单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计
单片机交通灯课程设计

单片机原理及应用课程设计报告

系别:物理系

专业:电子信息工程

指导教师:

班级:1504

学号:

姓名:

2018.5

课程设计任务书

目录

一、绪言 (1)

二、方案比较与论证 (1)

2.1 系统整体流程图 (1)

2.2 单片机的选择方案论证 (1)

2.3 89C51单片机引脚功能说明 (2)

2.4单片机最小系统 (5)

三、硬件电路设计 (6)

3.1 交通灯控制系统电路图 (6)

3.2 晶振电路的设计 (7)

3.3 LED灯电路的设计 (7)

3.4 主要元器件选择 (8)

四、程序设计 (8)

五、交通灯控制系统仿真 (10)

六、结束语 (11)

七、参考文献 (11)

一、绪言

近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,正在不断的应用到实际生活中,并且根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。

十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。

二、方案比较与论证

2.1 系统整体流程图

2.2 单片机的选择方案论证

方案一:采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现

各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能,对数据的处理速度的要求也不是非常高,且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案

方案二:采用Atmel公司的单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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 和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51单片机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。

综合考虑,选择方案二,采用Atmel公司的AT89C51单片机作为控制器。

2.3 89C51单片机引脚功能说明

VCC:供电电压。

GND:接地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL 门电流。当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须接上拉电阻。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:

口管脚备选功能

P3.0 RXD(串行输入口)

P3.1 TXD(串行输出口)

P3.2 /INT0(外部中断0)

P3.3 /INT1(外部中断1)

P3.4 T0(计时器0外部输入)

P3.5 T1(计时器1外部输入)

P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)

P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2:来自反向振荡器的输出。

2.4单片机最小系统

晶振电路

图7. 时钟电路

XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端,XTAL2则是输出端,使用外部振荡器时,外部振荡信号应直接加到XTAL1,而XTAL2悬空。内部方式时,时钟发生器对振荡脉冲二分频,如晶振为12MHz,时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF

左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此,此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz,电容应尽可能的选择陶瓷电容,电容值约为22μF。在焊接刷电路板时,晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近,以减少寄生电容,更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。

三、硬件电路设计

3.1 交通灯控制系统电路图

3.2 晶振电路的设计

3.3 LED灯电路的设计

3.4 主要元器件选择

主要元器件选用型号和数量如表1所示:

四、程序设计

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit RED_A=P0^0;

sbit YELLOW_A=P0^1;

sbit GREEN_A=P0^2;

sbit RED_B=P0^3;

sbit YELLOW_B=P0^4;

sbit GREEN_B=P0^5;

uchar Flash_Count = 0;

Operation_Type = 1;

void DelayMS(uint x)

{

uchar t;

while(x--)

{

for(t=120;t>0;t--);

}

}

void Traffic_lignt()

{

switch(Operation_Type)

{

case 1:

RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN_A=0; RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1; DelayMS(2000);

Operation_Type = 2;

break;

case 2:

DelayMS(200);

YELLOW_A=~YELLOW_A;

if(++Flash_Count !=10)

return;

Flash_Count=0;

Operation_Type = 3;

break;

case 3:

RED_A=0;YELLOW_A=1;GREEN_A=1; RED_B=1;YELLOW_B=1;GREEN_B=0; DelayMS(2000);

Operation_Type = 4;

break;

case 4:

DelayMS(200);

YELLOW_B=~YELLOW_B;

if(++Flash_Count !=10)

return;

Flash_Count=0;

Operation_Type = 1;

break;

}

}

void main()

{

while(1)

{

Traffic_lignt();

}

}

五、交通灯控制系统仿真

六、结束语

通过本次试验我复习了单片机程序的编写,电路的连接以及程序的调试仿真,更加深刻的感受到了单片机的强大功能,通过实验也加强了动手操作的能力,以后我会更加努力的把本专业知识学好学精,争取为国家做到属于自己应做的奉献。

