電子信息工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)—交通燈

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)課 題 交通燈院 系： 工學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號： 目 錄任務(wù)書摘 要一、緒 論11.1 概述11.2 設(shè)計(jì)目的11.3 設(shè)計(jì)要求1二、總體設(shè)計(jì)22.1總框圖22.2 電路圖32.3 工作原理32.4 所用元件4三、各部分電路設(shè)計(jì)43.1芯片介紹43.2晶振電路63.3 復(fù)位電路73.4 顯示電路83.5 數(shù)碼管93.6 c語言程序10四、整體電路圖15五、設(shè)計(jì)總結(jié)16六、致謝17參考文獻(xiàn)24摘要 本設(shè)計(jì)是交通信號燈控制系統(tǒng)，隨著社會的不斷的進(jìn)步，社會的不斷發(fā)展。交通也日漸復(fù)雜，交通的自動化也不斷更新，交通的一些指揮系統(tǒng)光靠人來完成是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要設(shè)

2、計(jì)各種交通指揮自動化系統(tǒng)來完成這些復(fù)雜的工作。從而使交通指揮系統(tǒng)更加有秩序，更加安全。至此本人設(shè)計(jì)了交通信號燈控制系統(tǒng)，來指揮十字路口車輛的停通，使紅綠燈指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化，無人化。該交通燈控制系統(tǒng)控制的是a和b兩個(gè)方向上的車輛通行，系統(tǒng)共采用6個(gè)發(fā)光二極管來模擬各路交通信號燈，2個(gè)led七段數(shù)碼管以倒計(jì)時(shí)的方式顯示各個(gè)方向上允許通行或禁止通行的信號燈剩余的時(shí)間。并能通過控制開關(guān)的關(guān)與斷來控制a、b通道上的紅綠燈亮的狀態(tài)，從而可以應(yīng)付各種特殊情況。、關(guān)鍵詞： stc89c51 led 交通燈 程序 1、 緒論 1.1概述近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動傳統(tǒng)控制

3、檢測日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 1.2設(shè)計(jì)目的 1 熟練掌握at89c51開發(fā)板的使用方法和注意事項(xiàng)、keil軟件編輯、proteus等對電路的設(shè)計(jì)和仿真的操作方法及應(yīng)用編程器燒操作方法 2 了解簡單單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步理解和消化書本知識，運(yùn)用所學(xué)知識和技能進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)通過某一電路的綜合設(shè)計(jì)，了解某一電路的綜合設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì) 要

4、求進(jìn)而提高應(yīng)用能力，分析問題和解決問題的能力 4 通過單片機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)對二極管的控制來模擬交通燈控制系統(tǒng)，并利用開關(guān)來模擬幾種特殊情況（如要求所述），鞏固單片機(jī)知識培養(yǎng)查閱資料的習(xí)慣,訓(xùn)練和提高自學(xué)，獨(dú)立思考的能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣 1.3設(shè)計(jì)要求： 利用stc89c51單片機(jī)為核心，制作一個(gè)單片機(jī)控制的交通燈控制系統(tǒng)：1、a道和b道上均有車輛要求通過時(shí)，a、道輪流放行。道放行分鐘（調(diào)試時(shí)改為秒鐘），道放行分鐘（調(diào)試時(shí)改為秒鐘）；2、一道有車而另一道無車（實(shí)驗(yàn)時(shí)用開關(guān)k0和k1控制），交通燈控制系統(tǒng)立即讓有車道放行；3、有緊急車輛要求通過時(shí)，系統(tǒng)要能禁止普通車輛通行，a、b道均為紅燈，

5、緊急車由k2開關(guān)模擬； 4、綠燈轉(zhuǎn)換為紅燈時(shí)黃燈亮1秒鐘。二、總體設(shè)計(jì)： 2.1 總框圖：交通燈顯示時(shí)間部分電源stc89c51時(shí)鐘電路交通燈復(fù)位電路2.2電路圖：圖1 電路原理圖2.3工作原理：通過輸入的程序控制單片機(jī)端口高低電平從而實(shí)現(xiàn)對二極管的亮滅的控制，其中也有定時(shí)器和中斷的綜合應(yīng)用，中斷：當(dāng)中斷源發(fā)出中斷請求時(shí)，如果允許的話，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)時(shí)正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請求，處理完中斷服務(wù)請求后，再回到原來被中止的程序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序；定時(shí)器則是相當(dāng)精確的計(jì)時(shí)器。本設(shè)計(jì)使用的是定時(shí)器1，定時(shí)器t0是有特殊功能寄存器th0、th1構(gòu)成；通過工作

