单片机控制的交通灯完整系统试验报告

1、系统实验报告基于51单片机的交通灯设计专业：XX学生姓名：XX XX学号：00000000000指导教师：VVWWWVVWWVVWWVV2000年x月x日1设计任务和性能指标11.1设计任务11.2性能指标12设计方案22.1任务分析22.2方案设计23系统硬件设计33.1单片机的最小系统33.2电源电路43.3数码管显示时间电路设计43.4信号灯控制电路设计54系统软件设计54.1主程序设计55调试及性能分析65.1调试分析65.1.1软件调试65.1.2硬件调试65.13系统功能调试66心得体会6参考文献8附录1系统原理图9附录3程序清单10附录3元器件清单1411设计任务和性能指标1.1

2、设计任务利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和 一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮 禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用 红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图上图所示。设东西向为主干道，南北为支 干道。1.2性能指标1. 状态1：仅亮灯，数码管不工作。按下键4,红/黄/绿三色灯交替亮：红一（20秒）黄（闪烁）（5秒）绿一（20秒）黄（闪烁）（5 秒）红2. 状态2：灯和数码管相结合，模拟十字路口的交通灯在以上功能的基础上数码管倒计时显示时间。2设计方案2.1任务分析模拟交通灯控制器就是使用单片机

3、來控制一些LED和数码管，模拟真实交通灯 的功能。红、黄、绿交替闪亮，利用数码管倒计数显示间隔等，用于管理十字路 口的车辆及行人交通，计时牌显示路口通行转换剩余时间等2.2方案设计根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如卞图所示。单片机三色指示灯LED显示系统硕件框图单片机选用AT89S52,它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH R OM,设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极犬的方便。南北向和东西向各采用 2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系 统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘，若单片机的IO I

4、I不够用 时，可以考虑扩展8255或8155满足系统的要求。2.软件方案根据设计要求，程序框图如图1所示。软件可由汇编语言完成，也可由C语言完成。软 件设计可以分为以下几个功能模块：主程序：初始化及键盘监控。计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成0.1秒（或其他时间）和1秒的时间 定时。显示程序模块：完成60个发光二极管（实际上只需驱动30个）和8个LED数码管的显 示驱动。程序流程图见下一页：程序流程图3系统硬件设计3.1单片机的最小系统ATMEL公司生产的AT89S52单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振 使用12MHz,复位电路采取按键复位方式。具体连接图3.1和图3. 2-

5、Cap3OpF7单片机系统的时钟电路单片机系统的复位电路3.2电源电路设计电源用5V直流变压器直接供电。VCCVCCGNDGNDVCC3.3数码管显示电路显示电路采用8个共阳数码管，P1 口作为数码管的输入，P0.4、P0.5、P0.6 P0.7分别控制东西南北四路数码管的位选端C1,C2,C3,C4。数码管显示电路（上图是共阴数码管）3.4信号灯控制电路S4VCC应急电路4系统软件设计4.1主程序设计系统程序流程图8两个引脚，但是原理图上封装的事1、6,当时也没有注意，以为只要是共阴管 就没问题了，没想到软件本身就存在错误。通过这次系统实验，对以前学过的知识进行了巩固，加深了理解，提高了应

6、用的能力，而且提高了我们的发现、分析、解决问题的能力，同时提高了大家对 专业的认识及兴趣，对于我们工科生來说，对以后就业很有帮助。最后，尤其要感谢xx和xx老师的指导和帮助，我们才得以顺利完成这次系 统试验。参考文献1 邹丽新.单片微型机原理及应用苏州人学出版社，2006. 122 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.北京：电子工业出版社,2009。8附录1系统原理图系统原理图附录2程序清单；程序实现功能；西南北路11直行与转弯交替通行，数码管显示直行通行倒计时，红绿黄灯显示包括人行道 在内的道路交通状态。；某一方向道路拥挤时，可以人工控制调节东西南北方向通行时间。；紧急情况时，各路II交

7、通灯显示红灯，数码管保持数据不变。#iiiclude<ieg5 l.h>#define uchar unsigned char#define umt unsigned mtsbit kevl=PlAO;J1sbit kev2=PT 1;J1sbit key3=PlA2;J1sbit kev4=PlA3;J7sbit smgvel=P0A4;sbit smgwe2=P0A5;sbit smgve3=P0A6;sbit smgwe4=P0A7;sbit smgdot=P2A7;sbit soutli_green=P2A0;sbit south_red=P2Al;sbit south v

