单片机交通灯课程设计论文 单片机交通灯设计.doc

目录一、 设计任务11、题 目：交通信号灯模拟控制系统设计12、设计任务：13、设计内容要求：1二、 设计方案21、任务分析22、软件方案23、系统硬件设计23.1单片机的最小系统33.2电源电路设计33.3数码管显示电路43.4信号灯控制电路4三、系统软件设计41、主程序流程图42、显示子程序流程图63、拆字子程序流程图64、程序设计74.1交通灯主程序设计74.2显示子程序设计84.3中断子程序94.4拆字子程序9四、 接线图10五、心得体会10一、 设计任务1、题 目：交通信号灯模拟控制系统设计2、设计任务：（1）完成交通灯的变化规律，即一个十字路口为东西向和南北向，四个路口均有红黄绿三灯和两个LED数码显示管。交通灯上电以后进入初始状态即东西红灯，南北红灯。5s后转状态1：南北绿灯亮通车，东西红灯亮，禁止通行，持续30s；30s后转状态2：南北绿灯灭转黄灯闪亮，延时5秒，东西仍然红灯；5s后转状态3：东西绿灯亮通车，南北转红灯，持续30s；30s后转状态4：东西绿灯灭转亮黄闪灯，延时5秒，南北仍然红灯。最后循环至状态1。（2）用8个LED数码管（各个方向均有两个LED数码管，分别表示个位是和十位）显示倒计时。倒计时用于提醒驾驶员或行人信号灯发生改变的时间，以便他们在“停止”和“通行”两者作出合适的选择。（3）在紧急状态下，通过K1键手动设置，将所有路口的灯变为红灯。3、设计内容要求：总体方案选择及各功能模块合理划分 产品选择 硬件设计： 做出单片机主电路、交通灯接口和LED数码管显示电路，键盘接口电路等 。 软件设计：程序流程图 各功能模块程序清单主要考虑的问题： 1、单片机I/O口是否够用，不够用怎么办 2、如何驱动发光二极管 3、数码管显示电路的设计 4、如何实现定时功能 5、如何读取键盘数据二、 设计方案1、任务分析模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED 和数码管，模拟真实交通灯的功能。红、黄、绿交替闪亮，利用数码管倒计数显示间隔等，用于管理十字路口的车辆及行人交通，计时牌显示路口通行转换剩余时间等根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。 图1-1系统硬件框图单片机可选用AT89S51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘，若单片机的IO口不够用时，可以考虑扩展8255或82C55满足系统的要求。2、软件方案 根据设计要求，程序框图如图1所示。软件可由汇编语言完成，也可由C语言完成。软件设计可以分为以下几个功能模块：主程序：初始化及键盘监控。计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成0.1秒（或其他时间）和1秒的时间定时。 显示程序模块：完成12个发光二极管（实际上只需驱动6个）和8个LED数码管的显示驱动。3、系统硬件设计3.1单片机的最小系统ATMEL公司生产的AT89C52单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12MHz，复位电路采取按键复位方式。具体连接图3.1和图3.2。图1-2单片机系统的时钟电路图1-3单片机系统的复位电路3.2电源电路设计 电源用5V直流变压器直接供电。 图1-4电源电路设计3.3数码管显示电路AT89S51单片机中P0口和P1口控制8位LED动态显示，P0口输出段选码，P1口输出位选码，八段LED显示器采用共阴极接法。 图1-5 数码管显示电路3.4信号灯控制电路 图1-6 应急控制电路三、系统软件设计 1、主程序流程图开始N所有红灯持续亮按键是否按下?东西南北红灯亮5sY设置南北红灯，东西绿灯亮为30S拆字子程序显示子程序合字子程序延时子程序N30秒到吗Y黄灯闪烁5s设置南北绿灯，东西红灯亮30S拆字子程序显示子程序合字子程序延时子程序N30S到吗Y黄灯闪烁5s循环2、显示子程序流程图3、拆字子程序流程图4、程序设计4.1交通灯主程序设计LooP2 JB p3.4 LOOP1 MOV P2 #c3H 东西南北红灯亮SJMP LOOP2LOOP1 MOV P2 #C3H 东西南北红灯亮 SETB P3.0 SETB P3.1 SETB P3.2 SETB P3. MOV 20H #05H MOV A 20H MOV TMOD #10H MOV TL1 #0BH MOV TH1#3CH MOV IE #88H MOV 23H #00H SETB TR1 LOOP3 LCALL 拆字 MOV 30H A MOV 31H R2 LCALL 显示 MOV A 20H CJNE A #00H LOOP3 MOV P2 #0FH 东西红灯，南北绿灯 SETB P3.0 SETB P3.1 SETB P3.2 SETB P3.3 MOV 20H #30H MOV 20H A LOOP 4 LCALL 拆字 MOV 30H A MOV 31H R2 LCALL 显示 MOV A 20H CJNE A #00H LOOP4 MOV P2，3FH 东西红灯亮，南北绿灯灭 CLR P3.0 南北黄灯亮 CLR P3.1 SETB P3.2 SETB P3.3 MOV 20H #05H MOV A 20H LOOP5 LCALL 拆字 MOV 30H A MOV 31H R2 LCALL显示 MOV A 20H CJNE A #00H LOOP5 MOV P2 #F0H 东西绿灯亮，南北红灯亮 SETB P3.0 SETB P3.1 SETB P3.2 SETB P3.3 MOV 20H #30H MOV A 20HLOOP6 LCALL 拆字 MOV 30H A MOV 31H R2 LCALL 显示 MOV A 20 CJNE A #00H LOOP6 MOV P2 #FCH 东西绿灯灭，南北红灯亮 SETB P3.0 SETB P3.1 CLR P3.2 东西黄灯亮 CLR P3.3 MOV 20H #05H MOV A 20H LCALL 拆字 MOV 30H A MOV 31H R2 LCALL 显示 MOV A 20H CJNE A #00H LOOP1 LIGHT SETB P3.0 SETBP3.1 SETB P3.2 SETB p3.3 LIMP Finish4.2显示子程序设计 MOV R0 #30H MOV R6 #AAH MOV R7 #00H DIR1 MOV A R6 MOV P1 A MOV A R0 MOV DPTR #TAB MOV A A+DPTR MOV P0 A HERE DJNZ R7 HEREINC R0MOV A R6RR AMOV R6 AJNB ACC.7DIR1RET4.3中断子程序 MOV TL1，#0B0H MOV TH1 #3CH MOV A 23H INC A MOV 23H A CJNE A #0AH Finish MOV 23H #00H CLR C MOV A 20H MOV A #9AH SUBB A #01H ADD A 20H DA A MOV 20H A JNB P3.0 LIGHT CLR P3.0 CLR P3.1 JNB P3.2 LIGHT CLR P3.2 CLR P3.3 Finish RETI4.4拆字子程序 MOV B A ANL A #0FH MOV R2 A MOV A B ANL A #0FH SWAP RET 四、 接线图图1-7硬件接线图 五、心得体会通过本次的课程设计，充分意识到自己所学的东西还是非常有限的，不过通过设计，还是学到了一些书本上没有学到的东西。就我个人而言，很深刻地体会到一点，那就是我们在设计过程中一定要有一个整体的清晰的思路，知道自己的设计的对象的基本功能和核心器件的适用及其作用，只要把握住这些主要方面，一些小问题都将围绕着这些主要问题而逐步得到解决。在整个设计过程中，生活中也一样，一定要意志坚定，克服自己的畏难情绪,这样才能将事情做好，才能干出一番成就。