单片机课程设计-基于单片机的交通灯设计

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1、单片机课程设计课题：交通信号钟的设计系别：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：hx学号：hncj2014年01月01日成绩评定·一、指导教师评语二、评分课程设计成绩评定成绩：（五级制）指导教师签字年月日目录一、设计目的1二、设计要求1三、总体方案1四、各部分电路设计34.1单片机模块34.2红绿灯模块44.3时间显示模块54.4强制通行模块64.5复位模块6五、整体电路图7六、程序8七、设计总结13参考文献14一、设计目的1）、增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解；2）、掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时

2、器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、A/D、D/A、串行口通讯等；3）、了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。二、设计要求1)、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间为25秒；2)、要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道；3)、黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次；三、总体方案目前交通信号钟的设计方案有很多，主要有以下两种：1）、应用PLC实现对交通信号钟的设计；2）、应用单片机实现对交通信号钟的设计。由于应用单片机进行设计不

3、但可以满足设计要求，而且具有结构简单、可靠性高、成本低等特点，所以本设计使用单片机作为核心原件辅以其他元器件来进行交通信号钟的设计。在本设计中，不仅实现了课程设计所要求的基本功能，而且在基础功能的上进行了改进，增加了以下功能：1）、红绿灯时间显示的功能；2）、人行道红绿灯控制的功能；3）、特殊情况下的强制通行的功能；根据设计要求分析后得知，此次设计中可设60S为一个周期，在一周期中可分为以下四种状态，如下表所示，其中“0”表示点亮，“1”表示关断，“X”表示状态不定即闪烁状态。第13页表3.1运行状态表时间T东西方向人行道东西方向车行

4、道南北方向人行道南北方向车行道红绿绿黄红红绿绿黄红60≥T>35100110111035≥T>301X1X10111030≥T>501110100115≥T>0011101X1X1当出现强制通行状态时，状态如下表所示：表3.2强制通行状态表强制通行方向东西方向人行道东西方向车行道南北方向人行道南北方向车行道红绿绿黄红红绿绿黄红东西方向1001101110南北方向0111010011STC89C52单片机共有4个8位通用I/O口，根据设计，单片机各I/O口与元器件连线如下表所示：表3.3单片机P0口连线表P0口01234567数码管东西

5、方向段选A东西方向段选B东西方向段选C东西方向段选D东西方向段选E东西方向段选F东西方向段选G位选1第13页表3.4单片机P1口连线表P1口01234567红绿灯南北方向车行道红南北方向人行道红南北方向车行道黄南北方向车行道绿东西方向人行道红东西方向人行道红东西方向车行道黄东西方向车行道绿南北方向人行道绿东西方向人行道绿表3.5单片机P2口连线表P2口01234567数码管南北方向段选A南北方向段选B南北方向段选C南北方向段选D南北方向段选E南北方向段选F南北方向段选G位选2表3.6单片机P3口连线表P3口01234567东西方向强制

6、通行键南北方向强制通行键四、各部分电路设计4.1单片机模块STC89C52是STC公司生产的一种使用MCS-51内核的低功耗、高性能CMOS8位微控制器。STC89C52可以为众多嵌入式控制应用系统提供高效、灵活的解决方案。它的主要特性如下：1）、指令代码完全兼容传统8051单片机；2）、工作电压：5.5V～3.3V/3.8V～2.0V；3）、工作频率范围：0～40MHz；第13页1）、用户应用程序空间为8K字节；2）、片上集成512字节RAM；3）、通用I/O口（32个），P0/P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输

7、出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；4）、无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序；5）、共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2；6）、外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路；7）、工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。（a）常见封装形式（b）最小系统图4.1STC89C524.2红绿灯模块本设计采用有红、黄、绿LED组成的红绿灯电路。其中三个红绿灯为车道红绿灯，两个为人行道红绿灯。各LED均采用采用共阳

8、极的接法。查阅相关资料发现各颜色LED的工作电流电压范围稍有差异，为简便起见在此设计中取串联电阻为200欧姆。此数值可基本保证各色LED均正常工作。第13页图4.2红绿灯模块4.3时间显示模块此部分电路采用两位八段数码管