6、方式寄存器tmod選擇定時(shí)器的工作方式，計(jì)算出初值并寫入th0、th1，然后應(yīng)用中斷從而執(zhí)行中斷程序，首先要對ie賦值，開放中斷，然后使tr0置位，啟動定時(shí)器。2.4 所用元件： stc89c51單片機(jī)、ic底座 usb接口、八位共陽數(shù)碼管、 復(fù)位開關(guān)、按鈕開關(guān)、 紅黃綠led燈、排針、12mhz晶振、 10uf電容、30pf電容、 4.7k電阻。三、各部分電路設(shè)計(jì)：3.1芯片介紹： stc89c51單片機(jī)引腳圖如下： 圖2 stc89c51引腳圖 stc89c51單片機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，其各引腳功能可分為如下3大類：1.電源引腳：電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。 （1）v

7、cc(40腳)：接+5v電源； （2）vss(20腳)：接地。2.時(shí)鐘引腳：該引腳外接晶體引線端3.控制引腳：此類引腳提供控制信號，有的引腳還有復(fù)用功能： （1）rst(9腳)：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可以是單片機(jī)復(fù)位。在單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳應(yīng)為0.5v的低電平。 (2) /（31腳）：為該引腳的第一功能，及外部程序存儲器訪問允許控制端。 當(dāng)引腳接高電平時(shí)，在pc值不超出0fffh時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲器中的程序；當(dāng)pc值超出時(shí)，將自動轉(zhuǎn)向讀取片外程序存儲器空間中的程序。 當(dāng)引腳接高電平時(shí)，只讀取片外程序存儲器空間中的內(nèi)容，讀取的地址范

8、圍為0000hffffh,片內(nèi)的4kb flash程序存儲器不起作用。 為該引腳的第二功能，即在對片內(nèi)flash進(jìn)行編程時(shí)，引腳接入編程電壓。 （3）ale/(30腳)ale為cpu訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供一個(gè)地址鎖存信號，將低8位地址鎖存在片外地址鎖存器中。 為該引腳的第二功能，即在對片內(nèi)flash進(jìn)行編程時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。 （4）（29腳）：片外程序存儲器的讀選通信號低電平有效。3.2晶振電路： 下圖所示為時(shí)鐘電路原理圖，在at89c51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳xtal1，輸出端為引腳xtal2。而在芯片內(nèi)部，xtal1和xtal2之間跨

9、接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號。圖3 晶振電路3.3復(fù)位電路：單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使rst(9腳)加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周（即24個(gè)振蕩周期）的高電平。例如，若時(shí)鐘頻率為12 mhz，每機(jī)器周期為1s，則只需2s以上時(shí)間的高電平，在rst引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。圖4單片機(jī)復(fù)位電路3.4 顯示電路：圖5數(shù)碼管顯示電路 這是一個(gè)7位8段的共陽極數(shù)碼管，把它的八個(gè)一腳按一定的順序分別與單片機(jī)p0口的八個(gè)腳相連接，然后剩余兩個(gè)口中的一個(gè)與+5v的電源相連接，根據(jù)單片機(jī)中編寫的相應(yīng)程序可以控

10、制數(shù)碼管的顯示情況，從而達(dá)到顯示時(shí)間的目的。3.5數(shù)碼管：圖6數(shù)碼管引腳圖 led數(shù)碼管（led segment displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等.，led數(shù)碼管根據(jù)led的接法不同分為共陰和共陽兩類，本實(shí)驗(yàn)用的是共陽極的數(shù)碼管。了解led的這些特性，對編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，

11、它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。3.6 c語言程序：#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned intvoid delay(uint z); uint num1,num2; uchar code table= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f ;/*南北方向*sbit sn_g = p10;sbit sn_y = p11;sbit sn_r = p12;/*東西方向*sbit ew_g = p13;sbit ew_y = p14;sbit ew_

