交通红绿灯课程设计

太原科技大学太原科技大学 课程设计（论文）题目：交通灯顺序控制课程设计（论文）题目：交通灯顺序控制 班 级：光信息 姓 名：武林林 学 号：9 指导教师：邱选兵 日 期：2011-6-26 太原科技大学课程设计（论文）任务书太原科技大学课程设计（论文）任务书 应科学院（直属系）：光信息班 时间：2011-6-26 学 生 姓 名武林林指 导 教 师邱选兵 设计（论文）题目交通灯顺序控制 主要研 究内容 用 STC89C52 单片机及一些简单外围电路，实现十字路口交通信号灯红黄绿灯 的定时交替变换。 研究方法 利用 EDA 软件 PROTEL99SE 设计电路图，再用电烙铁将实物焊接到实验电路 板上，通过电脑的串口写入一段程序到单片机中，实现单片机的控制作用 主要技术 指标(或研 究目标) 1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。 2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊 接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。 3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法，熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能 够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板。 4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的 电子器件图书。 5.能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字 万用表。 主要参考 文献 【1】李军等，51 系列单片机高级实例开发指南，北京航空航天大学出版社， 20046 【2】何立民，单片机应用技术选编 9【M】 ，北京航空航天大学出版社， 2004I 【3】王幸之等，AT89 系列单片机原理与接口技术，北京航空航天大学出版社， 20045 【5】李朝青，单片机原理及接口技术，北京航空航天大学出版社，19993 【6】谢维成等，单片机原理与应用及 C51 程序设计，清华大学出版社， 20068 【7】边海龙等，单片机开发与典型工程项目，电子工业出版社，2008.10 目 录 第一章第一章 绪论绪论 .4 第二章第二章 总体设计总体设计 .4 第三章第三章 硬件部分硬件部分 .5 第四章第四章 软件部分软件部分 .8 第五章第五章 总结总结 .10 参考文献参考文献 .10 第一章第一章 绪论绪论 课程设计是单片机课程的一个教学环节，该实验课程的目的旨在使学生能 够理论联系实际，提高学生的动手能力，加深对课程的理解。 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器 CPU 随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口 和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、 模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善 的计算机系统。 众所周知，单片机已经越来越广泛的应用于智能仪表、工业控制、日常生 活等许多领域。可以说单片机的应用已经渗透到人类生活、工作的每一个角落。 随着城市的发展，交通指挥系统越来越重要，也越来越庞大和复杂。交通信号 灯是交通管理部门设在路口，用来合理指挥调动车辆及行人交通的主要装置， 对其控制的好坏直接影响到交通状况。本课程设计一个简单的交通信号灯单片 机顺序控制系统，能够实现十字路口红、黄、绿灯的定时交替转换。 第二章第二章 总体设计总体设计 十字路口的交通灯简单示意图，如下所示 其中，绿灯点亮 20 秒，黄灯点亮 5 秒，红灯点亮 25 秒。实现这些交替点亮功 能仅仅需要一片 89C52 单片机以及一些简单的外围电路。 器件 1.核心芯片的选择： AT89C52 单片机价格低廉，输入输出口丰富，无需再另外扩展，简化了外围电 路。128 B 内部 RAM，4 kB 内部 ROM，程序存储空间大，防止由于字模过多 而造成存储空间不够。另外由于前期开发需要多次的写入、擦除，而 89C52 可 以完成 1 000 次写擦，故满足要求。 2.反向器 在硬件电路设计中用到了反向器 74F06，它是飞利浦公司生产的高速反向器， 是集电极开路器件。起降电平反向的作用。 第三章第三章 硬件部分硬件部分 1. 交通信号灯单片机顺序控制系统硬件原理图如下所示： 2. 