交通灯控制器的设计实训报告

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1、实训题目：交通灯控制器的设计1.系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务：利用51单片机控制各个路口红绿灯及时间显示，设计一个交通灯控制系统。1.1.2性能指标要求（1）按照题目要求独立设计系统所需电路，并完成电路的实际制作。（2）在十字交叉路口，东南西北各方向都设置红、黄、绿色信号灯，红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，红灯灭之前3秒钟黄灯开始闪烁直到绿灯亮起后黄灯熄灭。各个方向分别设置一位数码管，用来显示红灯和绿灯倒计时间，东西方向时间一致，南北方向时间一致。（3）开机时各方向9秒倒计时。1.2设计原理（1）通过性能指标要求设置时间显示和倒计时。（

2、2）开机时南北方向9秒倒计时，同时南北方向绿灯亮，车辆可以通行；，而东西方向红灯灭，车辆禁止通行。当倒时到只剩3秒的时候，南北方向黄灯闪烁。9秒倒计时结束后，开始东西方向9秒倒计时，同时南北方向红灯亮，车辆禁止通行；当倒时到只剩3秒的时候，东西方向黄灯闪烁。（3）东西方向倒计时结束后，循环回到南北方向倒计时，从而实现交通灯的基本指示状态.1.3方案论证1.3.1总体思路（1）认真分析任务要求，根据功能初步设计电路图并制作电路板。本次实训提供了单片机系统开发板，故只用设计出指示灯的部分，再用排线连到开发板上即可。（2）对电路安装并调试，检查电路是否有短路、断

3、路等情况。（3）对照任务编写相应程序模块，逐步调试，实现硬件各部分功能。（4）整体联调，并优化程序。1.3.2设计方案在设计中采用12个发光二极管来模拟南北方向和东西方向的红黄绿灯，用2个数码管来显示通行或禁止剩余的时间。交通灯的亮灭规律为：南北路口的绿灯亮，东西路口的红灯亮，南北方向通车，延时一段时间后，南北路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若三次后，南北路口红灯亮，而同时东西路口的绿灯亮，东西方向开始通车，延时一段时间后，东西路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁，闪烁若两次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。根据性能指标要求10的介绍，本设计硬件由定时模块、发光

4、二极管模块、数码管显示模块组成。定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法。发光二极管模块由12个发光二极管来实现。数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮使相应使相应输入端为低电平。程序主要是由定时子程序、发光二极管显示子程序、数码管显示子程序和中断服务程序组成。2、模块电路的设计本课题的设计所用的模块电路大部分可有单片机系统开发板上的一些功能模块电路组成，因此，我们只要设计发光二极管模块，在用排线连接到开发板上即可。发光二极管模块电路图如下：电路原理图南北方向的红黄

5、绿灯是一一对应串联的；东西方向的红黄绿灯也是一一对应串联的。这样才可以让南和北方向的绿灯同亮或灭，红灯同灭或亮，已达到车辆通行活禁止。根据上面的电路图画好PCB图，然后印版、腐蚀，再按照交通灯形式来焊接器件，完成模块制作。10PCB图验收板子图3、开发平台简介10单片机系统开发板平面图实验板关键部位说明：1—外接音频信号输入插座2—喇叭输出接口3—继电器输出端子4—红外一体接收头5—DS18B20总线温度传感器6—NE555振荡频率选择开关7—NE555振荡频率调节电位器8—独立式键盘(2列，接至P3口)9—音频功率放大器音量调节电位器10—8路TTL电平

6、测试11—4×4矩阵式键盘(4列，接至P3口)12—分立模块信号选通跳线13—USB接口14—外接直流电源输入接口15—P1口输出插针(2列，并联)16—P3口输出插针(2列，并联)17—9针串口输出插座18—单片机最小系统板接口19—独立静态显示数码管20—74HC164与静态数码管接驳开关21—P01口输出插针(2列，并联)22—P2口输出插针(2列，并联)23—LED16×16点阵行控制端(阳极)24—液晶显示插口(1602及12864)25—4路可调电压输出26—LED16×16点阵列控制端(阴极)27—8位动态扫描数码管连接开关(接P2)28—液

7、晶显示对比度调节电位器29—液晶显示背光亮度调节电位器30—液晶显示背光源极性选择开关31—8位动态扫描数码管32—16×16LED点阵显示33—3.3V(0.2A)、±12V(0.5A)、5V(0.5A)直流电压输出接口4、软件设计根据10交通灯的工作过程和电路连接情况，交通灯的工作状况见下表所示。正常工作时交通灯在前4个状态间运行。状态序号交通灯工作情况持续时间下个状态1南北绿灯亮，东西红灯亮9s22南北黄灯闪烁，东西红灯亮3s33南北红灯亮，东西绿灯亮9s44南北红灯亮，东西黄灯闪烁3s14.1.软件设计思路本程序由主程序、定时中断服务程序和部分子程

8、序组成。主程序主要负责系统初始化、等待中断、红绿黄灯各种状态切换。