单片机控制的交通灯控制系统设计(000001).pdf
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1、摘要本设计是单片机控制的交通灯控制系统设计。由单片机系统、LED 显示、交通灯演示系统、键盘电路及其控制电路组成。该系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、紧急情况处理、调整通行时间以及根据具体情况手动控制等功能。十字路口的交通灯在工作时应具有如下特点:红灯表示该条道路禁止通性;黄灯表示该条道路上未过停车线的车辆禁止通行,已过停车线的车辆继续通性;绿灯亮表示该条道路允许通行。该系统使用12MHZ 晶振与单片机AT89S52 相连接,通过软件编程的方法实现十字路口的交通灯控制,输入装置是键盘开关,用于控制交通灯的运行模式以及设置通行时间,显示装置是两位的LED 七段数码管。该系统是由AT89S52
2、 单片机控制的,可以实现以下功能:1.南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30 秒、支干道每次通行间为20 秒,时间可设置修改。2.在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5 秒钟,才能变换运行车道。3.黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。4.东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。5.一道有车而另一道无车(实验时用开关 K0 和 K1 控制),交通灯控制系统能立即让有车道放行。6.有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B 道均为红灯。关键字:AT89S52单片机,交通灯,LE
3、D 显示,键盘开关电路。目录1 概述-3-1.1 设计背景-3-1.2 设计目的-3-1.3 设计要求-3-2 系统总体方案及硬件设计-4-2.1 设计原理-4-2.2 各功能模块设计-4-2.2.1 单片机 AT89S52介绍-4-2.2.2 总体方案-5-2.2.3 时钟电路模块-6-2.2.4 复位电路模块-6-2.2.5 交通灯演示模块-7-2.2.6 LED 显示模块-7-2.2.7 键盘开关模块-8-3 软件设计-10-3.1 程序流程图-10-3.2 系统软件设计-11-3.2.1 LED 的编程-11-3.2.2 交通灯模块的编程设计-12-3.2.3 定时器程序-12-3.2
4、.4 键盘程序-13-3.2.4.1 通行时间设置程序-13-3.2.4.2 紧急情况处理程序-14-3.2.4.3 状态调整程序-14-4 Proreus仿真-15-4.1 正常工作状态-15-4.2 时间调整-17-4.3 紧急状况-19-4.4 状态调整-20-5 课程设计体会-22-参考文献-23-附 1:源程序代码-24-附 2:系统原理图-32-1 概述1.1 设计背景人们越来越关注城市交通问题,而交通灯在安全行车过程中起十分重要的作用,现在交通灯一般设在十字路口,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯,加上一个倒计时的显示计时器来控制行车,对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着
5、作用,但根据实际行车过程中出现的情况,主要有如下几个缺点:1、车道让车轮流放行时间相同且固定,在十字路口,经常出现有些车道车辆较多,放行时间应该长些;而有些车道车辆较少,放行时间应短些。2、没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,譬如,有消防车通过执行紧急任务时,两车道的车都应停止,让紧急车辆通过。根据行车过程中出现的实际情况,如何合理高效地利用交通灯指示交通情况,这是一个迫切需要解决的问题。1.2 设计目的1.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8
6、U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH
7、10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10
8、C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6
9、HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5
10、B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档
11、编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7
12、O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U33.通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术
13、。4.通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5.了解开发单片机应用系统的全过程,为今后从事相关事业打下基础。1.3 设计要求1.设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30 秒、支干道每次通行时间为20 秒,时间可设置修改。2.在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5 秒钟,才能变换运行车道;3.黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。4.东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。5.一道有车而另一道无车(实验时用开关 K0 和 K1
14、 控制),交通灯控制系统能立即让有车道放行。6.有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B 道均为红灯。2 系统总体方案及硬件设计2.1 设计原理本设计使用的是单片机作为核心的控制元件,使得电路的可靠性比较高,功能也比较强大,而且可以随时更新系统,根据道路情况适时调整交通灯的状态,全面有效地利用交通灯指示交通情况。该设计是以单片机AT89S52 为核心完成的,在硬件电路中采用P1 口点亮交通指示灯,采用P0 口和P2 口作为 2 位 LED 数码管的驱动接口,可显示各个方向的交通灯的持续时间,单片机外围接有按键开关电路,可以响应外部中断及键盘程序,实现紧急情况处理、调整交通灯的点亮
15、时间等功能。芯片选用 AT89C51 单片机,电路由下列部分组成:时钟电路、复位电路、键盘电路、交通灯演示电路、LED 显示电路。文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10
16、Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD
17、7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U
18、3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH1
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20、8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 H
21、D5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B
22、3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U32.2 各功能模块设计2.2.1 单片机 AT89S52 介绍AT89S52 是一个低电压,高性能CMOS 型 8 位单片机,片内含8KB 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器(ROM)和 256 B 的随机存取数据存储器(RAM)。AT89S52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,同时内含2 个外中断口,2 个 16 位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,AT89S52可以按照常规方法进行
23、编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。引脚使用说明:I/O 端口的编程实际上就是根据应用电路的具体功能和要求对I/O 寄存器进行编程。具体步骤如下:l.根据实际电路的要求,选择要使用哪些I/O 端口。2.初始化端口的数据输出寄存器,应避免端口作为输出时的开始阶段出现不确定状态,影响外围电路正常工作。3.根据外围电路功能,确定PO 端口的方向,初始化端口的数据方向寄存器。对于用作输入的端口可以不考虑方向初始化,因为PO 的复位缺省值为输入。4.用作输入的PO 管脚,需上拉电阻。5.最后对 I/O 端口进行
24、输出(写数据输出寄存器)和输入(读端口)编程,完成对外围电路的相应功能。几个特殊管脚:XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。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。2.2.2 总体方案文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10
25、 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7L10C8B10 ZH10G7O1R8U3文档编码:CD7B5B3J10Q6 HD5M7
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