單片機交通燈課程設計

1、單片機原理及應用課程設計報告系 另別：物理系專 業(yè)：電子信息工程 指導教師：班 級：1504學 號：姓 名：課程設計任務書院（系）：專業(yè):學號學生姓名班級課程設計題目交通燈控制系統(tǒng)設計任務:1交通燈控制系統(tǒng)能產生四個方向的交通信號；2每個方向交通燈由紅、 綠和黃三個燈組成，在實驗板上交通燈用發(fā)光二極管代替;3交通燈點亮時間由設計者自行確定。課 程 設 計 任 務設計要求：1 分析設計要求，明確性能指標。必須仔細分析課題要求、性能、指標及應用環(huán) 境等，廣開思路，構思出各種總體方案，繪制結構框圖。2 確定合理的總體方案。對各種方案進行比較，以電路的先進性、結構的繁簡、 成本的高低及制作的難易等方面

2、作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方 案。3 設計各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個設 計。4組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進右 出的規(guī)律擺放各電路，并標出必要的說明。成績：指導教師簽字:指導教師評語及成績LED 燈電路的設計 、緒 言近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷深入，同 時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機 應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用， 正在不斷的應用 到實際生活中，并且根據具體硬件結構軟硬件結合，加以完善。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。

3、 那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢靠的就是交通信號燈的自動指揮系 統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為中心器 件來設計交通燈控制器，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。 從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車 強通等問題。系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安 裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應用前景。二、方案比較與論證系統(tǒng)整體流程圖AT89C51顯示模晶振電1單片機顯顯電源電路1示示顯示模單片機的選擇方案論證方案一：采用可編程邏輯期間CPLD作為控制器。CPL可以實現(xiàn)各種復雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、10資源 豐富、易于進行

4、功能擴展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的 處理速度，適合作為大規(guī)模控制系統(tǒng)的控制核心。 但本系統(tǒng)不需要復 雜的邏輯功能，對數據的處理速度的要求也不是非常高，且從使用及經濟的角度考慮我們放棄了此方案方案二：采用Atmel公司的單片機的可擦除只讀存儲器可以反復 擦除1000次。該器件采用ATME高密度非易失存儲器制造技術制造， 與工業(yè)標準的MCS-5指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU 和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATME的AT89C5是一種高效微控制 器，AT89C05是它的一種精簡版本。AT89C5為很多提供了一種靈活 性高且價廉的方案。綜合考慮，選擇方案二，采用Atmel公

5、司的AT89C5單片機作為控 制器。89C51單片機引腳功能說明VCC供電電壓。GND接地。P0 口： P0 口為一個8位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL 門電流。當P0 口的管腳第一次寫1時，被定義為輸入。P0能夠用于 外部程序數據，它可以被定義為數據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此 時P0外部必須接上拉電阻。P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P1 口 緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被內部上拉為 高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是

6、由于內部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時，P1 口作為低八位地 址接收。P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P2 口緩沖 器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內 部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2 口當用于外部或16位地址存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。在給出 地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據進行讀 寫時，P2 口輸出其的內容。P2 口在FLASH編程和校驗時接收高八位 地址信號和。P3 口： P3 口管腳是8個帶內部上拉

7、電阻的雙向I/O 口，可接收輸 出4個TTL門電流。當P3 口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平， 并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示:口管腳備選功能RXD （串行輸入口）TXD （串行輸出口）/INTO （外部中斷0）/INT1 （外部中斷1）TO （計時器0外部輸入）T1 （計時器1外部輸入）/WR （寫選通）/RD （外部數據存儲器讀選通）P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些。RST復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST腳兩個的高電平時間。ALE/PROG當

8、訪問外部存儲器時，允許的用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH 地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVXMOV指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位 無效。/PSEN外部的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個兩次/PSEN有效。但在訪問存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出 現(xiàn)。/EA/VPP:當/E

9、A保持低電平時，則在此期間外部程序(OOOOH-FFFFH,不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA將內部鎖定為RESET當/EA端保持高電平時，此間內部程序存 儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP 。XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2來自反向振蕩器的輸出。單片機最小系統(tǒng)晶振電路圖7.時鐘電路XTAL1是片內振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用 外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到 XTAL1而XTAL2懸空。內 部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz時鐘頻率就為6MHz晶振的頻率可以

10、在 1MHZ-24MHZ內選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時鐘電路設計是采用的內部方式，即利用芯片內部的振蕩電路。AT89單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。 這個放 大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。 外 接晶體諧振器以及電容C1和C2構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反 饋回路中。 對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求， 但電容的大小會影 響震蕩器頻率的高低、 震蕩器的穩(wěn)定性、 起振的快速性和溫度的穩(wěn)定 性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MH，z 電容應盡可能的 選擇陶瓷電容，電容值約為2

11、2卩F。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器 和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近， 以減少寄生電容， 更好地 保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。三、硬件電路設計交通燈控制系統(tǒng)電路圖晶振電路的設計LED燈電路的設計0373tIR2 IL=220LF&-WET51IL_rLED-YEULOv/_DORdLLFcLfiRFFiND7LED GREEF.Rb22DD1LED PELED EIR6?20D11R8Z20KyR1 1R 2F? 13D9LED-1 =D12LEOGREENR722DLED-YELLOVi/D10L 亡RIOaoLEQ-QRrjD2 i LED-RE主要元器件選擇 主要元器件選用型號和數

12、量如表1所示:序號材料名稱規(guī)格型號數量元件代號1單片機AT89C511U12晶振12MHz1X13電容22PF2C1、C24發(fā)光二極管紅、黃、綠12D1-D125電阻220 Q13R1-R136電解電容器10uF1C3四、程序設計#in elude #defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intsbit RED_A=POP;sbit YELLOW_A=POX;sbit GREEN_A=P0A2;sbit RED_B=P0A3;sbit YELLOW_B=P0A4;sbit GREEN_B=P0A5;uchar Flash_C

13、o unt = 0;Operati on _Type = 1;void DelayMS(ui nt x)uchar t;while(x-)for(t=120;t0;t-);void Traffic_lig nt()switch(Operati on _Type)case 1:RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN_A=0;RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1;DelayMS(2000);Operati on _Type = 2;break;case 2:DelayMS(200);YELLOW_A=YELLOW_A;if(+Flash_Cou nt !=10)return;Flash_Cou nt=O;Operati on _Type = 3;break;case 3:RED_A=0;YELLOW_A=1;GREEN_A=1;RED_B=1;YELLOW_B=1;GREEN_B=0;DelayMS(2000);Operati on _Type = 4;break;case 4:DelayMS(200);YELLOW_B=YELLOW_B;if(+Flash_Cou nt !=10) return;Flash_Cou nt=O;Operati on _Type = 1; break;void mai n()-|while(1)Traff