计算机控制课程设计.pdfVIP

目录

一、设计背景及意义

当今，红绿灯安装在个个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的

手段。单片机具有性价比高、集成度高、可靠性好、抗干扰性强等特点，广泛运

用于各种智能仪器中。基于新型规则的可编程交通控制系统，可以实现对车辆、

行人的控制，使的交通便于管理。所以，采用单片机自动控制交通灯有现实的社

会意义。

二、设计任务

1.采用AT89C51芯片；

2.使用发光二极管（红，黄，绿）代表各个路口的交通灯；

3.用8段数码管对转换时间进行倒时；

4、带紧急按钮功能，当紧急按钮按下时，所有方向均亮起红灯；

5.控制程序采用C语言编程。

三、控制系统设计原理

3.1设计思路

利用单片机实现交通灯的控制，该任务分以下几个方面：

a、实现红、绿、黄灯的循环控制。要实现此功能需要表示三种不同颜色的

LED灯分别接在P1个管脚，用软件实现。

b、用数码管显示倒计时。可以利用动态显示或静态显示，串行并出或者并

行并出实现。

c、紧急状况功能。这需要人工实现，编程时利用到中断才能带到目的，只

要有按钮按下，那么四个方向全部显示红灯，禁止车辆通行。当情况解除（再次

按下按钮），重新回到初始状态。

3.2总体设计图

图1

3.2.1交通灯循环控制

使用AT89C51单片机完成对十字路口交通灯的控制，十字路口的工作过程分

为东西方向和南北方向两个干道的红绿黄灯工作状态（红灯亮表示禁止通行，绿

灯亮表示允许通行，黄灯亮表示提醒红绿灯之间状态的切换）的控制，每个工作

状态的时间设为40s，采用循环的控制方式，具体控制过程如下（如图2）：

1、系统工作开始后，首先进入初始设定阶段，东西方向亮红灯，南北方向亮绿

灯；

2、进入状态1的倒计时阶段，东西方向的红灯开始40s倒计时，南北方向绿灯

开始35s倒计时；

3、进入状态1过渡阶段，东西方向红灯开始最后5s倒计时，南北方向黄灯亮并

开始5s倒计时；

4、过渡阶段1完成后，东西方向亮绿灯，南北方向亮红灯；

5、进入状态2的倒计时阶段，南北方向的红灯开始40s倒计时，东西方向绿灯

开始35s倒计时；

6、进入状态2过渡阶段，南北方向红灯开始最后5s倒计时，东西方向黄灯亮并

开始5s倒计时；

7、过渡阶段2完成后，进入状态1，开始循环。

图2

3.2.2倒计时显示

使用8段LED数码管进行倒计时的显示

此处采用LED静态显示方式，当显示器显示某个字符时，相应的段恒定的

导通或截止，直到显示另个字符为止。89C51的串行口RXD和TXD为一个全双

工串行通信口，但工作在方式0下可作同步移位寄存器，其数据由RXD端串行

输出或输入；而同步移位时钟由TXD端串行输出，在同步时钟的作用下，实现

由串行到并行的数据通信。在不需要使用串行通信的场合，利用串行口加外围芯

片74LS164就可构成一个或多个并行输入就可构成一个或多个并行输入输出口，用于串——并转换或显示器

LED驱动。此利用后者。

3.2.3紧急状况

当遇到紧急情况如救护车通过、交通事故等时，可按下紧急状况按钮，是

东西方向和南北方向全部亮红灯，保证紧急情况得到及时解决。待情况解决后，

交通灯的工作情况回到初始设定阶段，从而保证交通流畅。

为了实现此功能，利用单片机中断达到目的。利用一个手动按钮开关接至

单片机外部中断0，同时在软件设计时将其设为最高优先级。当有按键按下，四

方全为红灯，当再按下按钮，回到初始位置继续执行。

3.3AT89C51

AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash

ProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微

处理器，俗称单片机。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。AT89C51单片机为很多嵌入式控制

系统提供了一种灵活性高且