8、ellowP2A2;sbit east_green=P2A3;sbit east_red=P2A4;sbit east_yellow=P2 A5;sbit num_a=P0A0;sbit num_b=P0Al;sbit num_c=P0A2;sbit num_d=P0A3;uchai count;uchai type=l;uchai num;uchai south_dispnum= 10,easCdispnum=5;void delay_ms(uint z)uchar x.y;fbr(x=O;x<z;x+) for(y=0;y<123;y+);void timerO_uutQTMO

9、D=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(6553650000)%256;ETO=1;EA=1;TRO=1;void displav(uchar south_dispnum,uchai- east_dispnum) uchar south_dispnuml ,south_dispnuin2;uchar east_dispnuml ,eascdispnuni2: south_dispnum 1 =soutli_dispnunV 10;south_dispnuni2=soutli_dispnum% 10; east_dispnuml =eascdispnunV 10;ea

10、st_dispnuni2=eascdispnum% 10;smgwel=l;smgwe2=0;smgwe3=0;smgwe4=0;num_d=south_dispnum 1 /8; num_c=south_dispnuml %8/4; num_b=south_dispnuml %4/2;num_a=south_dispnum 1 %2; delay_ms(l);smgwel=0;smgwe2=l;smgwe3=0;smgwe4=0;num_d=south_dispnuni2/8; num_c=south_dispnuni2%8/4; num_b=south_dispnuni2%4/2; num

11、_a=south_dispnuni2 %2;delay_ms(l);smgwel=0; 9smgwe2=0;smgwe3=l;smgwe4=0;num_d=east_dispnuml /8;num_c=east_dispnuml %8/4; num_b=east_dispnuml %4/2; num_a=east_dispnuml %2; delay_ms(l);smgwel=O;smgwe2=0;smgwe3=0;smgwe4=l; num_d=east_dispnuni2/8;num_c=east_dispnuni2%8/4; num_b=east_dispnuni2%4/2; num_a

12、=east_dispnuni2%2; delay_ms(l); void trafficight() switch(type)case 1:south_red= 1;south_gieen=0; south_yellow=0;east_red=O:east_green=l;east_yellow=0;displav(soutli_dispnumxasCdispnum); if(east_dispnum=O)east_dispnum=5;soutli_dispnum=5;type=2;break;case 2:south_red=l; south_green=0:/sou th_yello w=

13、0; east_red=O; east_green=O;/ east_yellow=0; display(soutli_dispnum.east_dispnum); if(east_dispnum=O)soutli_dispnum=5; east_dispnum=10;type=3;break;case 3:south_red=0;south_green=l; south_yellow=0;east_red=l; east_green=O;east_yellow=0; display(soutli_dispnum.east_dispnum); if(south_dispnum=0)soutli

14、_dispnum=5; east_dispnum=5;type=4;break;case 4:south_red=0; south_green=0:/ south_yellow=0;east_red=l; east_green=O;/ east_yellow=0; display(soutli_dispnum.east_dispnum); if(east_dispnum=O)soutli_dispnum= 10; east_dispnum=5;type=l;break;11void main()wlule(l)tiafficight();void timeiO_isr() mtenupt 1T

15、H0=(65536-50000)/256;TL0=(6553650000)%256;count+;if(count=5)if(type=2)east_yellow=! east_yellow;if(type=4)south_vellow=? south_yellow;if(count=20)count=0; south_dispnum; east_dispnum;附录1元器件清单数量器件类型原理图符号封装Used Part TypeDesignator Footprint Description排阻310K排阻RP1 RP3RP斗SIP9电阻8(l/8w)150R20R21AXIAL0.48IKR22 R23R24R25R26R27R1 R2R3AXIAL0.4R4 R5 R6R7R10电容（耐压16V）1O.luC9RAD0.2220pC5 C6RAD0.2122uC12RB.2/.41470uC7RB.2/.4晶振111.0592MXTAL1XTAL1三极管109013QI Q2 Q3TO-92C