七、参考文献

[1] 李全利主编《单片机原理及接口技术》第二版

[2]郭天祥主编《新概念C51单片机C语言教程》

[3] 百度文献《交通灯控制原理图》

[4] 百度文献《AT89C51单片机引脚功能说明》

PLC交通灯课程设计

目录 第一章摘要............................................................................ - 2 - 第二章简述PLC ......................................................................... - 3 - 2.1 PLC简介.............................................................................. - 3 - 2.2 PLC工作原理 ...................................................................... - 4 - 2.3 PLC主要功能 ...................................................................... - 6 - 第三章PLC的交通信号灯系统设计.......................................... - 7 - 3.2 流程图如下:.................................................................... - 8 - 3.3程序梯形图设计: ............................................................. - 9 - 第四章总结.............................................................................. - 12 - 4.1程序调试........................................................................... - 12 - 4.2 收获和体会...................................................................... - 12 -

微机原理课程设计报告交通灯

WORD格式微机原理课程设计 设计题目交通灯的设计 实验课程名称微机原理 姓名王培培 学号080309069 专业09自动化班级2 指导教师张朝龙 开课学期2011至2012学年上学期

一、实验设计方案 实验名称:交通灯的设计实验时间:2011/12/23 小组合作:是□否?小组成员:无 1、实验目的: 分析实际的十字路口交通灯的亮灭过程,用实验箱上的8255实现交通灯的控制。(红,黄,绿三色灯) 2、实验设备及材料: 微机原理和接口技术实验室的实验箱和电脑设备等。 3、理论依据: 此设计是通过并行接口芯片8255A和8086计算机的硬件连接,以及通过8253延时的方法,来实现十字路口交通灯的模拟控制。 如硬件连接图所示(在后),红灯(RLED),黄灯(YLEDD)和绿灯(GLED)分别接在8255 的A,B,C口的低四位端口,PA0,PA1,PA2,PA3分别接1,2,3,4(南东北西)路口的红灯,B,C口类推。8086工作在最小模式,低八位端口AD0~AD7接到8255和8253的D0~D7,AD8~AD15通过地址锁存器8282,接到三八译码器,译码后分别连到8255和8253的CS片选端。8253的 三个门控端接+5V,CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲,OUT0接到CLOCK1和CLOCK,2 OUT1接到8086的AD18,8086通过检测此端口是否有高电平来判断是否30s定时到。OUT2产生 1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁。8255三个口全部工作在方式0既基本 输入输出方式,红绿灯的转换由软件编程实现。

4、实验方法步骤及注意事项: ○1设计思路 红,黄,绿灯可分别接在8255的A口,B口和C口上,灯的亮灭可直接由8086输出0,1 控制。 设8253各口地址分别为:设8253基地址即通道0地址为04A0H,通道1为04A2H,通道2 为04A4H,命令控制口为04A6H。 黄灯闪烁的频率为1HZ,所以想到由8253产生一个1HZ的方波,8255控制或门打开的时 间,在或门打开的时间内,8253将方波信号输入或门使黄灯闪烁。 由于计数值最大为65535,1MHZ/65536的值远大于2HZ,所以采用两个计数器级联的方 式,8253通道0的clock0输入由分频器产生的1MHZ时钟脉冲,工作在方式3即方波发生器方 式,理论设计输出周期为0.01s的方波。1MHZ的时钟脉冲其重复周期为T=1/1MHZ=1s,因此 通道0的计数初值为10000=2710H。由此方波分别作为clock1和clock2的输入时钟脉冲,所以 通道1和通道2的输入时钟频率为100HZ,通道1作计数器工作在方式1,计数初值3000=BB8H 既30s,计数到则输出一个高电平到8255的PA7口,8255将A口数据输入到8086,8086检测 到高电平既完成30s定时。通道2工作在方式3需输出一个1HZ的方波,通过一个或门和8086 共同控制黄灯的闪烁,因此也是工作在方波发生器方式,其计数初值为100=64H,将黄灯的状态 反馈到8055的端口PB7和PC7,同样输入到8086,8086通过两次检测端口状态可知黄灯的状态 变化,计9次状态变化可完成5次闪烁。 三个通道的门控信号都未用,均接+5V即可。 ○ 2硬件原理及电路图 由于8255A与8086CPU是以低八位数据线相连接的,所以应该是8255A的A1、A 0 线分别与 8086CPU的A2、A线相连,而将8086的 1 A 0 线作为选通信号。如果是按8255A内部地址来看, 则在图中它的地址是PA口地址即(CS+000H),PB口地址为(CS+001H),PC口地址为(CS+002H),

