51单片机红绿灯课程设计.doc

1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案： 方案一：采用独立的稳 压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟 电路可供选用；缺点是各模块都采用 独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺 点是输出功率不高。 综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案： 方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。 方案 二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉 字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案： 方案一：采用 8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/ O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二： 直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的 计数器及RAM已经够用。 综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行， 持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。 说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状 态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC- 51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。 实现以下功能： ¬ 初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西路口车通行，时隔24s，黄灯闪烁6次。之后，南 北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔24s，南北黄灯闪烁6次，然后又切换成东 西方向通车，如此重复。 ¬ 当发生交通意外(中断产生)时，全部亮红灯，进行交通事故的处理。当事故处理完毕 （再次按中断键），重新按上述方式工作。 ¬ 当南北路口的流量大时，可以增加南北路口亮绿灯的时间，当东西路口的流量大时， 可以增加东西路口亮绿灯的时间，结束后调回正常状态。 下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下 东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管2个，在任一个路口，遇红灯禁止通行， 转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表1所示。说明 ：0表示灭，1表示亮。 3.3单片机智能交通灯控制系统的基本构成及原理 单片机设计智能交通灯控制系统，可用单片机直接控制交通信号灯的状态变化，实现倒 计时、紧急情况处理与时间调整等功能。 据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入， 信号灯状态模块、LED倒计时模块接受输出。系统的总体框图如上所示。 单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒 计时输入到LED数码管上实时显示。在此过程中随时通过键盘调用急停按键和时间调节中 断。 交通灯系统硬件设计 此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以 外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口的灯，共12个LED灯。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 页 5 第二章 交通灯系统硬件设计 此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以 外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口的灯，共12个LED灯。 2.1 系统框架图 电路板一块，AT89S51单片机一片，八段LED数码管四个。发光二极管12个（4个绿的，4 个红，4个黄的），8个电阻，2个电容，1个晶振，1个电解电容，1个按键开关。（系统 结构框图：图2.1） 2.3.1 MSC-51芯片简介 MCS-51单片机内部结构 8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。 8051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， 现在我们分别加以说明： ·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。 ·数据存储器(RAM) 8051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