基于单片机的交通灯设计

单片机课程设计题目基于单片机的交通灯设计目录1课程设计的目的...................................................................................12课程设计的任务与要求..................................................................23实验论证及总体方案框图.............................................................23.1实验过程......................................................................................23.2理论论证.......................................................................................24设计原理及功能说明........................................................................35各板块原理说明...................................................................................45.1最小系统AT89C52模块.......................................................45.2显示模块功能.............................................................................56系统的操作说明...................................................................................66.1对实物进行安装与焊接.......................................................66.3焊接工具介绍及材料.............................................................76.5焊接的注意事项.......................................................................77调试及故障分析...................................................................................88总结..............................................................................................................8参考文献.....................................................................................................11附录1：总体电路原理图...............................................................12附录2：实物图.......................................................................................13附录3：元件清单.................................................................................14附录4:源程序.......................................................................................141摘要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，仅单片机方面知识是不够的，还应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，在学习了单片机的有关知识之后，运用相关知识来设计完成交通信号灯。我对单片机很感兴趣，所以在听了老师给我们讲解单片机相关知识以后，我自己课后查找资料，不断学习单片机方面的知识。这次课设给了我学以致用的机会，我利用自己学的单片机知识，做了一个基于单片机的模拟交通灯控制的设计。1课程设计的目的（1）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握基于单片机的交通灯电路设计的基本方法，设计步骤，培养综合设计与调试能力。（2）通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言或C语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。（3）通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器及中断的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。（4）学习掌握keil软件的使用。22课程设计的任务与要求（1）用单片机STC89C52设计一个交通灯系统，并用数码管显示时间，LED指示通行；（2）利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间。1、东西绿灯亮，南北红灯亮2、东西黄灯亮南北红灯亮3、东西红灯亮，南北绿灯亮4东西红灯亮，南北黄灯亮；（3）电路供电电源5v。3实验论证及总体方案框图3.1实验过程（1）根据所确定的原理图，列出所需元器件。（2）元器件的检测。（3）安装与焊接。（4）分析与调试。3.2理论论证利用MCS-51内部的定时器/计数器进行，配合软件延时实现倒计时。在工作之前必须通过软件设定它的工作方式，即对寄存器TMOD中每位进行设定。显示模块分别是码管显示和LED显示，数码管倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯颜色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的一种方法，它可以提醒驾驶3员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。通过两种显示结合，是本设计更合理可靠。D1LED-REDD2LED-REDD3LED-REDD4LED-REDD5LED-YELLOWD6LED-YELLOWD8LED-YELLOWD9LED-GREEND10LED-GREEND12LED-GREENR3220R13220R14220R15220R16220R17220R18220R19220R20220R21220R22220R23220D11LED-GREEND7LED-YELLOW图3-1单片机交通灯结构图4设计原理及功能说明当接通5v电源后，按下电源开关，数码管显示“15”，同时，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，数码管开始倒计，当数码管倒计时15秒完成后，数码管显示“5”，同时，东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮，数码管开始倒计，当数码管倒计时5秒完成后，方向切换，显示相反。数码管显示“15”，同时，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，数码管开始倒计，当数码管倒计时15秒完成后，数码管显示“5”，同时，东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮，数码管开始倒计，当数码管倒计时5秒完成，即一个循环完成。原理图如下：4R21kXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52C122pX1CRYSTALC222pQ1MPSA55Q2MPSA55R44k7R54k7R64k7R74k7R84k7R94k7R104k7R114k7R121kC322pR110kD1LED-REDD2LED-REDD3LED-REDD4LED-REDD5LED-YELLOWD6LED-YELLOWD8LED-YELLOWD9LED-GREEND10LED-GREEND12LED-GREENR3220R13220R14220R15220R16220R17220R18220R19220R20220R21220R22220R23220D11LED-GREEND7LED-YELLOW图4-1原理图5各模块原理说明5.1最小系统STC89C52RC模块1.STTC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。2.关于52单片机最小系统原理说明：5V电源：给系统供电。晶振：给单片机运行提供脉冲。EA接高电平：表示运行内部程序存储器下载的程序。5C122pX1CRYSTALC222pC322pR110k图5-1最小系统主要管脚说明：VCC（40脚）：供电电压GND（20脚）：接地。RST：复位输入。/EA/VPP(31脚)：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。只选用偏外存储器，否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。XTAL1（19脚）：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2(18脚)：来自反向振荡器的输出。5.2显示模块功能显示模块分别是数码管显示和LED显示，数码管倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯颜色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做6出复杂判断的一种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。通过两种显示结合，是本设计更合理可靠。如图所示：R44k7R54k7R64k7R74k7R84k7R94k7R104k7R114k7图5-2显示模块功能图6系统的操作说明6.1对实物进行安装与焊接按仿真图在电路板上进行元器件的排列与插装。以合理、美观为标准，其中色环电阻器、二极管采用水平安装，电解电容、发光二极管采用立式安装。按工艺要求对元器件进行焊接，焊接时使元器件紧贴电路板，不要出现虚焊。焊接插头线，并对其进行固定。6.2系统操作1.接好电路中的电源供电线、驱动电路开关与负载供电线。2.检查好电路板中没有短路现象、电源供电线、驱动电路开关与负载供电线、负载供电线都接好后通电使用。73.电路安装好后，通电即可正常使用。6.3焊接工具介绍电烙铁是焊接电子元器件的重要工具，直接影响着焊接的质量。电烙铁从结构上分为外热式和内热式两种。常用的有75W、4