微机原理课程设计——交通灯控制系统

南通大学电子信息学院 微机原理课程设计 报告书 课题名交通灯控制系统 班级 _______ 学号 __________ 姓名 ____ 指导教师 ______ 日期 _________

目录 1 设计目的 (1) 2 设计内容 (1) 3 设计要求 (1) 4 设计原理与硬件电路 (2) 5 程序流程图 (4) 6 程序代码 (4) 7 程序及硬件系统调试情况 (8) 8 设计总结与体会 (9) 9 参考文献 (9)

1 设计目的 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。交通灯能保证行人过马路的安全,控制交通状况等优点受到人们的欢迎,在很多场合得到了广泛的应用。 交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。红灯停,绿灯行的交通规则。广泛用于十字路口,车站, 码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品,由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化,远远超过老式交通灯, 交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了交通灯的功能。诸如闪烁警示、鸣笛警示,时间程序自动控制、倒计时显示,所有这些,都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节,比如对闯红灯的车辆进行拍照。当某方向红灯亮时,此时相应的传感器开始工作,当有车辆通过时,照相机就把车辆拍下。 要将交通灯系统产品化,应该根据客户不同的需求进行不同的设计,应该在程序中增加一些可以人为改变的参数,以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。因此,研究交通灯及扩大其应用,有着非常现实的意义。 2 设计内容 交通灯控制系统 利用8253定时器、8255等接口,设计一电路,模拟十字路口交通灯控制。要求能实现自动控制和手动应急控制。 3 设计要求 在Proteus环境下,结合课程设计题目,设计硬件原理图,搭建硬件电路 软件设计

基于单片机交通灯课程设计报告书

三峡职业学院 课程设计 课题名称交通灯控制系统设计 交通灯控制系统设计 摘要:本系统由单片机最小系统、按键(开关)、LED 显示等等组成交通灯演示系统。系统用红、黄、绿三个发光二极管模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯的功能。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时(15秒)、时间设置、紧急情况(按键模拟传感器)处理等功能。 关键词:AT89C51,交通规则 引言:随着日新月异的电子变革,电子产品发生了突飞猛进的巨变,而在其中AT89C51扮演着一个重要的角色,AT89C51单片机具有广泛性、工具性、基础性的几个特点。单片机应成为中等技术人员的重要技术知识层面。近年来,我国工程技术队伍的梯队建设有了很大的进展。各类高职、高专如雨后春笋,涉电专业普遍开设单片机类课程。直观性表现在尽可能让我们在学习基本原理时能直观地看到相关实物及实物表演,使基本原理能实现形象化的表达;实践性表现在我们要通过许多实际操作来理解与掌握单片机的本质与技能;综合性表现在最终能使我们达到运用知识与技能来完成一个应用系统开发的全过程,有助于大学生动手能力的培养和提高,课程设计就是一门应用性很强的课程。如何让我们在学好基础知识的同时,迅速掌握设计应用技术,其中,实验与课程设计环节起着非常重要的作用。对我们学习和掌握单片机设计技术起到积极的作用。 一、方案比较、设计与论证

(1) 电源提供方案 为使模块稳定工作,须有可靠电源。我们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,会使系统线路变复杂,且可能影响系统各模块的电路电平。 方案二:采用干电池提供电源。该方案的优点是系统简明扼要,线路易于梳理,节约成本;缺点是输出功率不高。 综上所述,我们选择第二种方案。 (2) 显示界面方案: 该系统要求完成数码管倒计时(15s)、状态灯发光二极管(红、黄、绿)的显示功能。基于上述原因,我们考虑了二种方案: 方案一:东西南北四个方向分别采用两位数码管显示倒计时。这种方案只显示有限的符号和数码字苻,并且制作PCB图时有许多的线相交,线路十分的复杂,不易制作原理图与PCB图,无法胜任题目要求。 方案二:东西南北四面各自采用红、黄、绿三个发光二极管显示,采用一个两位数码管显示倒计时,主要优点是易于调整元件在硬制板上摆放的位置,同时也易于PCB图的制作。 综上所述,我们选择方案二。 (3) 输入方案: 题目要求系统能即时的处理外部紧急情况产生的中断,我们讨论了两种方案: 方案一:采用矩阵键盘。该方案的优点是: 可提供较多I/O 口,实现更多的外部中断。直接站单片机的接口少的特点,但操作起来稍显复杂,而且编程也趋于复杂。 方案二:直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路。 由于该系统对于交通灯等发光二极管的控制,只用单片机本身的I/O 口就可实现,只要一个开关来模拟一个外部的紧急中断,且本身的计数器及RAM已经够用,故选择方案二。 (4) 系统方案: 本系统的硬件采用模块化设计,以单片机控制器为核心,与LED信号灯电路等组成单片机控制信号系统.

