基于c語言單片機十字交通燈課程設計

1、課程設計報告課程名稱：單片機課程設計報告題目：十字路口交通燈控制學生姓名：所在學院：專業(yè)班級：學生學號：指導教師：2013年12月25 日課程設計任務書報告題目十字路口交通燈控制完成時間12.15-12.29學生姓名專業(yè)班級指導教師職稱講師總體設計要求和技術(shù)要點設計一個十字路口交通燈控制器，要求如下：1 用單片機控制LED燈模擬指示。2 模擬東西方向的十字路口交通信號控制情況。東西向通行時間為80s，南北向通行時間為60s，緩沖時間為3s。工作內(nèi)容及時間進度安排第17周：周1-周3 ：立題、論證方案設計周4-周5 ：預答辯第18周：周1-周3 ：仿真實驗7周4-周5 ：驗收答辯課程設計成果1與

2、設計內(nèi)容對應的軟件程序2課程設計總結(jié)報告摘要交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖。它主要由控制器、定時器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該 系統(tǒng)中定時器和控制器的標準時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時器和譯碼器的工作。本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展性強。本設計就是采用單片機模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計時時間。本設計系統(tǒng)由單片機I/O口擴展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數(shù)碼顯示系統(tǒng)、復位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計時

3、等功能，較好的模擬實現(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。 軟件上采用C51編程，主要編寫了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時程序等。經(jīng)過整機調(diào)試，實現(xiàn)了對十字路口交通燈的模擬。關(guān)鍵詞：單片機AT89C51；運算器；控制器；譯碼器目錄一、概述1二、設計要求與原理器件介紹12.1、設計要求12.2、工作原理12.3、電路分析2三、器件選擇23.1、單片機選擇2 3.2、編碼器選擇3四、程序設計及總原理圖44.1、程序設計44.2、總原理圖6五、結(jié)論與心得6六、參考文獻7一、概述隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機控制和電子技術(shù)以及大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使得現(xiàn)代電子設備得到廣泛的應用。其中，單片機作

4、為微型計算機的一個重要的分支，受到人們的重視和關(guān)注，發(fā)展快速。由于單片機具有抗干擾能力強，可靠性高，靈活性好，環(huán)境要求不高，價格低廉，開發(fā)容易等特點，它已經(jīng)廣泛地應用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、家用電器、電力電子等各個方面。當然，在十字路口交通燈的控制系統(tǒng)中，也應用的非常的廣泛。十字路口交通燈控制系統(tǒng)指揮著人和車的安全運行，是解決城市交通問題的重要手段和有效途徑，這樣減少了交通事故，提高了道路的安全度?，F(xiàn)在用單片機設計一個十字路口交通燈的控制系統(tǒng)。 由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展從而導致了汽車數(shù)量的猛增，大中型城市的城市交通，正面臨著嚴峻的考驗，從而導致交通問題日益嚴重，其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻發(fā)，

5、對人類生命安全造成極大威脅；交通擁堵嚴重，導致出行時間增加，能源消耗加大；空氣污染和噪聲污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成為人們司空見慣而又不得不忍受的問題，在這種背景下，結(jié)合我國城市道路交通的實際情況，開發(fā)出真正適合我們自身特點的智能信號燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當前的主要任務。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機技術(shù)對交通燈進行智能化管理，已成為目前廣泛采用的方法。二、設計要求與原理器件介紹2.1、設計要求設計一個十字路口交通燈控制器。用單片機控制LED燈模擬指示。模擬東西方向的十字路口交通信號控制情況。東西向通行時間為80s，南北向通行時間為60s，緩沖時間為3s。2.2、工作原理本設計為典型的LE

6、D顯示和中斷定時電路。利用定時器T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對兩個方向分別顯示紅、綠、黃燈，以及相應的剩余時間即可。值得注意的是，需要意識到，A方向紅燈時間=B方向綠燈時間+黃燈緩沖時間這一常識2.2、電路分析假設一個十字路口的南北方向為A,東西方向為B。分為以下幾個狀態(tài)：狀態(tài)1：南北紅燈，東西綠燈通車。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)2：東西綠燈滅，黃燈閃爍幾次，南北仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3：南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)4：南北綠燈滅，閃幾次黃燈，東西仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。 三、器件選擇3.1、單片機選擇一、AT89C51芯片，它是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓

7、、高性能CMOS 8位微處理器 ，該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容 。單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。在MCS-51系列單片機中，有兩個子系列：51子系列和52子系列。每個子系列有諾干中型號。51系列有8051、8751和8031三個型號，后來經(jīng)過改進產(chǎn)生了80c51、87c51、80c31三個型號；52系列有5021、8752、8032三個型號，改進后的型號是80c52/87c52、80c32。改進后的型號更加省電。52系列比對

8、應的51系列增加了定時器T2并將內(nèi)部程序存貯器增加到8KB。Inter公司停止生產(chǎn)MCS-51系列單片機之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與Mcs-51兼容的單片機。我們現(xiàn)在使用比較的多的是AT89C51/AT89s51等。改它的引腳分配圖如下圖1所示： 圖-1 AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RA

9、M，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 這里將用P1口作為車道交通燈控制輸出口，分別對應南北方向上的綠黃紅燈和東西方向上的紅黃綠燈。3.2、編碼器選擇 二、MAX7219/MAX7221同樣允許用戶對每一個數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個設備包含一個150A的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，還有一個讓所有LED發(fā)光的檢測模式。這里選用MAX7219芯片。 MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動器，如圖2所示： 圖-2 四、

10、程序設計及總理圖4.1、 程序設計#include <reg52.h>#define uchar unsigned charvoid diyi();uchar t;void main()diyi();while(1);void diyi() P2=0xbf;P0=0xbf; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1;void exer1() interrupt 1 uchar t1; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;

11、 t1+; if(t1=20) t1=0; t+; if(t=3) P2=0x9f; P0=0x0f; if(t=63) P2=0x9f; P0=0xff; if(t=66) P2=0x9f; P0=0xf0; if(t=146) P2=0x9f; P0=0xff; t=0; 4.2、總原理圖 五、結(jié)論心得在維持半個月的課程設計里，讓我明白了理論與實踐的真正區(qū)別，即使理論正確無誤，但在實踐過程中也許不能達到預期的效果。所以，通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實

12、際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。此次課程設計，學到了很多課內(nèi)學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機應變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項目。 通過這次交通燈的課程設計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實問題的能力。使我在單片機的基本原理、單片機應用學習過程中，以及在常用編程設計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應用型人才打下良好的基礎。綜合課程設計讓我把以前學習到的知識得到鞏固和進一步的提高認識，對已有知識有了更深層次的理解和認識。在此，由于自身能力有限，在課程設計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學交流得到解決。 還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對于我們學以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠為我們以后的工作于學習打下