基于c语言单片机交通灯.doc

1 设计课题设计要求及总体方案介绍1.1 设计课题任务 设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-16”， 进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“d.1004-16”状态。1.2 功能要求说明要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。1.3 交通灯总体方案介绍及工作原理说明1.3.1 电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源，采用单片机控制模块提供电源。此方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。1.3.2 复位方案复位方式有两种：按键复位与软件复位。由考虑到程序的简洁，避免冗长，本设计采用按键复位，在芯片的复位端口外接复位电路，通过按键对单片机输入一个高电平脉冲，达到复位的目的。1.3.3 输入方案直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用2个按键，分别是K1、K2。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用1.3.4 显示界面方案 该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。采用数码管与点阵LED （点阵式和8段式LED）相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。2 交通灯硬件系统的设计2.1 交通灯硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1 设计方框图 图2-12.1.2 复位电路模块复位方式有多种，本设计采用按键复位，在设定的定时时间内，89S52必须在RST引脚产生一个由高到低的电平变化，以清内部定时器。 2.1.3 晶振电路模块选取原则：传统做法，但能够实现所需，即最简单也最是实用。电容选取33pF，晶振为12MHz。2.1.4 流水灯电路模块流水灯电路直接接在单片机的P2口上，采用共阳接法。2.1.5 数码管电路模块数码管的段控口接在单片机的P0口上，位控通过三极管接在单片机的P2口上。2.1.6 按键电路模块按键电路的设计就是在一段共接地，另一端通过上拉电阻接到P1口有按键时。相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿。2.1.7 下载口电路下载口的1脚接在P1.5口，2脚悬空，3脚接在单片机的复位口上，4脚接在P1.6口，5叫接在P1.7口，6、7、8、9、10接地。2.2 交通灯电路原理图、PCB图、元器件分布图电路原理图见附录1PCB顶层图见附录2PCB底层图见附录3元器件布局图见附录42.3 交通灯元器件清单元器件清单见附录53 交通灯软件系统的设计3.1 单片机资源使用情况AT89S52的P3口用来接八个发光二极管的阴极，控制其亮与灭，P0口和P2口外接由8个LED数码管构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口（P0.0P0.7对应于LED的adp），P2口作LED的位控输出线，P2口外接3个按键A、B、C（分别对应于P1.0、P1.1、P1.2）用于调整显示接口电路。3.2 软件各模块简要介绍软件设计是由C语言来编写的，由主程序、键处理和键扫描程序、显示程序、延时程序这几个模块组成的。3.2.1 主程序主程序中会一直调用显示程序、键扫描程序，延时程序，当没有键按下时，数码管会一直显示P.，当有按键按下时，就会按操作执行。3.2.2 显示程序显示程序主要完成数码管动态显示。3.2.3 键处理和键扫描程序键处理程序主要将P1口的取值送往单片机进行取反。键扫描主要判断是否有键按下，即过度前沿抖动在判断是否有键按下。最终将处理完的键值作为返回值返回。3.2.4 延时程序延时程序主要是用来倒计时用的，用来计算秒数。3.3 交通灯程序流程图3.3.1 主程序流程框图主程序流程图如图3-1所示图3-1紧急情况时的中断服务程序（外中断0） 中断响应 返回 恢复现场 延时10S A红灯、B红灯 保护现场图3-23.3.2 显示子程序流程框图显示子程序框图如图3-3所示图3-33.3.3 键扫子程序流程框图键扫子程序流程框图如图3-4所示 图3-43.4交通灯设计程序清单程序清单见附录64 交通灯设计结论4.1 使用说明通电后，数码管会显示d.1004-16，按下S2键后，交通灯开始进入运行状态。运行时按S1复位，如果按下S2键，主车道绿灯亮60秒，次车道红灯亮60秒，随后主车道黄灯亮2秒，闪3下，然后主车道红灯亮30秒，次车道绿灯亮30秒，紧接着次车道黄灯亮2秒闪三下，一直循环，如果按下S3则回到初始值P.为紧急情况使用;再按S2键主次车道红灯都亮10秒。4.2 系统调试单片机AT89S52是系统的核心，利用万用表检测单片机电源VCC是否为（40脚）+5V、晶振是否正常工作（可视波器调试，也可用万用表检测，亮引脚电压一般为1.82.3V之间）、复位引脚RST（复位时为高电平，单片机工作时为低电平）、EA是否为+5V（高电平），单片机能工作了，再结合电路图，检测故障就容易了。