数电课程设计交通灯

数字电路课程设计报告书 系部名称:电子工程学院 学生姓名: 专业名称:微电子 班级: 实习时间: 题目:交通灯控制器

一实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件的原理及其应用,锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 2.深入了解交通灯的工作原理。 二实验要求 1)在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯,显示顺序为其中一个方向是绿灯,黄灯,红灯,另一方面是红灯,绿灯,黄灯。 2)设置一组数码管,以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间,其中一个方向上绿灯亮的时间为20秒,另一个方向上绿灯亮的时间是30秒,黄灯亮的时间都是5秒。 3)当任何一个方向出现特殊情况,按下手动开关,其中一个方向常通行,倒计时停止,当特殊情况结束后,按下自动控制开关,恢复正常状态。 三使用元件 器件型号数量器件型号数量 161 2 LED 6 08 2 电阻4.7K 1 04 3 电阻150K 1 00 1 电阻100欧姆 1 48 2 电容4.7uF 1 74 1 电容103 1 555 1 数码管 2 面包板 1 斜口钳 1 四总体方案的设计 1.分析系统的逻辑功能,画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器和秒

脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器,数码管和二极管的工作。 2.分析系统的状态变化,列出状态转换表: (1)主干道绿灯亮,支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行, 支干道禁止通行。 (2)主干道黄灯亮,支干道红灯亮。表示主干道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,支干道禁止通行。 (3)主干道红灯亮,支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行,支干道上的车辆允许通行。 主控部分 秒脉冲发生 器 交通灯 倒计时控制部分 数码管显示 反馈 控制

简易交通灯控制电路的设计课程设计

长安大学 电子技术课程设计 题目简易交通信号灯控制器 班级 姓名黄红涛指导教师温 凯歌 日期 前言 在现代城市中,人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯之后人们的安全出行有了很大的保障。 自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。 因此,在本次课题为简易交通灯的课程设计中,通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。

本设计分为两个部分:第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲信号发生装置;第二部分是有译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间显示装置。各部分采用分模块设计,正文中详细介绍了各模块的功能和原理。 为了完成本次设计,参阅了大量的资料,包括所用到的芯片的详细中英文资料。搜集和查阅资料是一个漫长但是非常重要的过程,获取各模块电路原理,然后经过讨论比较,结合课题要求,确定出一套最合适的方案。小组人员花费几天时间,通过图书馆和上网查阅资料,分别查阅到相应资料。经过商讨,结合现有资料,制定基本框架,并基本定出电路图。在MULTISIM软件里进行电路仿真,来验证电路的正确性。通过仿真来验证实验原理和电路的正确性。在整个过程中,充分发挥主观能动性,将平时所学的理论知识和实际相结合,往往理论可行的东西,实际并不一定能出现结果,这就是我们需要解决的问题,通过问老师或者查资料来分析解决问题。最后确定仿真没有错误后,汇总电路图。 本设计分为两大部分,交通信号灯以及译码显示电路(时间显示)部分由黄红涛同学和韩白雨同学负责主导设计;秒脉冲信号发生以及控制部分由任永刚同学负责,最后进过整合后得到完整系统。 由于缺少实践经验,并且知识有限,所以本次课程设计中难免存在缺点和错误,敬请老师批评指正。 黄红涛 2010年12月29日 目录 前言 (2)

单片机交通灯课程设计报告(含电路图,源程序)

