基于单片机系统的交通灯设计.doc

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1、桂林航天工业高等专科学校毕业设计 题目：基于单片机的交通灯控制系统设计 专业：电子信息工程技术 姓名：张月林 学号：1 指导教师：黄书童 2011年6月 日 毕 业 设 计（ 论 文 ）评 语指导教师评语 签字： 2011 年 月 日评阅教师评语 签字： 2011 年 月 日毕业设计（论文）答辩记录成绩及评语答辩提问记录 记录人： 2011 年 月 日答辩委员会评语成 绩：主任签字： 2011 年 月 日桂林航天工业高等专科学校电子工程系毕 业 设 计 任 务 书装 订 线专业：电子信息工程技术 年级：2008级姓名张月林学号4指导教师（签名）黄书童毕业设计题目基于单片机的交通灯控制系统设计任

2、务下达日期2011年1月10日设计提交期限2011年6月10日设计主要内容利用AT89C52单片机控制两位的数码管及信息灯来实现模拟十字路口交通灯设置及功能。主要技术参数指标1.可以根据十字路口车辆来模拟设计数码管的显示时间；2.信息灯将对应着数码管显示的时间闪烁；3.利用单片机的延时程序来实现倒计时时间；成果提交形式设计论文和实物设计进度安排2011年3月查找资料，提出方案；2011年4月制作电路板；2011年5月写论文、调试、修改；2011年6月1日总结、交论文。 教研室意见签名： 年 月 日 系主任意见签名： 年 月 日桂林航天工业高等专科学校电子工程系毕 业 设 计 开 题 报 告装

3、订 线姓名张月林学号4指导教师黄书童毕业设计题目基于单片机交通灯控制系统设计同组杨艳华 闻先阁设计目的意义1、提高学生运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力。2、培养学生掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能。3、增强学生对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握分析处理方法，进行调试、计算等基本技能的训练，使之具有一定程度的实际工作能力。方案论证1、电源提供选择：独立电源或者单片机控制模块。2、显示方案选择：完全数码管显示、完全点阵式LED显示或者数码管与点阵结合。3、输入方案选择：采用8155扩展I/O口及键盘或者直接在I/O口上接开关。时间

4、安排2011年3月查找资料，提出方案；2011年4月制作电路板；2011年5月写论文、调试、修改；2011年6月1日总结、交论文。指导教师意见 签字： 2009年3月10日 审核小组意见 组长签字： 2009年3月10日基于单片机的交通灯控制系统设计与制作张月林桂林航天工业高等专科学校电子工程系班 广西 桂林（）摘 要 ： 一个完整的交通灯相当于一个简单的单片机系统，该系统有交通灯设置电路、单片机、显示电路等构成。信号灯控制的实现是通过电路与C程序的结合来完成，其中信号灯的模拟采用了发光二极管，发光二极管有熄灭、点亮和闪烁三种信号，其中闪烁信号的产生运用了延时程序来实现，而时间倒数方面引进了L

5、ED数字显示，克服了人们在等待时的心急的心情，减少了红灯未灭，闯红灯的现象。 本系统采用MSC-51系列单片机AT89S52来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示。具有实用，方便，灵活的特点。随着电子技术的广泛应用，车辆日益增多将成为一种发展趋势，所以要有一套安全可靠的交通指示灯。关键词 ： 交通灯 倒计时 单片机Abstract ：A complete traffic signal equivalent to a simple single-chip system, which has set

6、up traffic lights circuit, microcontroller, display circuit, etc、 The realization of the control signal through the circuit and the combination of the compilation process to complete, including analog signal using a light-emitting diodes, light emitting diodes are off, the three flashing lights and

7、signals, flashing signals which have used the procedure to delay the realization of The last time the introduction of LED digital display, to overcome the people anxiously waiting for the mood at the time, a decrease of red light did not eliminate, the phenomenon of red light running. This system us

8、ing AT89S52 MSC-51 series single chip microcomputer to design traffic signal controller, realized according to the actual traffic flow through the P1 port 8,051 chip set of red, green light time function ; traffic light cycle lights, flashing yellow light warning when countdown 5 seconds left. With

9、the extensive application of electronic technology, an increasing number of vehicles will become a trend, so to have a safe and reliable indicator of the trafficKeywords： The traffic signal countdown MCU目 录毕 业 设 计（ 论 文 ）评 语I毕业设计（论文）答辩记录成绩及评语II毕 业 设 计 任 务 书III毕 业 设 计 开 题 报 告IV摘 要V引 言1第1章 方案比较、设计与论证21

10、.1 电源提供方案21.2 显示界面方案21.3 输入方案2第2章 系统硬件设计32.1 单片机描述32.2 系统构成32.3芯片选择与介绍42.3.1 AT89C51芯片介绍42.3.2 74LS164芯片介绍62.3.3 74LS04输出信号与信号灯72.3.4 AT89C51 单片机的复位电路和时钟振荡电路82.3.5交通灯控制线路图9第3章 程序设计103.1 流程介绍103.2 主程序流程图113.3.具体程序的实现123.3.1每秒钟的设定123.3.2.计数器初值计算123.3.3.计算公式123.3.4.秒的方法123.3.4.软件延时12第4章 实物制作与说明134.1 原材

