交通灯课程设计报告.doc

摘要：信号灯的出现，使交通得到有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有重要作用。本次设计即是一个十字路口交通灯控制系统。设计以C51单片机为核心，控制显示电路，即信号灯。电路简单，可操作性强。关键词：交通灯；单片机；控制系统一、概述交通灯是城市交通系统中不可缺少的一部分。根据题目要求，设计一个简易交通灯控制器，红、黄、绿三色灯分别用LED发光二极管显示。运行时东西方向绿灯亮15秒，对应南北方向红灯亮15秒；接下来四方向黄灯亮5秒；南北方向绿灯亮10秒，对应东西方向红灯亮10秒。在发生紧急情况时，手动控制四方向红灯全亮。二、方案论证设计一个交通灯控制器，实现对交通的控制功能。设计方案如下：电源电路51单片机控制电路紧急手动控制电路倒计时显示电路信号灯显示电路时钟电路图1 交通控制器电路的原理框图方案中使用89C51单片机作为总控制电路，采用T0计数器对红黄绿灯时间计时，用P0及P1口分别控制倒计时显示和交通灯显示。该方案较容易实现，且所用的器件均为常用器件，成本较低。三、电路设计1.直流稳压电源电路电源电路如图2所示：图2 电源电路电源电路采用电桥整流，首先对交流电压进行变压，再通过电桥整流，最后放大输出，电压为5V。2.时钟电路时钟电路如图3所示：XTAL1XTAL2图3 时钟电路时钟电路采用内部时钟方式。单片机内部的用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端引脚为XTAL2。在两引脚间跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成稳定的自激振荡器。 设定震荡频率为12MHz，则机器周期为1MHz：调整电容的电容值为30pF。3. 紧急手动控制电路紧急手动控制电路如图4所示：INT0图4 紧急手动控制电路该电路由开关电路构成，当开关按下，使单片机INT0口为低电平，利用中断实现四方向红灯全亮。4. 单片机控制电路 单片机控制电路如图5所示： 图5 单片机控制电路单片机控制电路是整个系统的核心部分，采用计数中断方式实现功能。开始运行时，首先将T0计数器赋初值，TH0=0xd8、TL0=0xef，即55535，计数时间10ms。再设变量count为100，进行循环达到技术1s。最后通过循环嵌套实现对交通的控制。P0口作为倒计时显示电路的输出口，显示计数；P1口作为交通灯显示电路的输出口，控制红黄绿灯亮灭。INT0口输入外部中断，实现紧急情况红灯全亮。通过以上设计实现题目功能。5.倒计时显示电路倒计时显示电路如图6所示：RXDTXDP0.0P0.7图6 倒计时显示电路显示电路主要由两部分组成，一部分是数码管电路，显示数值由单片机P0口输出；数码管选择由单片机RXD、TXD口输出，进行循环扫描。6.信号灯显示电路信号灯显示电路如图7所示：P1.0P1.5图7 信号灯显示电路该电路有两组红黄绿LED灯组成，等的亮灭由单片机的P1.0P1.5口输出状态控制。四、性能的测试1.电源电路测试表1 电源电路测试数据表交流频率（Hz）交流幅值(V)直流幅值(V) 502205图8 电源测试结果2.整体性能测试 测试实现功能为南北方向绿灯亮10秒，对应东西方向红灯亮10秒；东西绿灯亮15秒，对应南北红灯亮15秒；绿灯方向变换时，四方向黄灯亮5秒。测试结果分别如图8、图9、图10所示。图9 南北方向绿灯亮10秒东西方向红灯亮10秒图10 东西绿灯亮15秒南北方向红灯亮15秒图11 四方向黄灯亮5秒3.紧急情况测试发生紧急情况时，按下按键，四方向红灯全亮，如图11所示：图12 紧急情况测试五、结论所设计的电路实现了题目要求的所有功能，包括交通灯定时长点亮，及紧急情况下红灯全亮功能。系统运行稳定，功能实现正常，性能较好。六、性价比该系统中所用器件，如89C51、数码管等，均为常用器件；且系统设计简单，容易实现，运行时系统稳定。综上，系统性价比较高。七、课设体会及合理化建议通过本次设计，使我明白了很多。学到了很多，加深了对单片机的理解，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解，也学到了很多与Proteus相关的知识。在电路仿真的过程中出现大量问题，需要我们细心解决，我对电路故障的排查能力有了很大的提高。不仅仅只是学习上的。通过这次设计的学习，也使我懂得了很多道理。无论做什么，都要有恒心，不要为了一点小小的挫折就放弃。通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在单片机上有很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。从这过程，我锻炼了自己的动手能力，独立思考能力，分析实践能力，并学会了把自己的设计经验和思路拿出来与大家分享。参考文献1 阎石主编. 数字电子技术. M北京：高等教育出版社，2006年2 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器. M北京：国防工业出版社，2005年3 戴伏生主编基础电子电路设计与实践M北京：国防工业出版社，2002年4 谭博学主编集成电路原理与应用M北京：电子工业出版社，2003年5 华满清主编电子技术实验与课程设计M北京：机械工业出版社，2005年附录I 总电路图附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1U1单片机89C5112C1电容CAP13C2电容CAP14C3极性电容CAP-ELEC15C4电容CAPACITOR16C5电容CAPACITOR17C6电容CAPACITOR18D发光二级管1N400169P数码管AMBERCC210Q晶体三极管NPN4249511D1整流电桥BRIDGE112T1变压器TRANS1113L1二极管RL10114L2二极管RL10115RP1排电阻116X1晶振CRYSTAL117R电阻ANALOG1018K1开关BOTTON119RN1同向器RX81附录 程序清单#include sbit a0=P30;sbit a1=P31; sbit a3=P32;unsigned char const tab=0xC0,/*0*/ 0xF9,/*1*/ 0xA4,/*2*/ 0xB0,/*3*/ 0x99,/*4*/ 0x92,/*5*/ 0x82,/*6*/ 0xF8,/*7*/ 0x80,/*8*/ 0x90,/*9*/;unsigned char Dis_Shiwei;unsigned char Dis_Gewei;void delay(unsigned int cnt) while(-cnt);main()TMOD |=0x01;TH0=0xd8;TL0=0xf0;IT0=1;EA=1; ET0=1;EX0=1;TR0=1;PX0=1; while(1) a1=0; P0=Dis_Gewei; delay(30); a1=1; a0=0; P0=Dis_Shiwei; delay(30);a0=1; void tim(void) interrupt 1 using 1static unsigned char second=39,count; TH0=0xd8;/重新赋值55535,1msTL0=0xef;count+;if (count=100) count=0; if(second29) P1=0x11; Dis_Shiwei=tab(second-29)/10;Dis_Gewei=tab(second-29)%10; else if(second24) Dis_Shiwei=tab(second-20)/10; Dis_Gewei=tab(second-24)%10; P1=0x24; else if(second9&second=24) P1=0x0a; Dis_Shiwei=tab(second-9)/10;Dis_Gewei=tab(second-9)%10; else if(