单片机课程设计-基于单片机的交通灯控制系统设计.doc.docx

### 单片机课程设计-基于单片机的交通灯控制系统设计 #### 一、硬件设计方案 本设计采用单片机为核心，构建了一个完整的交通灯控制系统。系统主要包括以下几个部分： 1. **中央处理单元（CPU）**：选择STC89C52RC作为主控芯片，负责整体系统的逻辑控制和数据处理。 2. **红、绿、黄灯显示部分**：采用LED灯作为显示元件，通过单片机P1口的不同输出状态来控制红、绿、黄三种颜色的LED灯的亮灭。 3. **时间显示部分**：使用四位数码管显示时间，通过串行方式连接74ls164芯片，实现对数码管的驱动，显示交通灯的剩余时间。 4. **按键部分**：包括三个按键，用于设置绿灯、黄灯的时间长度，以及确认设置的功能。 5. **复位与时钟部分**：确保系统能够正常启动和复位。 #### 二、主要电路原理分析和说明 1. **红、绿、黄灯显示电路** - 使用单片机P1口的六个引脚（P1.0~P1.5）分别连接红、绿、黄三种颜色的LED灯，通过不同的输出信号控制这些LED灯的亮灭。 - 当某个引脚输出低电平时，与其相连的LED灯会被点亮；反之，则熄灭。 2. **时间显示电路** - 采用四片74ls164串行输入并行输出芯片，通过单片机的RXD引脚接收信号，TXD引脚作为同步信号。 - 连接四个共阳极7段数码管，每个数码管通过74ls164驱动，显示剩余时间。 - 通过编程控制74ls164的输出，从而实现在四个数码管上显示相应的时间信息。 3. **按键电路** - 采用独立按键方式，使用三个按键S1、S2、S3，分别用于确认、设置绿灯时间和设置黄灯时间。 - 按键通过上拉电阻连接到单片机的I/O口，当按键被按下时，相应的I/O口会检测到低电平信号，从而识别按键动作。 4. **时钟及复位电路** - 为单片机提供稳定的时钟信号，通常使用晶体振荡器配合电容组成振荡电路。 - 复位电路则是在系统需要重启或遇到故障时，通过外部复位引脚RESET控制单片机进入复位状态，保证系统的正常运行。 #### 三、软件设计流程及描述 1. **程序流程图** - 开始程序初始化，包括设置各引脚功能、配置定时器等。 - 进入主循环，检测按键状态，根据按键执行相应的功能。 - 控制红、绿、黄灯的状态切换，同时更新数码管显示的时间。 - 结束。 2. **调试** - **硬件调试**：检查所有硬件连接是否正确，包括电源电压、信号线的连接等。 - **软件调试**：通过模拟测试和实际测试相结合的方式，确保软件逻辑正确无误。 #### 四、总结 本设计充分利用了单片机的特点，通过合理的硬件设计和软件编程实现了交通灯控制系统的功能需求。该系统具有较强的实用性、扩展性和操作简便性，不仅可以应用于教学实验，还能在实际交通管理中发挥重要作用。通过对单片机的深入理解和实践操作，不仅提高了学生的技术水平，也为将来可能面临的相关项目提供了宝贵的实践经验。