单片机交通灯课程设计

课程设计(论文)题目名称基于单片机的交通灯系统的设计课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用学生姓名学号系、专业电气工程系、09电气测控类指导教师唐宏伟2011年7月1日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业09电气测控类学生姓名学号题目名称基于单片机的交通灯系统的设计设计时间2011年6月20日—2011年7月1日课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用课程编号121200105设计地点数字控制与PLC实验室\创新实验室（214）（305）一、课程设计（论文）目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。单片机课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象.《单片机课程设计》是继《电子技术》、和《单片机原理与应用》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基础”、“单片机原理及应用”的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。二、已知技术参数和条件1、MCS-51单片机；2、KEIL软件；Wave软件；Proteus软件3、THKSCM-1型单片机实验系统。三、任务和要求任务：设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制器要求：1．东西方向为A车道，南北方向为B车道，每次通行时间为30秒；；2．换向时要有5秒的黄灯期；3．时钟指示灯每秒亮一次注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、单片机课程设计指导，中南大学出版社，张一斌等2009年9月2、单片机实验与实践教程，北京航空航天大学出版社，何立民等2004年7月3、THKSCM-1型单片机实验系统实验指导书、KEIL软件，WAVE软件4、数字控制与PLC实验室”THKSCM-1型单片机实验系统”。五、进度安排2011年6月20日-22日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2011年6月23日-24日：总体方案设计2011年6月25日-26日：硬件电路设计2011年6月27日-28日：软件设计2010年6月29日：系统调试改进2010年6月30日：整理书写设计说明书2010年7月1日：答辩并考核六、教研室审批意见教研室主任（签名）：年月日七|、主管教学主任意见主管主任（签名）：年月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名吴霞学号0941201250系电气工程系专业班级电本三班题目名称基于单片机的交通灯系统的设计课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用一、学生自我总结本课程设计论文是在唐宏伟老是的悉心指导下完成的。从本课题的选题、方案设计以及后面的论文撰写与修改，唐师严谨的教学态度、对我们的耐心指导都给与了我极大的帮助。同时本系实验室的开放，为本课程的顺利完成提供了便利条件。通过本次的课程设计，使我深刻的认识到学好本专业专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的重要性。同时，在动手过程中，对单片机原理及运用方法有了更深刻的认识。虽然在本次设计中，我存在对知识的不完全了解，以及衔接不够成熟的问题，但是在以后的学习工作中，我会不断完善。学生签名：年月日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权重304030单项成绩指导教师评语：指导教师（签名）：年月日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘要本文将介绍一种基于AT89C51单片机设计的交通灯系统对于交通的控制，12个不同颜色的发光二极管来模拟东南西北四个方向的交通的，并通过单片机写入程序，来控制这些灯发光或者熄灭。本系统采用MSC-51系列单片机89C51系列单片机设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过89C51芯片的P0口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。关键字：交通灯；AT89C51单片；发光二极管；闪烁目录1、引言.............................................................................................................71.1简介...................................................72、方案论证与设计........................................................................................83、系统硬件设计............................................................................................93.1AT89C51芯片的介绍.....................................93.2电路原理图............................................133.3仿真..................................................143.4实物图................................................164.系统的软件设计........................................................................................175、系统调试与测试结果分析......................................................................185.1系统调试..............................................18总结...............................................................................................................19参考文献.........................................................................................................20附录...............................................................................................................21致谢...............................................................................................................251、引言1.1简介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。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。本系统采用MSC-51系列单片机89C51系列单片机设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过89C51芯片的P0口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。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。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。2、方案论证与设计整个设计以AT89C51单片机为核心，设计硬件如图图2.1硬件框图如图2.1所示，本系统基于AT89C51单片机，振荡电路的晶振采用12MHz，由控制核心AT89C51单片机、电源、振荡电路、复位电路、交通灯电路组成。电源AT89C51单片机振荡电路复位电路交通灯执行3、系统硬件设计3.1AT89C51芯片的介绍AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图3.1所示图3.1AT89C51结构图主要特性：12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221(T2)P1.0(T2EX)P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0(TXD)P3.1(T0)P3.4(T1)P3.5XTAL2XTAL1GND(TNT0)P3.2(TNT1)P3.3(WR)P3.6(RD)P3.7VCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)P2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)EA/VPPALE/PROGPSENP1.5P1.6P1.7RST(RXD)P3.0NC(TXD)P3.1(INT0)P3.2(INT1)P3.3(T0)P3.4(T1)P3.5P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPNCALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)789101112131415161739383736353433323130291819202122232425262728P1.4P1.3P1.2P1.1(T2EX)P1.0(T2)NCVCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)(WR)P3.6(RD)P3.7XTAL2XTAL1GNDNC(A8)P2.0(A9)P2.1(A10)P2.2(A11)P2.3(A12)P2.46543214443424140(a)(b)1、P0口P0口有八条端口线，命名为P0.0～P0.7，其中P0.0为低位，P0.7为高位。每条线的结构组成如图3.2。它由一个输出锁存器，两个三态缓冲器，输出驱动电路和输出控制电路组成。P0口是