51单片机红绿灯设计报告

单片机微机原理课程设计——交通红绿灯模拟2016年电子工程专业2014级卓越工程师班《单片机与微机原理及应用》课程设计报告设计题目：十字路口红绿灯模拟设计专业班级：电子卓越1401班学生姓名：林晓强学生学号：5120141478指导教师：聂诗良、许超（助教）答辩日期：第13周周六上午9点答辩地点：综合楼4-311实验室西南科技大学信息工程学院制2016年5月目录1.摘要.......................................................................................................................................11.1课程设计制作题目及要求..........................................................................................12.系统方案设计.........................................................................................................................12.1设计思路......................................................................................................................12.2总体设计框图..............................................................................................................23.硬件设计.................................................................................................................................23.1硬件选型.....................................................................................................................23.2系统硬件电路原理详图.............................................................................................43.3实际连线详图.............................................................................................................53.3.1共阴极数码管原理图以及四位数码管引脚图...............................................53.3.2红绿灯模拟仿真电路.......................................................................................53.3.351单片机主控实物图以及原理图..................................................................54.软件设计.................................................................................................................................64.1软件功能设计.............................................................................................................64.2软件流程设计.............................................................................................................74.2.1主流程图...........................................................................................................74.2.2按键判断..........................................................................................................84.2.3数码管显时......................................................................................................85.软件调试.................................................................................................................................95.1单元调试.....................................................................................................................95.1.1显示模块测试..................................................................................................95.1.2按键模块测试..................................................................................................95.2总体测试.....................................................................................................................96.心得体会.................................................................................................................................97.参考文献...............................................................................................................................10附录1.......................................................................................................................................11附录2.......................................................................................................................................21单片机微机原理课程设计——交通红绿灯模拟第1页十字路口红绿灯设计1摘要（1）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。（2）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AT89S52单片机来设计交通灯控制器，实现了红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示；红绿绿灯时间可调节（根据实际情况灵活控制）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。1.1课程设计制作题目及要求用AT89S52单片机模拟十字路口红绿灯。要求：南北方向和东西方向各三个led灯（红黄绿），并用数码管显示通行的时间，通行时间可通过按键修改。要求：（3）红绿灯交替：初始化时南北方向绿灯放行，最后5s黄灯警告，东西方向红灯禁止通行，然后南北方向和东西方向状态切换。（4）交替时间可控：绿灯亮起通行时间可以通过按键增加或者减少。（5）时间用数码管时刻显示：南北方向和东西方向红绿灯亮的时间时刻由两位数码管显示。2.系统方案设计2.1设计思路为了实现十字路口交通灯的模拟，我们首先在网上收集相关资料，然后在到实际交通路口观察红绿灯工作情况，在然后进行仿真软件的仿真，最后进行单片机实物的模拟测试。单片机微机原理课程设计——交通红绿灯模拟第2页此设计的时间控制用AT89s52的定时器进行，设定定时器初值为46080，（由于晶振为11.0592,故所记次数应为46080，计时器每隔50000微秒发起一次中断），记录20次中断标志为1s，同时用ＩＯ口的电平转换来检测按键，来判断相应的功能。用数码管显示时刻相应的时间。2.2总体设计框图开始执行程序检查按键情况定时器是否启动处理按键程序红绿灯程序启动（数码管显示程序启动）否是3.硬件设计3.1硬件选型单片机特点：（1）高集成度，体积小，高可靠性单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要单片机微机原理课程设计——交通红绿灯模拟第3页求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。（2）控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。（4）易扩展片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。（5）优异的性能价格比单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。数字逻辑电路特点：用数字电路逻辑器件组成控制电路，这样原理简单清楚，但是调节起来很复杂，需要更改电路结构。根据设计要求及设计的需要我采用单片机来作为控制手段，选用AT89S52单片机作为该课程设计的核心来对数字信息进行处理及储存。它是一个低电压，高性能的CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Fl