单片机课程设计-设计报告参考--

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1、《单片机原理与应用课程设计》设计报告2014——2015学年第2学期设计题目：姓名：专业班级：学号：-数理与信息工程学院1课题设计内容对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。所设计的系统功能为：以MCS-51系列单片机作为控制核心，在东西南北四个方向设置左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间。在岀现紧急情况时，可以由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。2设计方案论证根据设计内容要求，提出了如下三种方案：方案一：采用40

2、脚、片内带8kBFlashROM的AT89S52单片机作为控制核心，采用四组高亮红绿双色二极管作为东西南北四个路口的通行指示灯，采用四组3位LED数码管作为四个路口的通行倒计时显示器，LED显示采用动态扫描方式，以节省端口数。方案一结构框图如图4・1所示，按照这种结构设计，单片机端口资源刚好满足要求。图4・1方案一：采用LED动态扫描的交通灯控制系统结构框图方案二采用20脚、片内带2kBFlashROM的AT89C2051单片机作为控制器，左拐、右拐、肓行及行人4种通行指示采用16x16点阵双色LED发光管，通行倒计时显示也采用16x16点

3、阵LED发光管。LED点阵的列驱动采用74LS595,以实现串行端口扩展，行译码采用4/16译码器74LS154,74LS154牛成16条行选通信号线，每条行线上需要较大的驱动电流，选用大功率三极管作为驱动管。方案二结构框图如图4・2所示，方案三：采用AT89C2051单片机作为控制器，左拐、右拐、直行、行人通行指示及通行倒计时指示采用单块LCD液晶点阵显示器。三种方案的特点比较如下：方案一具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少,可靠性高等特点；方案二的图案显示逼真，单片机占用端口资源少，缺点是需要大量的硬件，电路复杂，耗电量大，不太

4、适合于模型制作；方案三设计占用单片机的端口最少，硬件也少，耗电也最少，虽然显示图案也很精美，但由于亮度太暗，晚上还得开背光灯，不够实用。可见方案一优于其他两种方案，因此本设计选用方案一：采用LED动态扫描的方案进行设计。图4・2方案二：采用16x16点阵LED发光管设计的交通灯控制系统结构框图3系统硬件设计采用LED动态扫描的交通灯控制系统电路原理图如图4・3所示系统由控制模块、通行灯显示模块、时间显示模块、电源模块四部分组成。3」控制模块控制模块电路如图4・4所示。主控制器采用AT89S52oAT89S52的晶振及复位电路按典型电路设计，

5、元器件参数如图4・4中所示，晶振频率选为12MHzoPI口用于控制南北通行灯，P2口用于控制东西通行灯，P0口用于四组3位LED显示器的段码控制，P3.0〜P3.2口用于3位LED显示器的位码控制。对不同城市，准备采用两种倒计时方式：对车流量较大的大城市采用120S倒计时，对中小城市采用60S倒计时。两种倒计时采用P3.6上的S2开关进行转换。在出现紧急情况时，由交警手动按S3实现全路口车辆禁行而行人通行状态。现场特种车的到来信号可以釆用红外线接收器釆集，使用单片机的外部中断1响应特种车的通行要求。此处采用S4按键模拟特种车的到来信号，按一

6、下S4表示有特种车要通行，执行相应的中断服务程序。由于AT89S52使用片内的8KB的Flash程序存储器，所以片内外程序存储器选择引脚EA/VPP接+5V电源。3.2通行灯显示模块通行灯显示模块如图4・5所示（以西路口和北路口为例）。通行灯指示采用高亮共阴红绿双色发光二极管，左拐、右拐、肓行及行人各一个。双色发光二极管的共阴极通过电阻接地，阳极接P1口或P2口（南北为P1口，东西为P2口），经74HC244控制。当发光电流为6mA时，限流电阻按公式R=（5-1.8）/0.006计算，取标称值为510Q。由于通行时南北双向指示牌相同，东西双

7、向指示牌相同，因此每个端口应具有12mA的驱动电流能力，在单片机的输出口接驱动电路74HC244,以保护单片机的输出端口。3.3时间显示模块通行剩余吋间显示模块如图4・6所示（以北路口为例）。ICIR34-R4I510D48nnnnPIOPllPI2PI3PI4PISPI6PI?^rinFAT89S52TlTPEAA'PXIX2RESET匝wiFRXDTXDALDPPSCN应u7723r?*24p?>25V2^26p$2728P2>P2DP2lIC32AI2YI2A22Y22A32Y32A42Y4IG26VCCGNDIAI1YIIA2IY

8、2IA3IY3IA4IY474IIC2442n40P24♦5VOJUFR295I0QP25_MXP271712JIRI'llD12X-II；5I0Q9PI4?Pl<"T