完整单片机交通灯课程实验报告

课程设计任务书

学生姓名：王凯专业班级：电子科学与技术0901班

指导教师：吴友宇工作单位：信息工程学院

题目: 交通信号灯控制器的设计

初始条件：

本设计既可以使用集成集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路等。本设计也可以使用单片机系统构建交通信号灯控制器。

用数码管显示时间计数值，用红、黄、绿LED作信号灯。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具

体要求）

1、课程设计工作量：1周。

2、技术要求：

①要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行（以红绿灯指示），每次通行

时间设为0—30秒（可预置）；变更车道以前，黄灯先亮5秒钟，黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次；两个车道均以减计数方式显示时间。其余部分可根据情况自行发挥。

②确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计分电路，阐述

基本原理。

③绘制总体电路原理图。

3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

1、2011 年7 月3 日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。

2、2011 年7 月3 日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。

2、2011年7 月4 日至2011 年7 月5日，方案选择和电路设计。

2、2011 年7 月6日至2011 年7 月7 日，电路调试和设计说明书撰写。

3、2011 年7 月8 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要 (6)

交通信号灯控制器的设计 (7)

1 任务要求与设计 (7)

1.1 设计目的 (7)

1.2 设计任务和内容 (7)

1.2.1设计任务 (7)

1.2.2设计内容 (7)

2 总体方案比较 (8)

2.1 方案论证 (8)

2.2 方案选择 (9)

3 总体硬件电路设计及核心器件介绍 (10)

3.1总体设计 (10)

4单元电路模块设计 (11)

4.1复位电路、晶振电路 (11)

4.2 LED数码管显示电路 (11)

4.3 仿真原理图 (12)

5软件编程设计 (13)

5.1 设计思想 (13)

5.2 程序框图..................... 错误！未定义书签。

6 心得体会 (14)

参考文献 (15)

附录1 原件清单 (16)

附录3 总电路图 (17)

附录3 源程序 (17)

摘要

交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，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。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的状态显示以及倒计时。

本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。

软件上采用汇编语言编程，主要编写了主程序，LED数码管显示程序。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。

关键词：交通灯单片机C语言

交通信号灯控制器的设计

1 任务要求与设计

1.1 设计目的

（1）加强对单片机和C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。

1.2 设计任务和内容

1.2.1设计任务

①要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行（以红绿灯指

示），每次通行时间设为0—30秒（可预置）；变更车道以前，黄灯先亮5

秒钟，黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次；两个车道均以减计数方式显示时

间。其余部分可根据情况自行发挥。

②确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计

分电路，阐述基本原理。

③绘制总体电路原理图。

1.2.2设计内容

（1）填写设计任务书。

（2）进行总体设计，画出原理图。

（3）编写并调试程序。

（4）用Proteus软件进行仿真。

2 总体方案比较

为了实现上述功能，有两种选择，其一是采用纯硬件设置，可以使用集成集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路设计技术延时显示电路，只需要手动按键，电路自行实现功能。另一选择就是通过编程使用单片机系统，利用软件硬件结合。

2.1 方案论证

方案一：如图2-1采用集成集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器以及

所需要的门电路，首先周期为一秒的脉冲发生器产生脉冲沿使计数器进行一秒钟

计数，计数通过译码器将计数值送给数码管显示作为交通灯的倒计时显示，倒计

时为零时产生计数脉冲改变LED灯的亮与灭，逻辑开关包括总开关、复位开关

和预置数功能。

图2-1方案一原理框图

方案二：如图2-2 此方案主要以单片机为核心，采用C语言编程实现交通灯效果。此方式为软硬件结合，硬件包括单片机最小系统，复位电路，数码管显示模块和LED灯模块。软件设计时包括四种状态转换，中断延时程序。系统框图如图。