单片机课程设计之交通灯.doc
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单片机控制的交通灯模拟系统设计是一门实践性强、技术含量高的课程设计,它涉及到电子技术、微控制器原理和应用、嵌入式系统等多个领域。在这个设计中,使用了AT89C51单片机作为核心处理器,通过硬件和软件的配合,实现了交通灯的智能控制。 设计的核心目标是构建一个模拟的十字路口交通灯系统,能够模拟真实交通环境中主干道和支干道的交替通行,并具备黄灯闪烁、紧急车辆优先通行等功能。具体来说,系统需要具备以下几点功能: 1. 南北方向(主干道)和东西方向(支干道)车道的车辆交替运行,主干道通行时间为60秒,支干道为30秒,且这些时间可以进行设置修改。 2. 在红绿灯转换时,绿灯转为红灯前需黄灯亮3秒作为过渡。 3. 黄灯亮起时,每秒闪烁一次,提醒驾驶员即将变换灯色。 4. 每个方向的红、黄、绿灯亮起时,同时在LED显示器上显示相应时间,以便驾驶员了解当前通行时间。 5. 当有紧急车辆需要通过时,系统能临时禁止普通车辆通行,此时A、B道均为红灯,紧急车辆通过的请求通过K2开关模拟。 硬件设计部分,系统主要由单片机系统、键盘、LED显示和交通灯演示系统组成。其中: - 显示部分采用了LED显示,通过P0口输出,显示通行时间并进行递减,以模拟交通灯状态。 - 时钟部分电路设计用于提供精确的定时计数,确保通行时间的准确。 - 复位部分电路设计采用加电直接复位,简化了系统结构,节省了元件。 软件设计方面,主要包含了应用系统软件设计、主程序模块、功能实现模块和延时程序模块等。应用系统软件设计需满足上述功能要求,主程序模块负责整个系统的初始化和协调各个功能模块的工作,功能实现模块则包含了各种特定功能的编程,比如时间计数、灯色切换和中断处理。延时程序模块则用于实现特定时间段的等待,如黄灯的闪烁和转换间隔。 通过绘制中断程序和主程序的流程图,可以清晰地规划程序的执行逻辑。在模拟系统中进行仿真调试,以验证设计是否符合预期,确保交通灯的指示功能准确无误。 这个课程设计不仅锻炼了学生的实践操作能力,也强化了他们对单片机原理、中断机制、定时器/计数器应用以及嵌入式系统开发的理解。同时,通过对交通规则的模拟,也能培养学生的安全意识和工程伦理观念。
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