1.引言................................................................. 错误!未定义书签。 2.总体设计方案 (2) 2.1. 设计思路 (2) 2.1.1.设计目的 (2) 2.1.2.设计任务和内容 (3) 2.1.3.方案比较、设计与论证 (3) 2.1.4.芯片简介 (6) 2.2. 设计方框图 (12) 3.设计原理分析 (13) 3.1. 交通灯显示时序的理论分析与计算 (13) 3.2. 交通灯显示时间的理论分析与计算 (15) 3.3. 电路模块 (16) 3.3.1.LED数码管显示模块 (16) 3.3.2.LED红绿灯显示模块 (19) 3.3.3.复位电路 (22) 3.3.4.晶振电路 (23) 4.结束语 (23)

6.附录 (24) 6.1. 附录1:程序清单 (24) 6.2. 附录2:电路设计总图 (32) 6.3附录3:实物图 ....................................... 错误!未定义书签。1.总体设计方案 1.1.设计思路 1.1.1.设计目的 (1)加强对单片机和汇编语言的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知 识。 (2)用单片机模拟实现具体应用,使个人设计能够真正使用。(3)把理论知识与实践相结合,充分发挥个人能力,并在实践中锻炼。 (4)提高利用已学知识分析和解决问题的能力。 (5)提高实践动手能力。

1.1. 2.设计任务和内容 1.1. 2.1.设计任务 单片机采用用AT89S52芯片,使用发光二极管(红,黄,绿)代表各个路口的交通灯,用8段数码管对转换时间进行倒时(东西路口15秒,南北路口25秒,黄灯时间5秒)。 1.1. 2.2.设计内容 (1)设计并绘制硬件电路图 (2)制作PCB并焊接好元器件 (3)编写程序并将调试好的程序固化到单片机中 1.1.3.方案比较、设计与论证 1.1.3.1.电源提供方案 为使模块稳定工作,须有可靠电源,采用单片机控制模块提供电源。此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,我们选择第二种方案。 1.1.3. 2.复位方案 复位方式有两种:按键复位与软件复位。由考虑到程序的简洁,避免冗长,本设计采用按键复位,在芯片的复位端口外接复位电路,通过按键对单片机输入一个高电平脉冲,达到复位的目的。

单片机交通灯课程设计

单片机原理及应用课程设计报告 系别:物理系 专业:电子信息工程 指导教师: 班级:1504 学号: 姓名: 2018.5

课程设计任务书 目录

一、绪言 (1) 二、方案比较与论证 (1) 2.1 系统整体流程图 (1) 2.2 单片机的选择方案论证 (1) 2.3 89C51单片机引脚功能说明 (2) 2.4单片机最小系统 (5) 三、硬件电路设计 (6) 3.1 交通灯控制系统电路图 (6) 3.2 晶振电路的设计 (7) 3.3 LED灯电路的设计 (7) 3.4 主要元器件选择 (8) 四、程序设计 (8) 五、交通灯控制系统仿真 (10) 六、结束语 (11) 七、参考文献 (11)

一、绪言 近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,正在不断的应用到实际生活中,并且根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。 十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。 二、方案比较与论证 2.1 系统整体流程图 2.2 单片机的选择方案论证 方案一:采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现

交通灯课程设计报告

摘要 在今天的交通情况下,很多路口都出现拥堵和秩序混乱的情况,由此可见交通灯在生活中的重要性。我们本次课程设计的题目是交通灯控制器设计,要求设计并制作主/支交通信号灯控制器。我们小组成员通过共同交流和努力,完成了仿真图的设计、电路板的焊接、原理图的绘制。在由主干道和支干道汇成的十字路口,主、支道分别装有红、绿、黄三色信号灯,并完成数码管的置数。 通过本次课设,我们小组成员对数字电路的知识有了更深刻地了解。明白了在课设的各个阶段,我们都必须对元器件的原理非常了解。

目录 1 设计容及要求 (1) 2 方案论证 (1) 3 单元设计电路 (2) 3.1 总原理 (2) 3.2 控制电路 (3) 3.3 时钟产生电路 (3) 3.4 显示电路 (4) 3.5 器件 (5) 3.5.1可预置的十进制同步计数器74LS160 (5) 3.5.2 3 线-8 线译码器74LS138 (5) 3.5.3双时钟方式的十进制可逆计数器74LS192 (bcd,二进制) (6) 3.5.4 七段码译码器CD4511 (6) 4 组装及调试 (7) 4.1 通电前检查 (7) 4.2 通电检查 (7) 4.2.1 555电路模块的检查 (7) 4.2.2 CD4511的检查 (7) 4.2.3 74LS192的检查 (8) 4.2.4 控制电路及相关门电路的检查 (8) 4.2.5 发光二极管的检查 (9) 4.3 结果分析 (9) 5 设计总结 (10) 5.1 体会 (10) 5.2 设计电路的特点和方案的优缺点 (11) 5.3 改进方法 (11) 参考文献、附录Ⅰ、附录Ⅱ............................................................................ 错误!未定义书签。

