单片机led模拟交通灯课程设计报告

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1、编号：单片机控制应用实训说明书题目：LED灯模拟交通灯院（系）：机电工程学院专业：机械设计及其自动化学生姓名：李建来龙俊光李东安学号：090112073409011207220901120726指导教师：范勇2012年1月07日9目录1设计任务和性能指标11.1设计任务11.2性能指标12设计方案22.1任务分析22.2方案设计23系统硬件设计33.1单片机的最小系统33.2电源电路43.3数码管显示时间电路设计43.4信号灯控制电路设计54系统软件设计54.1主程序设计55调试及性能分析65.1

2、调试分析65.1.1软件调试65.1.2硬件调试65.1.3系统功能调试66心得体会6参考文献8附录1系统原理图9附录2系统仿真图10附录3程序设计原理1191设计任务和性能指标1.1设计任务我们利用单片机设计了简单的交通信号灯模型，该可以模拟实现交通信号灯的红绿黄灯变换，达到引导交通的效果。控制器由一条支干道路和一条主干道路汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图上图所示。

3、1.2性能指标（1）处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。（3）绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。黄灯亮时，原红灯按1Hz的频率闪烁。2设计方案2.1任务分析9模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED和数码管，模拟真实交通灯的功能。当南北方向通车时绿灯亮，而东西方向红灯亮；当通车的时间到后，南北方向绿灯熄灭，而黄灯亮，黄灯亮后由南北方向切换到东西方向通车。此时南北方向黄灯熄灭，而红灯亮，东西方向红灯熄灭，而

4、绿灯亮，东西方向开始通车，通车的时间到后，东西方向的绿灯熄灭，而黄灯亮，黄灯亮后由东西方向切换到南北方向，东西方向黄灯熄灭，红灯亮；而南北方向红灯熄灭，绿灯亮，如此不断循环。红、黄、绿交替闪亮，利用数码管倒计数显示间隔等，用于管理十字路口的车辆及行人交通。2.2方案设计设计以单片机为核心部件的模拟交通灯，利用8051系列单片机作为断码驱动器，8051作为位码驱动，LED九断数码管作为计时显示用，用发光二极管指示交通的通行，使两个方向都亮红灯，绿灯亮通行，红灯亮停止通行。本设计利用定时器进行定时，配

5、合软件计数器，调用中断程序使定时器定，达到定时5S的目的，同时调用显示程序，显示到计时的时间，用单片机AT89C51作为核心部件,9路AT89C51总线驱动器作为字形驱动芯片和6路驱动74ls07位选码作为中心器件来设计交通灯控制器，实现了交通灯的控制，显示时间直接通过89C51的P0口输出；交通灯信号通过P0口输出,本交通灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。单片机可选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASHROM，设计

6、时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘，若单片机的IO口不够用时，可以考虑扩展8255或8155满足系统的要求。8051单片机93系统硬件设计3.1单片机的最小系统89C51单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12MHz。单片机系统的时钟电路3.2电源电路设计电源用5V直流变压器直接供电。3.3数码管显示电路显示电路采用8

7、个共阴数码管，P1口作为数码管的输入，P00、P01、P02、P03、P04、P05分别作为东西南北四路数码管的位选端。数码管显示电路94系统软件设计开始4.1主程序设计参数初始化显示子程序中断处理紧急中断子程序系统程序流程图9芯片初始化东西方向绿灯亮5秒，南北方向红灯亮5秒东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪烁5秒东西方向红灯亮5秒，南北方向绿灯亮5秒东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯亮设计流程图5调试及性能分析5.1调试分析5.1.1软件调试软件调试主要是利用proteus仿真软件完成电路的搭建，运

8、行以发现设计中的错误及时改正。5.1.2硬件调试用单片机电路实验板按照设计的电路连接好设计所需的电路进行模拟，模拟成功，实现了预期设计的模拟功能。硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。具体步骤及测试结果如下：（1）检查电源与地线是否全部连接上，用万用表对照电路原理图测试各导线是否完全连接，对未连接的进行修复。（2）参照原理图，检查各个器件之间的连接是否连接正确，是否存在虚焊，经测试，各连接不存在问题。（3）以上两项检查并修复完后，给该硬件电路上电，电源指示灯点亮。95