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天津电子信息职业技术学院电子产品设计报告课题名称 交通信号灯设计 姓 名 刘宇鹏 学 号 17 班 级 电子S16-1 专 业 应用电子专业 所 在 系 电子技术系 指导教师 曹金玲 完成日期 2018-01-06 摘 要交通在人们的生活中起着重要的作用，交通秩序是否良好严重影响着社会生活。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。本设计以单片机AT89C51为核心设计交通灯控制器，模拟十字路口的各种状态显示及倒计时时间。本设计系统由时钟电路、复位电路、倒计时显示电路、按键切换电路、交通灯电路组成。本系统设计了两种显示方式，方式一为模拟红、黄、绿的循环显示，并用LED显示倒计时时间。方式二为主干道一直保持畅通、当支干道有车通过时，支干道通，支干道无车时恢复主干道畅通。在程序中采用的是查询方式。本系统实用性强、操作简单、扩展性强。Proteus设计原理图并进行了仿真，采用汇编语言编写程序，Keil C51与Proteus进行联调。之后进行了硬件电路的焊接、安装与调试，最后实现了设计的要求。关键词 交通灯 ; AT89C51 ; LED显示; Proteus 目录摘 要2一、设计任务3二、模块设计32.1单片机系统的时钟电路32.2 单片机系统的复位电路42.3 数码管显示电路52.4 整体电路设计图四5三、系统软件设计63.1 主程序流程设计6四、调试及性能分析64.1 软件调试64.2 硬件调试64.3 系统功能调试7谢词7参考文献7附录部分8一、设计任务自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用内部定时器定时控制南北、东西的交通信号灯（采用LED模拟），交通信号灯由红、黄、绿灯组成，东西、南北模拟路口由12路LED组成，其中南北、东西均采用并联方式连接，双向均有倒计时牌。控制方案如下：东西绿灯东西绿闪东西黄灯东西红灯225330南北红灯南北绿灯南北绿闪南北黄灯302253二、模块设计2.1单片机系统的时钟电路ATMEL公司生产的AT89C51单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12MHz，如图一：图一 单片机系统时钟电路2.2 单片机系统的复位电路复位电路采取按键复位方式，设计电路如图二。主要是方便复位，以便更好的观察仿真数据。图二 单片机系统的复位电路2.3 数码管显示电路数码管显示部分电路如下，P2口作为位选，P0口作为段选。图三 数码管显示电路2.4 整体电路设计图四图四 交通灯整体电路图三、系统软件设计3.1 主程序流程设计 开始 参数初始化显示子程序中断处理图四 系统程序流程图四、调试及性能分析4.1 软件调试软件调试主要是利用Proteus仿真软件完成电路的搭建，本次课程设计采用Proteus仿真软件与Keil联合调试的方法进行仿真。运行以发现设计中的错误及时改正。4.2 硬件调试硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。具体步骤及测试结果如下：（1）检查电源与地线是否全部连接上，用万用表对照电路原理图测试各导线是否完全连接，对未连接的进行修复。（2）参照原理图，检查各个器件之间的连接是否连接正确，是否存在虚焊，经测试，各连接不存在问题。（3）以上两项检查并修复完后，给该硬件电路上电，指示灯点亮。4.3 系统功能调试通过软件仿真显示，系统基本能完成要求，由于设计思路出现问题，键盘没有正确的做出来，没有键盘电路，紧急情况也可以通过一个按钮来采取相关的动作。谢词这次课设是我认为最有意义的一次课设，从原理图设计到软件仿真、从硬件焊接再到硬件的安装与调试，我从中收获了许多。当我选择了交通灯这个题目时，我开始收集相关资料，设计原理图。在设计原理图的过程中，主要问题在显示部分，不知如何设计。在验收原理图时按键部分没有加上拉电阻，后来在老师的建议下加上了上拉电阻。我选择了用汇编语言进行编程，因为汇编语言是最接近单片机的语言。在编写倒计时显示遇到了困难，因为不了解用汇编用显示的原理。通过查阅资料，克服了困难，很有成就感。中断程序和键盘扫描程序比较简单。在整个程序的编写过程中，研究每个子程序是否好使，我是通过Keil 和Proteus两个软件来实现的。Keil 则帮助我检查程序是否存在语法错误之类的问题，还可以生成hex文件，供Proteus软件仿真使用。通过几天的编写，程序最终无误并且在仿真中实现了预定的功能。接下来便是硬件的焊接。一开始时我不敢下手，生怕焊错。后来熟悉之后我焊得越来越好。实物焊好后把程序下载到实物中去，有一个灯不亮，数码管显示也不正确，仔细检查发现焊接出了错误，改正后显示正确，基本上实现了要求。最后看着自己的劳动成果，心里很满足。通过此次课设对单片机有了深刻的了解和掌握。还锻炼了亲自动手焊接的能力。明白了一个道理，软件中实现了功能，在硬件中不一定能实现。软件与硬件存在着一定的差距。今后要增加自己的动手能力。参考文献1 杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用M.北京:人民邮电出版社,2006.2 胡洪波.单片机原理及应用实验教程M.湖南:湘潭大学出版社,2009.3 陈海燕.51单片机原理及应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2010.4 郭天祥.新概念51单片机C语言教程M.北京:电子工业出版社,2009.附录部分单片机程序#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharduan=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;ucharled=0x7e,0xbe,0xdb,0xdd;uinttime=25,5,15,5;sbitw2=P06;sbitw1=P07;uinti=0,t=0,s=0;voiddisplay(uintnum);voiddelay(uintz)uintx,y; for(x=0;xz;x+)for(y=0;y220;y+);voidmain()TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;while(1)P1=ledi;display(timei-s);voiddisplay(uintnum)w1=0;P2=0xff;P2=duannum%10;delay(1);w1=1;num/=10;w2=0;P2=0xff;P2=duannum%10;delay(1);w2=1;nu