基于单片机的交通灯控制系统设计论文.doc

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1、目录1设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍11.1设计课题任务11.2功能要求说明11.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明12硬件系统的设计32.1硬件系统各模块功能简要介绍32.2电路原理图、PCB图、元器件布局图32.3元器件清单33软件系统的设计43.1单片机资源使用的情况43.2软件系统模块功能介绍43.3程序流程框图43.4程序清单74设计结论及误差分析84.1数字电子钟的设计结论及使用说明84.2误差分析85设计总结与体会95.1设计总结95.2教学建议9参考文献10附录A11附录B13附录C14最新范本,供参考！1设计课题任务、功

2、能要求说明及总体方案介绍1.1设计课题任务设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。1.2功能要求说明该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。1.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明1.3.1总体方案介绍本课程设计用单片机直接控制信号灯的状态变化，

3、基本上可以指挥交通的具体通行，而接入LED数码管就可以显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。本系统在此基础上，加入了紧急状态下的运行。本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由独立式键盘模块、复位电路模块、晶振电路模块产生输入，LED信号灯状态模块，数码管倒计时模块接受输出。系统的总体框图如图1所示。键盘设置模块对系统输入模式选择及具体通行时间设置的信号，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。在此过程中还要实时紧急按键信号，以达到对异常状态进行实时控制的目的。最新范本,供参考！图1交通灯系

4、统框图1.3.2工作原理本交通灯的所有的软件、参数均存放在AT89S52的FlashROM和内部RAM中，减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。系统开始时须先显示状态灯、数码管显示“P.”，将状态码值送显P2口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0和P1口，在此同时以50ms为周期，用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1，刷新LED数码管。时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值。当开启紧急状态外部中断时，一旦信号有效，中断开始，进入中断服务子程序，倒计时结束后中断结

5、束返回中断前状态。每满一个状态循环周期。最新范本,供参考！2硬件系统的设计2.1硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1各硬件模块介绍本交通灯硬件模块主要采用以下基本模块来实现，单片机最小系统模块，输入模块、输出模块、电源模块。a.单片机最小系统模块：包括低功耗、高性能CMOS8位微控制器AT89S52、复位电路、晶振电路。本模块AT89S52系统控制核心，单片机系统复位由复位电路完成，单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端位位引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容。这样就构成一个稳定的自激

6、振荡器。b.输入模块：有2个按键，1个电源开关，1个复位键，单片机运行期间，利用按键完成复位操作。3个按键独立式键盘，按左键1使交通灯的正常运行，按左键2启动交通灯应急系统，按左键3键结束。键1、2任一键都独自连一个I/O口线，说明它们可以独立实现相应的交通灯的功能。c.输出模块：设计显示为8位，采用两个四位一体数码管（共阳极）作为显示窗口，既可以节约成本又能简化电路。数码管驱动为三极管驱动。d.电源模块：直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路组成。直流稳压电源设计的主要内容是根据性能指标，选择合适的电源变压器、集成稳压器、整流二极管及

7、滤波电容。本设计中所需要的电源有PC机的USB口直接供电，没有设计直流稳压电源，故在此不作详细介绍。2.2电路原理图、PCB图、元器件布局图见附录A2.3元器件清单见附录B最新范本,供参考！3软件系统的设计3.1单片机资源使用的情况本设计采用独立式键盘，键盘直接接在P1口上且按键的结果存贮在单片机的内部数据存储器里面。用到的LED显示器接到了单片机的P0口线上和P2口线上。3.2软件系统模块功能介绍本设计的软件系统主要采用以下基本模块来实现：主程序、中断服务程序、键盘输入程序模块、数码管及其驱动模块。主程序：主要是用于对输入信号的处理、输出信号的控制

8、和对各个功能程序模块的运用及其控制。中断服务程序：主要是用于交通灯的准确运行、数据输入过程中的闪烁。数码管及