单片机课程设计——交通灯控制系统设计

本科课程设计报告 单片机课程设计报告交通灯控制系统设计

摘要 本设计是针对交通灯系统的设计,由单片机AT89C51(实物用AT89S52)、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中,构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列,是一组高性能兼容型单片机,AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机,40个引脚,片内含4KB Flash ROM和128B RAM,它是一个全双工的串行通行口,既可以用常规编程,又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示,对每一位数码分时轮流通电显示,复位电路采用上电+按钮电平复位,时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式,在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描,已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计,并将已编程的程序载入调试,可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时,A、B道轮流放行。A道放行 25秒,B道放行20秒。一道有车而另一道无车,交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B道均为红灯,紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1:源程序代码 (13) 附2:系统原理图 (20)

交通灯课程设计讲解

设计题目:基于单片机的模拟交通灯控制院系:电气工程系 专业:城轨电子1班 年级: 2012级 姓名:凌洁 指导教师:黎松奇 西南交通大学峨眉校区 年月日

课程设计任务书 专业城轨电子本姓名凌洁学号 20128085 开题日期:2014年 11 月 17 日完成日期: 2014年12月17日题目基于单片机的模拟交通灯控制 一、设计的目的 本次设计的智能交通灯系统采用Proteus设计与仿真,程序的编译与调试采用Keil C51来实现。单片机原理、模拟和数字电路等方面的知识,基于Protues软件设计出一台交通信号灯,模拟路口交通信号。 二、设计的内容及要求 要求用51单片机设计一个智能交通灯控制系统,使其能模仿城市十字路口交通灯的功能,并对满足特殊的控制要求。该系统的具体功能要求如下: 该控制系统能控制东西南北四个路口的红黄绿灯正常工作。东西和南北方向分时准行和禁行。 1)交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通,红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替; 2)用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间,东西或南北通行时间为25秒,红绿灯切换中间黄灯亮5秒。 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师 (签章) 年月日

目录 一、引言 (4) 二、设计方案与思路简述 (4) 1、内容简述: (4) 2、设计思路 (5) 三、单元电路设计 (7) 1.数码显示管与LED灯模块 (7) 2、 C51引脚图 (7) 3、时钟电路 (8) 4 、复位电路 (8) 四、总体设计 (9) 1. AT89C51芯片简介 (9) 2、原理框图: (12) 3、详细设计 (13) 4、软件框图 (20) 四、程序及注释 (21) 1、解释状态 (21) 2、附录清单 (22) 附录1:程序清单 (22) 五、调试运行 (27) 六、涉及资料及参考文献 (28) 七、心得体会 (28)

交通灯控制器课程设计报告

. 中南林业科技大学 课程设计报告 设计名称:交通灯控制器 姓名: 学号: 专业班级: 院(系): 一、课程设计题目:交通灯控制器

时间:2015年6月29日至7月13日 地点: 指导老师: 二、课程设计目的 交通灯控制信号的应用非常广泛。本电路设计一个交通灯控制器,需要达到的目的如下: 一个周期64秒,平均分配,前32秒红灯亮,后32秒绿灯亮。 在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁(注意:红灯同时亮)。为了显示效果明显,设计闪烁频率为1。 在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁(注意:绿灯同时亮),为了显示效果明显,设计闪烁频率为1。 在黄灯闪烁期间,数码管同时倒计时显示,在此期间以外,数码管不亮. 三、课程设计方案 为了完成交通灯控制电路的设计,方案考虑如下: 一个脉冲信号发生器,一个二进制加法计数器,一个十进制减法计数器,红灯与绿灯以及黄灯是否亮是由二进制加法计数器的输出端状态来决定的,因此,设计一个组合逻辑电路,它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号,它的输出就是发光二极管的控制信号,因此,需要一个组合逻辑电路,六个发光二极管(二个红色发光二极管,二个绿色发光二极管,二个黄色发光二极管)电路,一个数码管显示电路。结构图如下:

四、课程设计原理 脉冲信号发生器由定时器555构成。 二进制加法计数器由七位二进制加法计数器4024构成。 十进制减法计数器由74LS193可逆可预置十进制计数器构成。 组合逻辑电路根据其输入输出的逻辑关系后再确定电路芯片。 驱动器选用4511。 从以上讨论可知,需要对所采用的芯片有比较详细的了解。下面对以上几种芯片的基本知识和基本特性进行介绍。 1、555定时器 555定时器是一块常用的集成电路,电路符号如左图所示,8为电源端VCC,1为公共端GND。所加电源电压围:4.5V

微机原理课程设计交通灯

一、课程设计题目 交通灯控制 二、课程设计目的 ●综合运用《微机原理与应用》课程知识,利用集成电路设计实 现一些中小规模电子电路或者完成一定功能的程序,以复习巩 固课堂所学的理论知识,提高程序设计能力及实现系统、绘制 系统电路图的能力,为实际应用奠定一定的基础。 ●掌握8255A方式0的使用与编程方法 ●PC机及配套的接口电路实验装置 ●IC芯片:8255A应用和8253 三、课程设计容 ●采用8255A设计交通灯控制的接口方案 ●采用8253设计延时电路 ●插接电路 ●编写控制程序 四、课程设计过程 1、设计原理 ●8255 8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片,有3 个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程 并行接口芯片(40引脚)。其部与引脚图如图所示:

8255有三个端口A、B、C端口,3种不同的工作方式,在其控制字的作用下使某一个端口工作于某一种工作状态下。 8253 intel8253是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器,其部有三个计数器,分别成为计数器0、计数器1和计数器2,他们的机构完全相同,如图所示:

每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字,互相之间工作完全独立,采用减1计数方式。控制字如图所示: 在门控信号有效时,每输入1个计数脉冲,通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时,计数就成为定时。各通道可有6种可供选择的工作方式,以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。在这里我们主要采用方式0:计数结

束产生中断 (由低电平变为高电平)。其波形图如图所示: a. 写CW后:OUT=0,直到计数到0 b. 写N后:下1个CLK脉冲下降沿开始计数 c. 计数过程中,可重写N,重写N后,同b. d. GATE的作用:GATE=1计数、=0暂停计数 e. 计数到0:OUT=1,直到再写CW或N 2、方案设计 考虑普通十字路口,交通灯的控制可分东西向和南北向两 组,每组可用红、黄、绿三个灯进行交通管理,所以本方 案要点是至少对六个交通灯进行控制。由于灯光控制只需 要开、关两个状态,所以可以采用开关量实施控制。开关

模拟交通灯单片机课程设计

模拟交通灯单片机课程设计

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目录 第一章概述?错误!未定义书签。 1.1设计目的?错误!未定义书签。 1.2 设计要求?错误!未定义书签。 1.3 实用价值与理论意义?错误!未定义书签。 第二章系统硬件设计?错误!未定义书签。 2.1系统电路设计框图?错误!未定义书签。 2. 2系统主要硬件需求介绍 ..................................... 错误!未定义书签。 2. 3系统电力模块图?错误!未定义书签。 2.4系统电路图?错误!未定义书签。 第三章系统软件设计 ................................ 错误!未定义书签。 3.1 在正常情况下交通灯控制程序流程 ....................... 错误!未定义书签。 3.2源程序清单与注释?错误!未定义书签。 第四章仿真结果?错误!未定义书签。 4.1正常情况的仿真图?错误!未定义书签。 第五章课程设计总结 ................................ 错误!未定义书签。 参考文献?错误!未定义书签。

第一章概述 目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。 伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车数量在逐年递增,交通问题不得不引起人们的重视。早在1858年,英国伦敦在主要街头安装了以燃煤气为光源的红蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。信号灯的出现,是交通得以有效管制,对于疏导交通流量,提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时监测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,紧单片机方面知识是不够的,还应根据具体结构软硬件结合,加以完善。 目前交通灯的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以,设计单片机来完成这个需求就显得越加迫切了。本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。使大家能在实践教学环节中,积累设计经验,开阔思维空间,全面提高个人的综合能力。 1.1 设计目的 通过对模拟交通灯控制系统的制作,掌握定时器应用。 1.2设计要求 利用AT89S51单片机控制交通灯,实现三种情况下的控制: 正常情况下双方向轮流点亮交通灯,如表所示。