4.3 交通灯运行图交通灯运行实拍图见附录4.4设计体会本次设计中，因为本人单片机基础学到不少很好，所以费了很大的时间，在硬件方面，一直都不是很顺利，出现虚焊的情况很多，在检查板子的时候由于焊孔太多遇到很大的困难，甚至想放弃，但最后还是坚持下来了，软件设计方面，也不是很会，通过别人的一些帮忙，使我完成了这次的设计，真的很不容易。结束语通过这学期单片机的学习，本人喜欢上了在软件上的编程，虽然学的不是很好，但本人会不断努力，在学习编程技能，为以后进去手机开发设计方面打好基础，本人已经喜欢上了这个行业，相信能在以后有一番作为。致 谢感谢王老师这个学期对我们单片机这门课程学习的严格要求，让我们学到了很多，不尽在学习上，还是做人方面，都起到很大的作用，还要感谢在学习中帮助我的同学，在没有老师的情况下解决了我的疑惑，真的很谢谢你们。参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）.2005年10月 Li Zhaoqing. The SCM theory and Interface Technology ( Third Edition ) .2005 year in October2.蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作 Cai Zhaoyang SCM control practice and special topic production3.楼然苗.单片机课程设计指导 building and seedlings. SCM curriculum design guidanceZhao Guanglin4.赵广林.电路设计与制版circuit design and plate making.附录2： PCB顶层图附录3： PCB底层图附录4：元器件分布图附录5： 元器件清单名称数量参数电阻3个1K数码管2个4位一体电阻1个200下载口1个普通插座1个40PIN电阻24个470按键9个三极管9个PNPUSB供电线1根晶振1个12MHz电容2个22pF极性电容1个220F芯片1块AT89S52发光二极管9个六角开关1个表2 元件清单附录6：程序清单/名称：十字路口交通灯控制/作者： /时间： 2013年5月28日/设计要求：上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-16”， 进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。/*/#include#includechar code dis_code=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x0c,0xff; char time;char v;char flag=0;/*显示缓冲数组（存放显示信息的字型码的序号）*/ char find_code8;/*/函数名： void DelayX1ms(uint count)/功能： 延时时间为1ms/调用函数：/输入参数：count,1ms计数/输出参数：/说明：总共延时时间为1ms乘以count,crystal=12Mhz/*/#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid DelayX1ms(uint count) uint j; while(count-!=0) for(j=0;j80;j+); /*显示函数*/void disp() char i,j=0xEF; char k; for(i=0;i=0&v!=2;b-) P3=0X6F; find_code6=b%10; find_code7=b/10; find_code2=b%10; find_code3=b/10; delay1s(); flag=0; void main() while(1) find_code0=11; find_code1=11; find_code2=11; find_code3=11; find_code4=11; find_code5=11; find_code6=11; find_code7=10; disp(); EA=1;EX1=1;IT1=1; v=key(); switch(v) case 0: disp(); break; case 1: while(v!=2) int m,n=60,t=30,a=4; find_code7=11; for(m=60;m=0&v!=2;m-) P3=0xAF; find_code6=m%10; find_code7=m/10; find_code2=n%10; find_code3=n/10; delay1s(); n-; if(flag=1&v!=2) jinji(); for(m=0;m2&v!=2;m+) P3=0XCF; find_code6=a%10; find_code7=a/10;find_code2=n%10; find_code3=n/10; delay1s();n-;a-; if(flag=1&v!=2) jinji(); for(m=0;m=0&v!=2;m-)P3=0X7D; find_code6=m%10; find_code7=m/10;find_code2=t%10; find_code3=t/10; delay1s(); t-; if(flag=1&v!=2) jinji(); for(m=0;m2&v!=2;m+) P3=0X7E; find_code6=a%10; find_code7=a/10; find_code2=t%10; find_co