基于单片机的交通灯设计

郑州航空工业管理学院单片机课程设计说明书 2014 级 专业 班级 题 目 学 号 姓 名 指导教师 二一六年 十二 月 十五 日一、 交通灯的基本原理 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 交通灯是城市交通的重要指挥系统，与人们的日常生活密切相关。随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥堵和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发等一系列问题，因此设计一个灵活、稳定、便捷的多功能交通灯控制系统具有必要性和现实性。 本次设计的意义在于通过对具体的控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。在实践设计过程中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。本系统由单片机硬/软件系统，8位8段数码管和LED灯显示系统。和电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。倒计时电路主要是由双位共阴数码管和74HC573N驱动模块组成，控制信号通过单片机的端口P1口进行信号的传输。倒计时电路负责的是显示红绿灯持续显示的时间。当绿灯或者红灯持续显示时，数码管显示该状态的持续时间，在黄灯闪烁显示时，起到倒计时秒数的作用。红绿灯功能电路主要是由各色的发光二极管和74HC573N驱动模块组成，控制信号跟数码管一样都是通过P1口进行传输。红绿灯电路负责的是各个车行道和人行道通行状态的显示。 系统经初始化可以开始自动运行，数码管有倒计时显示功能，即 1、具有直行、左转、右转、停止四个指示灯； 2、指示灯有倒计时显示功能，直行+右转20秒，左转+右转10秒，停止+右转30秒，按此规律不断循环；3、直行和左转灯灭掉前3秒能够闪烁提示（每秒两次）；4、能够调整直行、左转、停止指示灯的时间。二、 交通灯的硬件设计本设计单片机主要是用于控制交通灯的演示系统，故只需要单片机最小系统即可完成。此电路由单片机、时钟电路、电源、复位电路4个组成部分组成。下图分别为单片机原理图、交通灯系统电路图。图1 单片机系统原理图图2 交通灯系统原理图2.1 复位电路复位方式有多种，本设计采用按键复位。接线图如图3复位电路，在复位期间（即RST为高电平期间），P0口为高组态，P1P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN无效。地址锁存信号ALE也为高电平。在设定的定时时间内必须在RST引脚产生一个由高到低的电平变化，以清内部定时器.图3 复位电路图2.2 晶振电路 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30pF，晶振为12MHz。 图4 晶振电路图 2.3电源供电电路供电电路由主电源和备用电源组成。主电源主要是由变压器、6A整流桥、4个二极管， 2个104pf电容，二个电解电容以及7805三端稳压管组成。这个部分为系统提供主要的供电，输出电压为5V直流。备用电源主要是由4位的5号电池盒组成。这个部分在主电源断电时能够几乎瞬时的为系统提供电源，输出电压也是5V直流。该电源直接接到单片机的电源端。图5 主电源和备用电源切换功能电路2.4 原件清单原件名称数量焊接位置电源部分USB座1USBUSB线1双排针（2）1CONN1跳帽2104电容0.1uF7C2,5,6,7,8,9,11LED灯1D1电阻2K1R2最小系统部分40针座1U1STC89C521晶振12MHz1Y1电容20pF2C3,C4复位键1SW_RST电阻10K1R1蜂鸣器1LS1+三极管90159Q1Q9电阻3301R3键盘显示、通信部分16针座1U2MAX2321单排针（5）1UART按键16KEY1KEY16单排针（3）1SWITCH1跳帽14位LED2DIGILED1,2电阻4.7K8R14R21电阻3308R6R13三、交通灯的软件设计3.1交通灯程序#include #include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char code Tab= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xff,0xce;sbit up=P31;sbit down=P32;sbit set=P33;sbit S8 = P20;sbit S7 = P21;sbit S6 = P22;sbit S5 = P23;sbit S4 = P24;sbit S3 = P25;sbit S2 = P26;sbit S1 = P27;uchar fenduan1=20,fenduan2=10,fenduan3=3;uchar times=0;uchar second=0;uchar bsecond=0;uchar sss=0;uchar disData8=7,12,1,10,11,11,6,7;void keydisplay();void display();void Delay()unsigned char i;for(i=0;i255;i+); void ISR_Timer0(void) interrupt 1 TH0=0x3c; TL0=0xb0; times+; if (times = 10) bsecond+;times=0; void display(uchar *point)P0= Tab*(point);S1 = 0; /开S1显示Delay();S1 = 1; /关S1显示P0= Tab*(point+1);S2 = 0; /开S2显示Delay();S2 = 1; /关S2显示P0= Tab*(point+2);S3 = 0; /开S3显示Delay();S3 = 1; /关S3显示P0= Tab*(point+3);S4 = 0; /开S4显示Delay();S4 = 1; /关S4显示P0= Tab*(point+4);S5 = 0; /开S1显示Delay();S5 = 1; /关S1显示P0= Tab*(point+5);S6 = 0; /开S2显示Delay();S6 = 1; /关S2显示P0= Tab*(point+6);S7 = 0; /开S3显示Delay();S7 = 1; /关S3显示P0= Tab*(point+7);S8 = 0; /开S4显示Delay();S8 = 1; /关S4显示void delayAJ(uchar a) uchar i; while(a-) for(i=0;ifenduan1+fenduan2+fenduan3+1)bsecond=0;if(second=fenduan1) disData0=11; disData1=12; disData2=1; disData3=11; disData6=(fenduan1-second)/10;disData7=(fenduan1-second)%10;if(fenduan1-secondfenduan1) &(second=fenduan2+fenduan1) disData0=7; disData1=12; disData2=11; disData3=11;disData6=(fenduan1+fenduan2-second+1)/10;disData7=(fenduan1+fenduan2-second+1)%10;if(fenduan1+fenduan2-second+1fenduan2+fenduan1)&(second=fenduan2+fenduan1+fenduan3) disData0=11; disData1=12; disData2=11; disData3=10;disData6=(fenduan1+fenduan2+fenduan3-second+1)/10; disData7=(fenduan1+fenduan2+fenduan3-second+1)%10;if(fenduan1+fenduan2+fenduan3-second+1fenduan1+fenduan2+fenduan3+1)bsecond=0;void main()TMOD |=0x01;/T0 16位定时器 TH0=0x3c; TL0=0xb0; ET0=1; TR0=1; EA=1;while(1)key();if(sss%4=0)xianshi();elsekeydisplay();display(disData);3.2程序流程图 四、课程设计总结 本次课程设计中，重新巩固了单片机理论课时，感觉到的内容很多，知识点很杂、很繁琐。通过自己的努力也更进一步掌握了单片机的内容构造和工作原理，以及接外部电路的情况。当然光有理论知识那只是“纸上谈兵”，还需实际动手去实践。真正把所学的用到日常生活中，理论联系实际，做出实物模型。这次单片机课程设计，我们设计的是简易十字路口交通灯设计，通过这次课程设计我感觉到要想做成功，必须花时间多做准备，查阅大量资料，每个过程都很繁琐，都要认真地分析每一步每一个模块要实现大的功能，然后分步进行编写