数电交通灯课程设计报告

电子技术课程 设计报告 二 级 学 院 机械与电子工程学院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2014级 学 号 14106***** 学 生 姓 名 苏 运 指 导 教 师 杨** 完 成 时 间 2015 年12 月25 日 简易交通灯的设计

简易交通灯的设计 作者:苏运 指导老师:杨** 摘要:利用数码管,74LS48译码器、74LS192计数器、ne555、与非门、或非门、触发器、蜂鸣器和小彩灯等电子元件,制作简易交通灯,实现15秒倒计时开始后,到达5秒时红灯熄灭,黄灯闪烁同时蜂鸣器响,到达0秒时切换到另外两个方向的红绿灯亮的功能。经测试,系统达到红绿灯转换和显示的基本要求,具有电路美观稳定性高的优点。 关键词:数电交通灯;交通灯;简易交通灯;计数器

目录 1 设计要求及方案选择 (1) 1.1设计要求 (1) 1.2方案选择 (1) 2 理论分析与设计 (1) 2.1脉冲发生器电路的分析及设计 (1) 2.2定时器电路的分析及设计 (2) 2.3交通灯和蜂鸣器电路的分析及设计 (3) 2.4控制器电路的分析及设计 (4) 2.5数码显示电路的分析及设计 (4) 3电路设计 (5) 3.1脉冲发生器电路的设计 (5) 3.2定时器电路的设计 (6) 3.3交通灯和蜂鸣器电路的设计 (6) 3.4控制电路的设计 (7) 3.5码显示电路的设计 (9) 3.6电源开关和指示灯电路的设计 (9) 4系统测试实验 (10) 4.1调试所用的基本仪器清单 (10) 4.2软件仿真调试 (10) 4.3实物电路板的调试 (10) 4.4时钟脉冲信号的测定 (10) 4.5调试结果 (11) 4.6测试结果分析 (11) 5 总结 (12) 附录 (13) 附录A 仿真图 (13) 附录B 原理图 (13) 附录C PCB图 (14) 附录D 实物图 (14) 附录E 脉冲信号测试图 (15) 附录F 元件清单 (15) 参考文献 (16)

电子课程设计 交通灯

模拟电子技术课程设计 学院: 电气与信息工程学院 专业班级: 学生1姓名: 学生1学号: 学生2姓名: 学生2学号: 指导教师: 完成时间: 成绩: 存在得问题1: (9) 存在得问题2: (9) 存在得问题3: (9) 五.附录 (10) 表2 元器件明细表 (10) 附图2 (12) 实物图 (13) 六.参考文献 (13)

简易交通灯控制逻辑电路设计报告 一、设计要求 (1)东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,时间15s。 (2)东西方向与南北方向黄灯亮,时间5s。 (3) 南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,时间l0s。 (4) 如果发生紧急事件,可以手动控制四个方向红灯全亮。 二、设计得作用、目得 设计一个交通灯控制器,由一条主干道(东西道)与一条支干道(南北道)汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中得车辆有时间停在禁行线外。 主、支干道均有车时,两者交替允许通行,主干道每次放行15秒,支干道每次放行10秒,还有5秒得黄灯时间作为过度,让行驶中得车辆停在禁行线以外。 通过对交通灯得设计,加深对555定时器构建电路得理解,掌握基本电路在实际生活中得应用。 三.设计得基本实现 1、系统概述 因为信号灯得工作状态循环不变,故可以才用扭环形计数器将单位时间脉冲按分配来实现,根据要求,可以采用n=6得扭环形计数器。扭环形计数器可以由3个74LS-双D触发器组成。 系统由脉冲信号发生器、定时器、控制器、信号灯显示器五大部分组成。其中脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号,通过定时器向控制器发出定时信号,使相应得LED灯发光。控制器根据定时器得信号,进行状态间得转换,使显示器得显示发生相应转变。 2、单元电路得设计与分析

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