C51交通灯程序设计

C51期末课程设计大作业

课程名称：交通灯程序设计

学院：学息技术学院

系别：计算机应用系

专业：计算机应用技术

班级：班90X

组序号：第二组

组员XX

学号XXXXXXXX

........................................功能要求1

........................................方案论证1

三...........................................硬件解读2

四流程图5

五...........................................软件设计8

六...........................................设计总结15

、功能要求

（一）设计所要完成的功能如下：

1、信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东

西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

2、南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20s时，东西绿

灯闪烁，闪烁3s后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2s时，东西黄灯熄，东

西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。东西红灯亮维持30So南北绿灯亮维持25S,然后闪

烁3S,熄灭。同时南北黄灯壳，维持2s后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯光

3、要有倒计时数码显示。

（-）设计要求：

1、功能要求

2、方案论证

3、系统硬件电路设计（给出键盘电路、LED显示电路）

4、系统程序设计（要求给出流程图和程序清单）

二、方案论证

（-）方案的选择和论证

根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块：

1、时钟模块

2、时钟设置模块

3、显示译码模块

4、复位电路

对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案：

（1）标准时基模块

方案一：采用直接从晶振分频得到12MHz信号。该方案比较容易实现，但精确度不高，很难达到题

目精确度的要求。

方案二：采用单片机C51经过延时程序产生12MHz时基信号。在单片机程序设计中通过延时程序的

循环产生所需要的12MHz的时基信号，该方案精确度比较高，而且也易于程序调整，电路结构简

单，系统资源占用较小。

基于上述理论分析，拟订方案二。

（2）时钟控制模块

方案一：采用单片机对键盘扫描和读取来控制不同时间值。通过单片机对键盘的引脚不停的扫描，

读入某时刻按下的键，通过单片机内部查表程序译出按键所对应的值从而使时间的值发生改变。该

方案简单，常用，资源占用较小。

方案二：采用PLD芯片引脚锁定，通过开关的通和短控制PLD中计数器的值。该方案程序设计简单

但按键不直观不易使用，且用了PLD芯片而使成本过高。

基于上述理论分析，拟订方案一。

(3)显示模块

方案一：采用液晶屏幕显示时钟和红绿灯.该方案显示清晰，体积比较小，易于PCB板的印制。

但其程序设计非常复杂，成本过高。

方案二：采用七段数码管显示时钟和红绿灯。该方案简单，可以很好的通过单片机连用实现功

能。成本较低。

基于上述理论分析，拟订方案二。

(二)小结

经过子细的论证和比较，决定了系统各个主要模块的最终方案如下：

标准时基模块：采用单片机C51的延时程序产生12MHz的时钟信号驱动LEDo

时间设置模块：采用键盘和单片机控制进行时间设置。显示模块：采用普通七段显示数码管显示。

系统的模块图如下：

1、单片机时钟控制模块

2、键盘设置模块

3、七段数码管显示模块

4、复位电路

三、硬件解读

AT89C51简介：

1、AT89c51概述

AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机,片内含妹字节Flash可擦写存储器(PEROM)。

AT89C51器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术创造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51

引脚结构，AT89c51的片内Fksh允许程序存储器通过传统编程器反复编程。由于芯片内集成为了通

用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的微处理器ATMELAT89C51可为许多嵌入式控制应

用系统提供高度灵便、高性价比的解决方案。

AT89C5I具有如下特点：妹BytesFlash存储器、128bytes的RAM,32个I/O口、2个16

位定时/计数器,5个中断优先级2层中断嵌套中断、1个仝双工串行通信口、片内时钟振荡器。此

外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。AT89c51在空暇模式下，

CPU暂停工作，而RAM、定时/计数器、串行口和外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器并保

存RAM的数据，住手芯片其它功能直至硬件复位。

AT89c51具有PDIP、TQFP、PQFP和PLCC四种封装形式,以适应不同产品的需求。

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AT89C51

2、AT89C51特性

•兼容MCS-51指令系统

・4k可反复擦写(>1000次)FlashROM

・时钟频率0-24MHZ

•三级程序存储器锁

・128X8位内部RAM

・32个双向1/0口

•2个16位定时/计数器

・6个中断源

•可编程串行通道

•低功耗空暇和省电模式

•片内振荡器和时钟电路

3、AT89C51参数

AT89C51参数

AT89C51基本参数

FLASH(bytes)4K

RAM(Bytes)128

最大频率(MHz)24

Vcc(V)5+20%

AT89C51其他特性

I/O引脚32

ISP

AT89C51封装类型

PDIP40,PLCC44,TQIT44,PQFP44

(三)硬件电路：

该电路图为在Proteus仿真环境下设计，我的电路实现的是十字路口交通灯的红黄绿灯的交通

控制，没有倒计时显示：

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四、流程图

（1）子程序

开始

⑵外部中断服务

(3)主程序

五、软件设计

软件设计的晶振为12MHz,程序如下：

#include<reg51.h>//头文件

《defineucharunsignedchar//宏定义

Sdefineuintunsignedint

voiddelay(uint延时子函数

{

uinti,j;

for(i=x;i>0;i—)for(j=1250;j>0;j-);

)

voidmainO〃主函数

{

uchari;〃定义局部变量

while(l)〃所有的交通灯都亮

{

for(i=0;i<20;i++)//东西通车较少,故延时较段

(

P2=0xl4;"东西绿灯亮，南北红灯亮delay(lOO);

)

for(i=0;i<3;i++)//东西绿灯闪烁3次，同时南北红灯亮

(

P2=0xl0：

delay(50)：

P2=0xl4;

delay(50);

)

for(i=0;i<2;i++)"东西黄灯亮2秒,同时南北红灯亮

(

P2=0xl2;

delay(100);

)

for(i=0;i<25;i++)〃南北绿灯亮，由于车辆较多,故延时较长

(

P2=0x41：//南北的绿灯亮,东西的红灯亮delay(lOO);

)

for(i-0：i<3;i++)〃南北的绿灯闪烁3次，同时东西红灯亮

P2=0x01:

delay(50);

P2二。x41;

delay(50):

for(i=0;i<2:i++)〃南北黄灯亮2秒，同时东西红灯亮

{

P2=0x21;delay(100);

)

)

)

仿真截图：

该仿真截图是在Proteus环境下完成的，图一是初始状态，图二是东西绿灯闪烁的时候，图二是

东西黄灯亮的时候，图四是南北绿灯亮的时候，图五是南北绿灯闪烁的时候，图六是南北黄灯

克的时候的截图，各个截图的右下角都有当时仿真的系统仿真时间，各图片如下：

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