交通信号灯单片机设计.pdf

"交通信号灯单片机设计.pdf" 本资源主要介绍交通信号灯单片机设计的设计目的、设计要求、总体设计、交通钟设计流程图和各部分电路设计等方面的知识点。 一、设计目的： 1. 了解交通信号钟管理的基本工作原理。 2. 熟悉 AT89S51 单片机的各种工作方式和应用。 3. 熟悉应用编程，掌握利用软硬件相结合的方法。 4. 掌握多位 LED 显示问题的解决及显示方法。 5. 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。 6. 通过单片机课程设计，熟练掌握编程的方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。 7. 通过交通信号钟的设计和简单程序的编写，提高我们的逻辑抽象能力。 8. 通过此次课程设计掌握仿真软件的应用，能将软硬件结合起来，对程序进行编辑和校验。 二、设计要求： 1. 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间为 25 秒。 2. 要求黄灯先亮 5 秒，才能变换运行车道。 3. 黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 4. 根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图和波形图。 三、总体设计： 1. AT89S51 单片机的简介 AT89S51 单片机是 MCS-51 系列单片机的典型产品，我们就这一代表性的机型进行系统的讲解。89S51 单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。 2. 中央处理器 中央处理器（CPU）是整个单片机的核心部件，是 8 位数据宽度的处理器，能处理 8 位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 3. 数据存储器 RAM 89S51 内部有 128 个 8 位用户数据存储单元和 128 个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的 RAM 只有 128 个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 4. 程序存储器（ROM） 89S51 共有 4KB 掩膜 ROM，最大可扩展 64K 字节，用于存放用户程序，原始数据或表格。 5. 定时/计数器 89S51 有两个 16 位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 6. 并行输入输出（I/O）口 89S51 共有 4 组 8 位 I/O 口（P0、P1、P2 或 P3），用于对外部数据的传输。 7. 中断系统 89S51 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有 2 级的优先级别选择。 四、交通钟设计流程图 交通钟设计流程图如上所示，开始南北绿灯，东西红灯延时 25 秒南北绿灯闪 5 次转黄灯，东西红灯，延时一秒南北红灯，东西绿灯延时 25 秒东西绿灯闪 5 次转黄灯，南北红灯，延时一秒结束。 五、各部分电路设计 1. 时钟电路设计 时钟电路设计如上图所示，采用内部时钟产生方式，在 XTAL1 和 XTAL2 两端跨接晶体或陶瓷振荡器，与内部反相器构成稳定的自击震荡。其发出的时钟脉冲直接送入片内定时控制部件。 2. 复位电路设计 复位电路设计如上图所示，采用上电+按钮电平复位方式，当按下按钮时，RST 管脚高电平触发。为保证复位可靠，RC 时间常数应大于两个机器周期，电容取 22uf，电阻取 1K 欧。 3. 灯控制电路设计 灯控制电路设计如上图所示，交通灯状态显示电路由东西南北四个方向各三个 LED 灯组成，分别显示四个方向上红、黄、绿三个状态，用以指示十字路口各方向车辆的行驶。通过软件编程，可使路口交通变化情况为：南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间为 25 秒。