LED模拟交通灯设计说明.doc

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1、下载可编辑1．设计任务1.1功能及技术指标要求设计交通灯的基本要求：设计一个十字路口交通灯控制电路，要求主干道与支干道交替通行。主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60秒。支干道通行时，主干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30秒。1.2设计容按设计技术指标进行交通灯的硬件和软件设计。熟悉使用Keil软件和Proteus软件。1.3设计思路及关键技术一个完整的交通灯相当于一个简单的单片机系统，该系统有交通灯设置电路、单片机、显示电路等构成。单片机是集成的IC芯片，只需根据实际设计要求选型。其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设

2、计。基于单片机的交通灯的设计时要充分的认识以下两个问题：1.因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态2，南北绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红灯。最后循环至状态1。2.双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正

3、端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。.专业.整理.下载可编辑2.总体方案设计2.1系统总体结构开始↓四个路口红灯亮↓东西绿灯亮，南北红灯亮，延时↓东西黄灯闪烁，南北红灯亮，延时↓东西红灯亮，南北绿灯亮，延时↓东西红灯亮，南北黄灯闪烁，延时↓2.2单片机2.2.1单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU

4、集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，存

5、，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，.专业.整理.下载可编辑不过价钱也是低的，一般不超过10元即可用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。2.2.2单片机的发展历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。SCM即单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新

6、模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。MCU即微控制器（MicroControllerUnit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在

7、芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。2.2.3单片机的基本结构单片机的结构大体相同，只是在功能上存在着差异。现以MCS-51单片机为例来对单片机的部功能结构进行介绍。MCS-51单片机主要包括9个部分：CPU、8KBFlashROM、256BRAM(128BSFR)、16位×3个定时器/计数器、中断控制器、8位×4个并行口、可编程全双工串行口、时钟

8、电路、64KB总线扩展控制器。（1）一个8位的微处理器CPU。（2）8KB的片程序存储器FlashROM(基本型的FlashROM位128B)，用于烧录运行的程序、常数数据。（3）256B的片