基于.51单片机地交通灯控制系统设计.doc

一、一、 摘要：摘要：随着科技的飞速发展，越来越多的控制功能强大的芯片出现在我们生活中，但 8051 系列单片机，因为其的廉价几成本，在我们生活中依然处于十分重要的地位。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机是作为一个核心部件来使用，但是仅单片机方面知识是不够的，还需要根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 交通信号灯的出现，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。作为交通控制的重要组成部份单片机。因此，本人选择制作交通灯作为课题加以设计并实现。 交通管制应当以人性化、智能化为目的，做出相应的改善。以此为出发点，本系统采用的单片机控制的交通信号灯。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广阔的应用前景。关键词：交通灯，51 单片机，数码管二、二、 实习目的和意义实习目的和意义1学习 51 单片机的最小系统及硬件接口设计与应用 2熟练掌握电路原理图绘制软件 DPX 的使用。 3熟练单片机的程序设计与调试。4. 自主设计出具有实际意义的能用于生活的电路系统。5. 本次课程设计对以后的毕业设计甚至工作打下了动手自己设计的基础。三、三、 实习要求实习要求1. 完成以 8051 系列单片机为核心处理器的模拟十字路口交通灯控制的硬件设计（在 altium designer 下画出硬件原理图） 。布线，印制电路板， 并焊接原件搭载硬件电路，做出实物。2. 完成交通灯控制系统的软件编程。 3. 软硬件综合调试，模拟实现对交通灯控制系统的控制。 4. 撰写实验报告：报告中给出硬件方案、软件流程图、软件关键代码四、四、 实习内容实习内容1. 设计题目：基于 51 单片机交通十字路口信号灯设计2. 实现功能：具有红、绿、黄三种颜色彩灯，并有一个数码管进行倒计时显示倒计时时间为三十秒。还应具有按键控制特殊情况下十字路口不需要红绿灯的显示（车流量很少的地段深夜可以不设红绿灯） 。五、五、 系统实现系统实现1. 电路设计:51 单片机介绍： 本实验使用的 51 单片机为 STC89C52STC89C52 是一个低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含8kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） 。STC89C51 是一个低功耗高性能单片机，40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口。单片机外部引脚图如下：管脚说明：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收8TTL 门流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 执行 校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器执行 存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它运用 内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器执行 读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 stc89C52 的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要留心的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时，ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不管能不能有内部程序存储器。留心加密方式 1时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高八段共阳极数码管：顾名思义，八段二位共阳极数码管是由 8x2 个二极管组成的，全部点亮时可以显示为 8.8.，第一个 8.的八个数码管的阳极是接在一起的，第二个也是如此，他们的共阳极分别为引脚 8、7。 写程序的时候我们只需要 8、7 引脚接电源，控制其他八个引脚的信号就可以得到我们想要的数字。2. 元件清单：器件数量STC89C52111.0592MHZ 晶振1瓷片电容 30pf2八段 2 位共阳极数码管1自锁/轻触开关1/2电阻 1k/10k7/1发光二极管红/绿/黄/3/4/3电解电容 10uF23. 电路设计：单片机最小系统应包含 复位电路、外部时钟电路，即单片机能工作的必要条件。设计电路图如下：数码管最小系统Led 彩灯电源电路 4. 软件流程图：软件设计是红灯亮三十秒，绿灯亮 27 秒，黄灯亮 3 秒。组成循环如下表：1. 1-27 秒 南北绿灯亮，东西方向红灯亮，数码管从 30 倒数到 32. 28-30 秒 南北黄灯亮，东西方向红灯亮，数码管从 3 倒数到 13. 31-57 秒 南北红灯亮，东西方向绿灯亮，数码管从 30 倒数到 34. 58-60 秒 南北黄灯亮，东西方向红灯亮，数码管从 3 倒数到 1程序从 1-4 往复循环。程序流程图如下：5. 程序调试：调试窗口开始程序初始化 time=60If: 33#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit light_R1=P20;sbit light_G1=P21;sbit light_Y1=P22;sbit light_R2=P23;sbit light_G2=P24;sbit light_Y2=P25;sbit D1=P10;/十位段选sbit D2=P11;/个位段选/*共阳极数码管编码对应 090x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f*/uchar code tab10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar T,shi,ge,s,k,kk;void main(void)uchar time1=60; T=0; k=0;/外部中断 0 控制变量 kk=0; /外部中断 1 控制变量 TMOD=0x01;/开定时器中断 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;/定时器 50ms 中断一次 EA=1;/开总中断 ET0=1; TR0=1; IT0=1; /外部中断 0 选择下降沿触发 EX0=1; /开外部 中断 0 IT1=1; /外部中断 1 选择下降沿触发 EX1=1; shi=3; ge=0; while(1) if(k=1)/判断 K1 是否按下 D1=0; D2=0; light_G1=1; light_G2=1; light_R1=1; light_R2=1;light_Y1=0; light_Y2=0; while(k) if(kk=1)/判断 K2 是否按下 time1=60; light_Y1=1; light_Y2=1; kk=0; k=0; if(time1=60) /初始状态 light_G1=0; light_R2=0; light_Y2=1; light_R1=1; D1=1; D2=0; P0=tabshi; s=50; while(s-); P0=0xff; D1=0; D2=1; P0=tabge; s=50; while(s-); P0=0xff; D2=0;if(T=20) T=0; time1-; if(time1>30) shi=(time1-30)/10; ge=(time1-30)%10; else shi=time1/10; ge=time1%10; if(time1-30)=3) light_G1=1; light_Y1=0; light_R2=0; else if(time1=30)/转东西方向 light_Y1=1; light_R1=0; light_R2=1; light_G2=0; else if(time1=3) light_G2=1; light_Y2=0; light_R1=0; else if(time1=0) time1=60; shi=3; ge=0; void timer0() interrupt 1 /定时器中断 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; T+; void interrupt_0() interrupt 0 k=1; void interrupt_1() interrupt 2 kk=1; 整体电路原理图： (实际设计电路时应当不需要 R11 与 R12（数码管太暗）)布线图：