交通灯设计--------2013单片机原理及系统设计课程设计

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1、单片机原理及系统课程设计报告单片机原理及系统课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）专业：电气工程及其自动化班级：电气1002班姓名：张军学号：201009111指导教师：张廷荣兰州交通大学自动化与电气工程学院2013年3月15日11单片机原理及系统课程设计报告基于AT89C51单片机的交通灯设计摘要:交通灯控制的方式很多，本系统采用MCS-51系列单片机AT8951为中心器件来设计交通控制器，实现了通过8051芯片设置红，绿，黄灯点亮时间的功能

2、；倒计时剩4秒黄灯闪烁警示。本系统设计周期短，可靠性高，实用性强，操作简单，维护方便，扩展功能强，设计过程及程序通俗易懂。ABSTRACT:TrafficlightstocontrolthewayalotoftheMCS-51seriesmicrocontrollerAT8951-centricdevicestodesigntrafficcontroller,the8051setofred,green,yellowkindleafunctionoftime;countdown4secondsleft

3、flashingyellowlightalerts.Thesystemdesigncycleisshort,highreliability,practicality,simpleoperation,easymaintenance,extendedfunctionality,designprocessandprocedureseasytounderstand.1引言十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通灯必须稳定有规律的连续运作，不能出现突然停机或

4、是无规律的运作。用51单片机设计的交通灯可以稳定连续运作而不出现突发情况，保证了交通控制系统的正常运作。2设计方案及原理采用AT89C51单片机作为核心控制器，其片内程序存储器4K、数据存储器256B，不需扩展存储器。用8155芯片扩展I/O接口，使得编程容易，系统的控制更简单可靠。整体设计框图如图1所示。图1原理框图系统开始运行先南北段通行、东西段禁止30秒，然后东西段通行、南北段禁止30秒，依此循环。开机后数码管显示“30”。此时南北段11单片机原理及系统课程设计报告通行（绿灯）、东西段禁止（红

5、灯），同时数码管从30秒开始倒计时，至最后5秒南北段黄灯开始闪烁；计时结束，东西段通行，南北段禁止，如此循环。3硬件设计控制系统整体电路设计如图2所示。图2控制系统电路图采用8155芯片作为I/O口的扩展，其口地址为COM(0X7FF8)，PA(0X7FF9),PB(0X7FFA),PC(0X7FFB),其接口电路如图3所示。图3采用8155芯片作为接口电路图由于AT89C51内部没有时钟发生器，需外接晶振。外部时钟与复位电路如图4所示。11单片机原理及系统课程设计报告图4时钟与复位电路十字路口交通

6、信号灯和时间显示的电路图如图5所示。图5十字路口交通信号灯和时间显示的电路图信号灯与51单片机接线关系如表1所示。表1信号灯接线说明单片机接口P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5信号灯编号dxreddxyellowdxgreennbrednbyellownbgreen4软件设计采用C语言编程实现，具体的系统软件设计流程图如图6所示，其中Direction为初始条件，Count为计时时间。11单片机原理及系统课程设计报告图6程序设计流程图程序代码见附录B。5系统仿真与调试通过proteus

7、和keilc的联调仿真验证了该设计的目的，下面为不同状态下的实时仿真显示图形。当南北方向允许机动车辆通行，东西方向禁止机动车辆通行时的仿真显示图形如附录A图1所示。当南北方向允许通行由30秒倒计时到5秒时，南北方向黄灯亮，绿灯闪烁，这样可以使已经进入十字路口的机动车辆继续由南北方向通行。实时仿真图如附录A图2所示。当30秒倒计时结束时进入下一个30秒倒计时，即当南北方向禁止机动车辆通行，东西方向允许机动车辆通行时的仿真显示图形如附录A图3所示。当东西方向允许通行由30秒倒计时到5秒时，东西方向黄灯亮

8、，绿灯闪烁，这样可以使已经进入十字路口的机动车辆继续由东西方向通行。实时仿真图如附录A图4所示。11单片机原理及系统课程设计报告6总结本设计能够实现对十字路口人车通行的指示，提高通行质量，主要适用于通流量较小的十字路口，适合普通通行方式的十字路口。对于一些复杂的通流量大的十字路口效果就差了，它对于转弯没有指示，需要改进的是，在各个方向加上一个指示转弯的指示灯。再通过程序实现对定时的改变，便可使此交通灯系统实现全方位的指示。由于时间有限，在此就不做此项扩展。11单片机原