大工16秋单片机原理及应用大作业.doc

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1、网络教育学院《单片机原理及应用》大作业题目：交通灯控制系统设计学习中心：浙江工商奥鹏学习中心层次：高中起点专科专业：机械制造与自动化年级：2015年秋季学号：151100231575学生姓名：石洪武交通灯控制系统设计目录摘要11.设计任务与要求12.系统硬件设计23.系统软件设计54.Proteus软件仿真65.设计心得7交通灯控制系统设计摘要自从1858年英国人发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它

2、的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统等组成，较好的模拟了交通路面的控制。关键词：交通灯单片机数码管LED灯1.设

3、计任务与要求东西、南北两干道交于十字路口，各干道有一组红、绿、黄三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。东西方向为主干道，通行时间为40秒；南北方向为支干道，通行时间为30秒。通行时间最后3秒，绿灯灭，黄灯闪烁，黄灯闪烁完毕变更通行车道。通行时间由数字显示器显示，黄灯3秒闪烁不单另计时。92.系统硬件设计根据上面的功能要求，硬件系统主要有单片机模块、指示灯模块和倒计时显示模块。各模块选择如下：（1）单片机模块主控芯片采用AT89C51单片机，其管脚图如图１所示。图1AT89C51引脚图AT89C51是AT89C5X系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行

4、系统的讲解。AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。AT89C51内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有12

5、8个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。AT89C51共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。AT89C51有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。AT89C51共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。9AT89C51内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。AT89C51具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优

6、先级别选择。AT89C51内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但AT89C51单片机需外置振荡电容。本设计中，使单片机运行在最小系统。时钟电路由两个20nF的微调电容和一个晶振组成。AT89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。本系统采用12Hz的振荡器，机器周期为1us。复位操作有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式。本设计采用按键电平复位。按键电平复位是通过复位端经电阻与电源接通

7、实现，如下图2所示。图2AT89C51最小系统（2）指示灯模块设计电路中每个路口的控制信号灯应有三个，即红灯、黄灯、绿灯各一个。因此，本电路的设计中应用到红灯、黄灯、绿灯个四个。同一方向的两个路口的同一颜色指示灯是同时亮灭，为简化电路，可让这两个灯接同一引脚。这样可用P1口控制所有的指示灯。为简化设计，信号灯不采用当个的发光二极管，而采用现用的交通灯组件。该组件及其与单片机引脚的接法如下：9东西方向南北方向指示灯红灯绿灯黄灯红灯绿灯黄灯引脚P1.3P1.4P1.5P0.0P1.1P1.2图3指示灯及其接线引脚（3）倒计时显示模块由于黄灯3秒闪烁时间不单另计时

8、，四个路口的倒计时是同步的。两位的倒计时采用两个四位