交通信号灯拟控制系统设计.doc

交通信号灯模拟控制系统设计 一：课程设计的目的和性质 本课程设计的主要目的是通过对电子技术及单片机原理的学习，综合掌握了电子电路综合设计的过程。设计要求和具体的设计方法。通过设计更好的复习，理解模拟电子，数字电子和单片机等课程的内容，使得理论和实践相结合，加强学生的动手能力以及查阅相关资料解决实际问题的能力，培养学生从事设计工作的整体概念。通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数哭的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。 二：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俩个LED数码管。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，禁止通车，持续30s；30s后转状态2：南北绿灯灭转黄灯闪烁，延时5s，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：东西绿灯灭转黄灯闪亮，延时5s，南北仍然红灯。最后循环至状态1. 2：用8个LED数码管（各个方向均有俩个ＬＥＤ数码管，分别表示个位和十位）。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’俩者做出合适的选择。 　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。 三：设计内容 １：本设计以单片机为核心，以LED数码管作为倒计时指示，根据的要求我们考虑了各功能模块的几种设计方案，以求最佳方案，实现实时显示系统各种状态，系统还增设了根据交通拥挤情况可分别设置主干道和次干道的通行时间，以提高效率，缓减交通拥挤。该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，本次设计考虑了两种方案： 方案一：完全采用点阵式LED显示。这种方案功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等实现复杂，且须完成大量的软件工作。方案二：完全采用数码管显示。这种优点是实现简单，可以完成倒计时功能。缺点是功能较少，只能显示有限的符号和数码字符。根据本设计的要求，方案二已经满足了要求，所以本次设计采用方案二以实现系统的显示功能。 这里同样讨论了两种方案： 方案一：采用8155扩展I/O口键盘显示等。该方案的优点是使用灵活可编程，并且有RAM及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。 方案二：直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的端口资源还比较多，我们使用六个按键，分别是P16、P17、P27、P30、P32、P33，依次完成倒计时加1、倒计时减1、调完确认、调时方向切换、南北强行和东西强行等功能。由于该系统对交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故方案二。本设计以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系统、键盘及状态显示、模块等。单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机电路、复位电路等组成。键盘及状态显示，开关键盘输入灯初始时间，通过单片机P1输入到系统。系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字99。系统总体设计框图如图1-1所示。 * 图1-1系统总体设计框图 元器件型号 元件数量 电解电容1uF 1 电容2２pF 2 电阻10K 1 晶振12MHZ 1 单片机80C51 1 按钮 6 红色发光二极管 4 黄色发光二极管 4 绿色发光二极管 4 两位LED数码管 4 电源5V 1 80C51引脚功能介绍： 1：电源：VCC—芯片电源，接5V 。 VSS—接地端 2：时钟：XTAL1 XTAL2—晶体振荡电路反向输入端和输出端 3：控制线：ALE/PROG—地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 PSEN—外ROM读选通信号 RST/VPD—复位/各用电源 EA/Vpp—内外ROM选择/片内EPROM编程电源 4：I/O线：80C51共有4个8位并行I/O口，P0，P1，P2，P3，共32个引脚。 四：硬件电路图 主电路： 交通灯接口电路 LED数码管电路 键盘接口电路 五：软件设计 1：显示流程图 2：紧急状态流程图 六：源程序 #include reg51.h #include intrins.h #define uchar unsigned char #define uint u