单片机的引脚功能如下表所示： 引脚功能I/O 引脚 16（P1.0P1.5）红绿灯控制信号输出0 引脚 9(RST)单片机复位信号输入口1 引脚 12(INT0)外部控制信号中断1 引脚 13(INT1)外部控制信号中断1 引脚 18,19接晶振 引脚 40(VCC)电源正 引脚 20(VSS)电源负 单片机 MCS51 的 P1 端口控制十字路口的红黄绿灯，考虑到点偏激的驱动能 力有限，这里使用了 7406 芯片用于驱动发光二极管。单片机的 P1 端口输出低 电平时，经 7406 反向后变成高电平，信号灯熄灭；反之单片机的 P1 口输出高 电平时时，经 7406 反向后变成低电平，信号灯点亮。S1 为启动按键，S2 为停 止按键。两个按键分别接到外部中断输入端 INT0 和 INT1，按键断开时，相应 的中断输入口为高电平，系统不进入中断；当按键按下时，相应的中断输入口 直接与地连接，输入低电平，单片机系统进入中断，在中断服务子程序作出相 应的执行程序。 2 反向器 74F06 的引脚图和电路逻辑图如下所示。 一片 74F06 中有 6 个反向器可供使用。 反向器的输入引脚分别为器件的 1、3、5、9、11、13 脚，相对应的输入引脚为 2、4、6、8、10 和 12 引脚，第 14 和 7 引脚分别为器件的正电源和地引脚。 74F06 的功能表如下图所示： 输入输出 An/Yn HL LH 其中，H 表示高电平，L 表示低电平。 3.由上面的硬件电路的要求和 7406 的功能描述，可得 P1 口的输出控制字如下 表所示： P1.5 东西绿 P1.4 东西黄 P1.3 东西红 P1.2 南北绿 P1.1 南北黄 P1.0 南北红 控制字说明 10000121H东西行 南北停 01000111H东西警 告 南北停 0011000CH东西停 南北行 0010100AH东西停 南北警 告 第四章第四章 软件部分软件部分 程序包括主循环程序和按键中断程序两部分。 主程序初始化 P1 端口和外部中断，然后循环等待。K1 启动按键按下后，进入 START 中断服务程序，启动交通灯的定时显示；如果按下 K2 停止按键，则进 入 STOP 中断服务成粗，关闭 INT1 中断后，直接进入主程序。 程序如下： #include #include typedef unsigned char u8; typedef unsigned int u16; sbit snred=P10; sbit snyellow=P11; sbit sngreen=P12; sbit ewred=P13; sbit ewyellow=P14; sbit ewgreen=P15; void delay20() /延时 20 秒子程序 u8 i,j; for(i=0;i5000;i+) for(j=0;j2000;j+); void delay5() /延时 5 秒子程序 u8 i,j; for(i=0;i5000;i+) for(j=0;j500;j+); u8 data bHasInt0=0; void START(void) interrupt 0 while(bHasInt0!=1) snyellow=0； ewred=0； ewgreen=1； snred=1； /东西同性，南北禁止 delay20()； /延时 20 秒 ewgreen=0； ewyellow=1； /东西黄灯亮起，南北禁止 delay5()； /延时 5 秒 ewyellow=0; ewred=1; snred=0； sngreen=1； /东西禁止，南北通行 delay20()； /延时 20 秒 sngreen=0; snyellow=1; /东西禁止，南北亮黄灯 delay5() /5 秒延时 void STOP (void) interrupt 1 bHasInt0=1; snred=0; snyellow=0; sngreen=0; ewred=0; ewyellow=0; ewgreen=0; /关闭所有信号灯 void main() snred=0; snyellow=0; sngreen=0; ewred=0; ewyellow=0; ewgreen=0; /关闭所有信号灯 EX=1; /开中断 EA=1; 交通信号灯控制功能是在 START 中断子程序中完成的，主要实现十字路口红 绿灯的定时显示。这也是本系统的基本功能。这一段程序的基本结构式一个循 环体，循环体内顺序执行控制字中的控制代码，定时显示红、黄、绿灯。 第五章第五章 总结总结 单片机是微型计算机的一个重要的分支。随着计算机技术的发展，单片机 的应用领域也越来越广泛，它在工业控制、数据采集以及仪器仪表自动化等许 多领域都起着十分重要的作用。 通过做基于单片机的交通灯顺序控制设计，不断查阅资料，我对单片机的 体系及它在各个领域的应用有了一定的了解，对它的软件系统也有了一定的认 识，并且增强了我对编程及编程环境的了解。在总体上对单片机学习有了一定 的提高，收获颇丰。 参考文献参考文献 【1】李军等，51 系列单片机高级实例开发指南，北京航空航天大学出版社， 2