程序都按照特定的时间顺序工作，它控制着计算机工作的节奏。时钟电路中的晶体振荡器简称晶振，晶体振荡器可以分为有源晶振和无源晶振共两种类型。根据连接方式的不同，时钟电路分为内部时钟方式和外部时钟方式，区别在于前者是单片机内部的振荡电路产生时钟信号，后者则是外部振荡源为单片机提供时钟信号，时钟产生方式如图2-3所示。14图2-3内部时钟方式

6、电路图本次设计中采用内部振荡方式为单片机提供时钟信号。2.2.3复位电路除了时钟电路，复位电路也是一个十分重要的组成部分。复位电路是指使单片机中的各部分电路恢复到初始状态的电路，其基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。复位电路的工作就像是计算器的清零操作一样，当输入错误数据时，可以按清零键恢复到初试状态，复位电路的道理与之相同。（1）单片机的复位状态在单片机中，复位电路不仅可以使其设置在一个特定的状态开始执行程序，还可以让单片机在程序运行错误、死锁的状态下恢复到初始状态。在上电的情况下，单片机处于一

7、个特定的状态，即复位状态。在复位状态下的单片机中的各个部件尤其是具有特殊功能的存储器都处于一个初始化状态。（2）单片机的复位电路为了确保单片机在工作过程中的稳定性，在设计单片机的应用系统时，复位电路是不可或缺的。它不但使单片机恢复到初始工作状态，同时，还可使处在死锁状态下的单片机重新开始运行。仿真成功的复位电路如图2-4所示。图2-4复位电路14本次设计使用复位电路模拟仿真开关的关闭功能。2.2.4数码管动态显示电路动态显示方式：动态显示方式是指一位一位地轮流点亮每位显示器，即每个数码管的位选被轮流选中，多个数码管公用一组段选，段

8、选数据仅对位选选中的数码管有效。对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度即与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。通过调整电流和时间参数，可以既保证亮度，又保证显示。若显示器的位数不大于8位，则显示器的公共端只需一个8位I