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基于单片机交通灯控制器--毕业(设计)论文论文.doc
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基于单片机交通灯控制器--毕业(设计)论文论文.doc
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四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)基于单片机交通灯控制器
- I -
基于单片机交通灯控制器
目 录
摘 要.......................................................................................................................................................1
第一章 概述............................................................................................................................................2
1.1 设计思想 ..................................................................................................................................2
1.2 交通灯设计方案选择与论证..............................................................................................2
1.3 设计要求及目的.....................................................................................................................3
1.3.1 基本要求......................................................................................................................3
1.3.2 提高要求......................................................................................................................3
1.3.3 设计目的......................................................................................................................3
1.4 交通灯控制系统简要说明 ..................................................................................................4
第二章 系统总体方案及硬件设计 ..................................................................................................5
2.1 主控芯片 AT89C51 单片机 ................................................................................................5
2. 2 两位八段式数码管...............................................................................................................7
2.3 复位和时钟电路.....................................................................................................................9
2.4 其它元件的说明...................................................................................................................10
2.5 总电路的设计 .......................................................................................................................10
2.5.1 系统电路原理图 ......................................................................................................10
2.5.2 总体电路的工作原理.............................................................................................10
2.5.3 各端口控制作用 .......................................................................................................11
第三章 软件设计 ................................................................................................................................13
3.1 交通灯状态的分析 ..............................................................................................................13
3.2 主程序流程图 .......................................................................................................................13
3.3 中断程序流程图...................................................................................................................16
第四章 Proteus 软件仿真 ...............................................................................................................17
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)基于单片机交通灯控制器
- II -
4.1 仿真过程 ................................................................................................................................17
4.2 检测与调试............................................................................................................................18
总 结 .......................................................................................................................................................20
参考文献 ................................................................................................................................................21
致 谢.....................................................................................................................................................22
附录 1:源程序代码...........................................................................................................................23
附录 2:元器件明细表 ......................................................................................................................28
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)基于单片机交通灯控制器
第 1 页
摘 要
本设计是交通信号灯控制系统,随着社会的不断的进步,社会的不断发展。交通
也日渐复杂,交通的自动化也不断更新,交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不
够的,这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。从而使交通指
挥系统更加有秩序,更加安全。至此本人设计了交通信号灯控制系统,来指挥十字路
口车辆的停通,使红绿灯指挥系统实现自动化,无人化。
该交通灯控制系统控制的是东西和南北两个方向上的车辆通行,系统共采用 6 个
发光二极管来模拟各路交通信号灯,4 个 LED 七段数码管以倒计时的方式显示各个
方向上允许通行或禁止通行的信号灯剩余的时间。停 35S,准备 5S,之后通行 30S,
并在东 西和南北两 个方向上这 两种状态 不断循环。 此系统核 心元件为单 片机
AT89C51,单片机)的低电压,高性能 CMOS8 位微处理器,俗称单片机。该器件采
用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出
管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的
AT89C51 是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉
的方案。对其编写相关程序来控制交通信号灯和数码管的时间显示,并采用外部中断
来控制紧急情况。
关键词 AT89C51 芯片;数码管;交通灯
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)
第 2 页
第一章 概 述
1.1 设计思想
由表(1),可以看出一个大周期的时间为两个红灯的时间,在程序中设一个计
数器,当从 0 计至两个红灯时间时,为一个周期,对其清零,从新下一个周期。从
图上也可以看出,在一个周期内,有四个特殊时间点,这四个特殊时间点是需要换
向的,当计数器里的数和四个特殊点相同时,说明至少有一路信号被减到 0,需要
重新对数据区送数,而且还要把红绿灯的状态换一下。 正常工作时(既没有键按
下时),整个主程序只有显示子程序。其它全放在中断中做。用 T0 作为秒信号发生
器,当一秒时,计数器加一,然后比较计数器是否和四个特殊点的时间值相同,不
相同各数据区的数减一,相同进行相应处理。其中,紧急状态用了 INT0 中断,当
INT0 为低电平时,程序进入紧急状态。
在处理按键时,因为按键的一次动作不仅包含按下,还包含弹开,所以在处理
按键,我不仅考虑按下,还考虑弹开,当可靠按下,一边调显示子程序,一边等待
键松开,当可靠松开后,才退出子程序。这样每按下一次键只会有一次动作,而且
就是键被按下不松开,也不会也现,数码管没有显示的现象。
1.2 交通灯设计方案选择与论证
交通灯控制系统,可由多种电路来构成,我们这里提供三种方案供选择:
方案一:由普通的数字电路集成芯片组成
这种方案的特点是:硬件设计思路简单,但用元器件多,电路比较复杂,焊接
调试容易出错,而且不利于智能控制,调时电路复杂。
方案二:用 VHDL 语言编程控制
这种方案的特点是:硬件设计简单,电路结构清晰,电路比较复杂 ,VHDL
语言编程控制硬件,可方便的进行仿真,调试。
方案三:单片机控制
采用单片机控制,可提高电路的可靠性与稳定性,硬件电路比较简单,主要用
软件来控制,控制方式灵活多样,能满足不同情况的控制,可利用中断等方式通过
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)
第 3 页
程序来方便的实现调时(如图 1-1 所示)。
图 1-1 整机电路设计方案图
综合以上三种方案的特点,结合我们自身的知识结构,我们采用方案三,选择常
用的 51 系列单片机构成。
1.3 设计要求及目的
1.3.1 基本要求
1.采用AT89C51单片机控制交通信号灯;
2.以南北方向的交通灯为例,结合实际情况,控制红、黄、绿交通灯的亮和灭;
3.红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节。
1.3.2 提高要求
1.采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时间;
2.可由拨盘开关强制设置为东西红,南北绿//东西绿,南北红//东西南北都为红;
3.控制东西方向和南北方向的红、黄、绿交通灯的亮和灭;
4.控制系统的原理图和接线图采用 PROTEL 等专用绘图软件绘制。
1.3.3 设计目的
在该设计中通过学生自主地设计和调试某一简单实际系统,综合应用单片机原
理、微机原理、微机接口技术等课程方面的知识,熟练掌握单片机仿真系统的使用
方法,达到提高综合应用相关知识的能力,掌握单片机系统设计全部设计过程的目
的。
1.4 交通灯控制系统简要说明
此系统核心元件为单片机 AT89C51,对其编写相关程序来控制交通信号灯和
数码管的时间显示,并采用外部中断来控制紧急情况。系统共采用 6 个发光二极管
89c51
倒计时显示电路
控制电路
复位电路
时钟电路
交通灯信号显示电路
器
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