51单片机综合实验交通灯设计报告

班级：—

学生姓名：

学号：

指导教师：—

一实验题目

交通灯控制系统设计

二实验目的

1、学会用8051单片机开发简单的计算机控制系统；

2、学会用汇编语言和C语言开发系统软件；

3、学会8051单片机开发环境WaVe或Keil UViSiOn3 软件的使用；

4、学会PrOteUS软件的使用方法，会用PrOteUS单片机系统进行仿真；

5、学会Protel软件的使用方法，会用Protel绘制电气原理图和印制板图；

6熟悉七位数码管显示的使用方法；

7、了解交通灯控制系统的基本组成。

三实验要求

交通灯处在十字路口上。它有红、黄、绿三种颜色的灯组成。红灯亮时道路上的车辆停止运行；黄灯是一种过渡用的信号灯，当它亮时，表示道路上的红绿色信号灯即将进行转换。下面拿东西南北四个方向来说明。当东西方向允许行车（或者左转）的时候，南北方向就禁止行车，即此时东西方向的绿灯亮红灯灭，而南北方向的绿灯灭红灯亮。反之当南北方向允许行车（或者左转）的时候，东西方向就禁止行车，即此时南北方向的绿灯亮红灯灭，而东西方向的绿灯灭红灯亮。交通灯配置示意图如图1所示。同时当有特殊的情况发生时，能手动控制各个方向的信号灯。设计任务就是将这一电路用单片机来实现具体的控制。

0000 S

绿绿黄红数绿绿黄红数

直左灯灯码

行转缓停管

四设计内容与原理

为了在后面的分析中便于说明，将南北方向允许直行命名为状态1,南北方

向允许左转命名为状态2，南北方向行车到东西方向行车的转换阶段命名为状态3,将东西方向允许直行命名为状态4，东西方向允许左转命名为状态5，东西方向行车到南北方向方向行车的转换阶段命名为状态6。

假定直行绿灯点亮的时间为25s ,左转绿灯点亮的时间为20s ,黄灯点亮的时间为5s，则对方红灯的点亮时间为50秒。黄灯每隔500ms亮一次，之后灭500ms （亮灭一次叫作闪烁一次），一共闪烁5次，持续5s。各个状态之间的变换情况如下：状态1 —?状态2 ―?状态3 ―?状态4 ―?状态5 —?状态6 ―?状态1

具体显示周期如下:

图2交通信号灯点亮时间图

设计电路中每个路口的控制信号灯应有四个，即绿灯两个、黄灯、红灯各一个，同时需要七段数码管一个。因此，本电路的设计中应用到绿灯八个，黄灯四个，红灯四个，七段数码管两个（东西方向相同，南北方向相同，为节省空间可省略一对）。

五电路设计分析

根据前面的设计内容与原理分析，电路设计中应有控制模块（单片机电路）、

显示模块（十六个信号灯和两个七段数码管）本电路的设计，将发光二极管作为16个信号灯的材料。电源将采用5V的直流电源。东西两个方向的绿灯是同时亮的，为了简化电路可以让这两个灯接同一个引脚。同理，东西方向的黄灯、红灯也可以分别接同一个引脚。南北方向同上。这样我们可以用一个8位口控制16

盏信号灯。

各信号灯均是共阴极接法，LED负极均接地，正极通过保护电阻接单片机

P1 口。这样单片机引脚的输出一个高电平时，相应的信号灯就被点亮。七段数

码管经过8位排阻RESPACK-8连接。

单片机中应包括复位电路和晶振电路。本设计中，采用上电复位形式，由于本系统应用的机器周期为1七,所以晶振选择为12MHz ,根据调试电容选择30pF.

图3:复位电路

图4:晶振电路

六硬件原理图 T3?M

-TWxT-'

交通灯系统

南北万向

左转?直行

Il 灯红灯

LrtΓ?Lι?∣fgτ?.

UF T =-

π∣-F!Πι

LΣΣ-

R6 - IM-. --π?τ?-

…南

::北 …显

lτu E ?? 一

fc A ?=E

PJ TIjb Pl T

PI p 』 PJ^fl Pι√t PJ ΛΠ? PI^ PP ].T]

p]」

PJJ*TF - PI ∣∏>?

PlJ Pl I Pι∕-

PZ?∣≤- PJ-M-I"

F-J ?J ?J . IJ Bs - PJM2 MF Pj-ISl I F≡1Γ

PJXIA F-；-. F-iι!4M

F!^T

FifJM-Db-

PfI I^rt I

HJMt

VTU-1 √

UTd =KF I -?π?τ?

J-

Jri

R2 ??

RiT ■

直行?

∣M-

ι,π∣-?Rmι .-IFrT- !±. -

L π∣ -ιlf! Frh .-TTTrT-. √ΓΓXT?

E?.lhF I - α -

-?7t?T??'

R13

Lnl

.也 EPl

■tW - ■

.Lr?-,.-∏l,L4, W

.--TΠl zT -?.

? RIh ■

--rr?τ^

L∏ι-F!∏ι --TFrT--.

左緞东 B?:西时方红灯「面

红灯.黄灯直行.左转 .........................................

七程序流程

本程序的程序流程图如图所示