单片机交通灯课程设计

课程设计说明书 题 目：单片机交通灯课程设计 院 系： 机械工程学院 专业班级： 11质量2班 学 号： 11101322xx 学生姓名： xxx 指导教师： 王正家

二 0 1 4 年 月 日 湖 北 工 业 大 学 2

摘 要 近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用在不断的深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。单片机往往作为一个核心部件来使用。 当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。一个好的交通控制系统，将给道路拥挤，违章控制等方面给予技术革新，随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及在控制技术方面的广泛应用。设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。 本设计采用单片机系统，采用的是单片机汇编语言来编写程序。基于AT89S51这款单片机，在仿真软件PROTUES上画了电路图，程序设计是使用软件KEIL4编写，使用USB将程序生成HEX文件下载到单片机里面然后再运行。 本文主要从单片机的应用上来实现交通灯的管理，用以控制过往车辆和行人的正常通行。

关键词：单片机；交通灯；汇编 3

目 录 1 功能概述......................................................... 4 1.1 课题任务与功能要求.......................................... 4 1.2 方案概述.................................................... 4 2 课题硬件系统设计................................................. 5 2.0设计功能 .....................................................5

2.1 各模块的电路简介............................................ 5 2.1.1 单片机最小系统....................................... 5 2.1.2 按键电路............................................. 5 2.1.3 复位电路............................................. 5 2.1.4 流水灯电路........................................... 6 2.1.5 数码管电路........................................... 6 2.2 系统电路图.................................................. 7 2.3 软件设计.................................................... 8 3 课题软件系统设计................................................. 8 3.1 单片机资源使用情况.......................................... 8 3.2 软件各模块简要介绍.......................................... 9 3.2.1 主程序............................................... 9 3.2.2 显示程序............................................. 9 3.2.3 键处理和键扫描程序................................... 9 3.2.4 延时程序............................................. 9 3.2.5 数码管显示程序....................................... 9 3.3 程序清单.................................................... 9 4 交通灯的设计结论................................................ 17 4.1 使用说明................................................... 17 4.2 交通灯运行图............................................... 17 4.3 设计体会................................................... 17 结束语............................................................. 19 致谢............................................................... 20 4

1 功能概述 1.1 课题任务与功能要求 4、交通灯设计一 上电时显示黄色灯，数码管无数字。启动按钮启动后，显示绿灯10秒、黄灯1秒、红灯5秒循环。如果此时有行人过马路，则按行人通行按钮，留3秒时间让行人通行，具体执行为：系统显示1秒黄灯后，亮红灯3秒。如果行人按钮时为绿灯状态，则行人通过后继续未显示完的绿灯，若为红灯状态，则亮至行人时间与剩余时间的最大值后转换为红灯。 注：三种颜色的灯显示当前状态，数码管显示时间

1.2 方案概述 本设计采用的是单片机以及仿真电路，数码管的P0口接段控，P1口接位控。除此之外还有晶振电路、复位电路、电源电路和按键。 程序设计采用的是汇编语言编写，本设计是交通灯，KEY键为行人按键。 AT89S51 是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有4K bytes 的可系统编程的Flash只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，兼容标准的80C51指令系统及引脚，集Flash 程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。交通灯系统结构如图1如示。

图1 交通灯系统结构图 AT89S51 按键 晶振电路 LED电路 复位电路

8位数码显示 5

2 课题硬件系统设计 2.0 设计功能 1.完成交通灯的基本功能，结合实际情况，控制红、黄、绿交通灯的亮和灭.其工作流程是：绿、黄、红分时间段开通，循环往复，计时电路以秒为单位作倒计时，计数为0时进行切换，计时时间可由LED数码管显示（需符合交通规则）； 2.红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节; 3.若有行人要过马路，可以通过按键处理目前的状态; 4.采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时间； 5.通过延时程序设定红和绿交通信号灯亮一次的总时间； 6.控制系统的原理图和接线图采用PROTEL,PROTEUS等专用绘图软件绘

2.1 各模块的电路简介 2.1.1 单片机最小系统 单片机最小系统包括电源电路、晶振电路和复位电路。只有当单片机有了这些电路才会工作。电源电路给单片机供电，晶振电路给单片机提供信号，复位电路可以实现单片机的复位。

2.1.2 按键电路 按键电路的设计就是在一段公共接地，另一端接到P3.2口，当有键按下时，相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿。

2.1.3复位部分 复位电路采用上电+按钮电平复位是上电复位与按钮复位的组合。上电瞬间复位端（RST/Vpd）的电位与Vcc相同，随着充电电路电流的减少，RST/Vpd的电位下降，最后为0V，当按钮按下后，电源Vcc通过电阻R，施加在单片机复位端RST/Vpd上实现复位，电路连接图如图（2）: 6

2.1.4 流水灯电路 流水灯电路直接挂接在单片机的P2口上，采用共阳接法。

2.1.5 数码管电路 数码管的段控口接在单片机的P0口上，位控接在单片机的P1口上。 7

2.2 系统电路图 8

2.3 软件设计 1.工作流程图

N Y N Y N N Y Y N N Y

中断程序流程图 主程序流程图

3 课题软件系统设计 3.1 单片机资源使用情况 ⑴、P1口为数码管管的位选端 ⑵、P0口用作数码管的段选端 ⑶、P2口用作二极管控制端 ⑷、P3.2口线作为键盘输入端 既在AT89S51的P2口用来接三个发光二极管的阴极，控制其亮与灭，P0口和P1口外接由8个LED数码管构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口（P0.0～P0.7对应于LED的a～dp），P1口作LED的位控输出线。

开始 黄灯亮 时间送显 1秒到了？

黄灯灭，红灯亮 时间送显 5秒到了？

红灯灭，绿灯亮 时间送显 10秒到了？

现场保护 当前红灯？ 当前时间—3s>?

恢复中断

绿灯亮

时间送显 3秒到了？

红灯亮

时间送显 3秒到了？