12、r = p15;/*控制開關(guān)*sbit sn_k = p30; /南北通行sbit ew_k = p31; /東西通行sbit stop_k = p32; /全部都停char t0_50ms, t_loop, t_ew, t_sn;bit ew;/-void init() tmod = 0x11; th0 = (65536 - 50000) / 256; /50ms12mhz tl0 = (65536 - 50000) % 256; tr0 = 1; et0 = 1; ea = 1; t_loop = 0; t0_50ms = 0; ew = 1;/-void e_w(void) ew_g =

13、 0; ew_y = 1; ew_r = 1; sn_g = 1; sn_y = 1; sn_r = 0;/-void s_n(void) ew_g = 1; ew_y = 1; ew_r = 0; sn_g = 0; sn_y = 1; sn_r = 1; /-void stop(void) ew_g = 1; ew_y = 1; ew_r = 0; sn_g = 1; sn_y = 1; sn_r = 0; p0=0xff;p2=0xff;/-void main() init(); while(1) ;/-void t0_int(void) interrupt 1 using 0 tl0

14、= (65536 - 50000) % 256; /重新寫入初始值 th0 = (65536 - 50000) / 256; /50ms12mhz t0_50ms+; if (t0_50ms = 20) t0_50ms = 0; while (stop_k = 0) stop(); while (ew_k = 0) e_w();p0=0xff;p2=0xff; while (sn_k = 0) s_n();p2=0xff;p0=0xff; if (ew) p0=tablenum1+; if(num1=6) num1=0;p0=0xff; t_ew+; if (t_ew = 4) e_w();

15、if (t_ew = 5) e_w(); ew_y = 0; if (t_ew =6) /時(shí)間比要求的大一些，便于觀察比較 t_ew = 0; ew = 0; s_n(); else p2=tablenum2+; if(num2=5) num2=0;p2=0xff; t_sn+; if (t_sn = 3) s_n(); /時(shí)間 if (t_sn = 4) s_n(); sn_y = 0; if (t_sn = 5) /b道放行4分鐘（調(diào)試時(shí)改為4秒鐘） t_sn = 0; ew = 1; e_w(); 4、 整體電路圖：5、 設(shè)計(jì)總結(jié)： 本次設(shè)計(jì)提供了一個(gè)檢驗(yàn)我們所學(xué)知識的機(jī)會，更全面地，綜

16、合性運(yùn)用各種知識的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，為我們接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。從到圖書館和網(wǎng)上查找資料到對電路的設(shè)計(jì)對電路的調(diào)試再到最后電路的成型，使我對所學(xué)知識的結(jié)構(gòu)體系有了一個(gè)更加深刻的認(rèn)識和直接的感覺，同時(shí)也增加了對于專業(yè)知識的運(yùn)用掌握能力，對自己以后的工作和學(xué)習(xí)都是一份不可多得的經(jīng)歷。 在設(shè)計(jì)的過程中自己發(fā)現(xiàn)了所學(xué)的單片機(jī)的知識掌握的不牢， 對于一些細(xì)節(jié)把握的不夠精準(zhǔn)。對于一些器件的實(shí)際運(yùn)用不是很熟悉。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中，遇到很多事前沒想到的問題，例如開關(guān)的使用和線路的布局真自己開始做才發(fā)現(xiàn)沒有自己想象的那么簡單，有了一定的思路，結(jié)合在一起的時(shí)候，也不是那么的容易。仿真的時(shí)候由于對軟件的不熟悉，以至于花費(fèi)了很多時(shí)間在元器件的尋找上。能夠根據(jù)資料自己設(shè)計(jì)電路圖，不僅是對自己知識的一次檢測更是對自己綜合能力的一次檢驗(yàn)。同時(shí)在編寫程序的時(shí)候，更是對自己所學(xué)知識的檢測，如定時(shí)器的使用、中斷的使用，同時(shí)也加深了自己對一些程序的理解和實(shí)際運(yùn)用過程，這也是單片機(jī)學(xué)習(xí)中最重要的部分。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，使自己在知識