11、料的选择与采购134.2 印刷电路板的设计与制作13第5章 调试、测试、数据及结果分析145.1 调试145.2 状态灯显示测试145.3 数码管的测试145.4 整体电路测试14第6章 使用说明15第7章 总结16致 谢17参考文献18附 录 I 原理图19附 录 II PCB 图20附 录 III 原件清单21附 录 IV 程 序22引 言随着当今社会的经济发展，城市交通工具的速度越来越快，数量越来越多，严重影响着城市的交通状况。而作为城市交通的一种协调工具交通信号灯发挥着重要的作用。因此交通灯的智能化就显得越发重要。红绿灯作为疏导交通的一种工具已经有较长时间的使用历史了。早在1858年，

12、在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。随后红绿灯发展又经过了电气启动的红绿灯和控制的红绿灯以及红外线红绿灯等多种不同方式控制的形式。随着单片机控制技术的进步，交通灯也迎来了其走向智能化、简单化的变革。单片机技术的出现给现代工业测控领域带来了一次技术革命。目前，单片机仍以其高可靠性、高性价比，在

13、工业控制系统、数据采集系统、智能画仪器仪表、智能家电等诸多领域得到了广泛的应用。作为将要从事单片机应用系统开发方面的技术人员，掌握单片机的应用技术是必要的。在单片机的应用过程中，单片机只是应用系统的一个核心部件，为把单片机系统应用于不同的领域，只掌握单片机的基础知识是远远不够的，要想构成一个完善的应用系统，还要熟悉执行机构及硬件接口电路的应用特性，同时，还应该掌握系统的结构布局、印刷电路板的结构布局及软件的设计技巧这些书本上学不到的知识，因此为设计出完善的应用系统，必须在实际工作中勤于实践，逐步积累这方面的经验。第1章 方案比较、设计与论证1.1 .电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。

14、我们考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平；方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综合可知，方案二更适合。1.2.显示界面方案该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案：方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求；方案二：完全采用点阵式LED 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等；方案三：采用数码

15、管与点阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。第三种种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。1.3 .输入方案题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理，我们讨论了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，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，

16、所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。由于该系统对于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，故选择方案二。第2章 系统硬件设计2.1.单片机描述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单

17、片机控制系统。单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压、低功耗。可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，

18、这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、

19、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。它主要是作为控制部分的核心部件。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。2.2.系统构成电路板一块，AT89C51单片机一片，74LS164芯片两片，七段数码管两个。74LS04反向器一片，发光二极管12个（红、黄、绿各四个），5伏电源一个，一条数据下载线。系统工作流程：（1）程序设置初始时间，通过AT89C51单片机内部相应寄存器来实现。(2) 由AT89C51单片机的定时器每秒钟通过P3.0口向74LS164的数据端口送信息

20、，由74LS164的输出口显示红、绿、黄灯的燃亮时间情况；由AT89C51的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口显示每个灯的燃亮情况。(3) AT89C51通过程序设置各个信号灯的燃亮时间，通过程序设置黄、绿、红时间依次为2秒、20秒、25秒循环，由AT89C51的 P3口向74LS164的数据口输出。（4）通过AT89C51单片机的P3口来控制系统是工作。（5）74LS164的A、B口用于串行输出时间位，经过串并转换送到七段数码管的八的引脚。而P1口用于输出控制信号而通过74LS04反向器实现控制各个灯的情况它采用5V的直流电来驱动二极管。（6）AT89C51本身集成了看门狗指令，当系统

21、出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输出，引起RESET复位信号复位系统。2.3芯片选择与介绍2.3.1. AT89C51芯片AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用各种控制领域。主要特性： 与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储

22、器寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定128*8位内部RAM 32可编程I/O线两个16位定时器/计数器 5个中断源可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 图2-1 AT89C51引脚结构引脚功能说明：如图2-1所示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门电流。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进行校验时，P0输出原码，此时

23、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进行存取时，P2口输出地址的高八位

24、。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，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AT89C51的一些特殊功能口，如表2-1所示。表2-1特殊功能口 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

25、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。然而要注意的是：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

26、号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 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。2.3.2 74LS164芯片介绍74LS164为串行输入、并行输出移位寄存器，74LS164为单向总线驱动器。在串行口为方式0状态，即工作在移位寄存器方式，波特率为振荡频率的十二分之一。器件执行任何一条将SBUF作为目

27、的寄存器的命令时，数据便开始从RXD端发送。在写信号有效时，相隔 一个机器周期后发送控制端SEND有效，即允许RXD发送数据，同时，允许从TXD端输出移位脉冲。第一帧（8位）数据发送完毕时，各控制信号均恢复原状态，只有TI保持高电平，呈中断申请状态。第一个74HC164把第一帧数据并行输出，LED1显示该数据。然后，用软件将TI清0，发送第二帧数据。第二帧数据发送完毕，LED1显示第二帧数据，第一帧数据串行输入给第二个74HC164，LED2显示第一帧数据。依此类推，直到把数据区内所有数据发送出去。应该注意，数据全部发送完后，第一帧数据在最后一个LED显示。由于TXD端最多可以驱动8个TTL门

28、。注意：当LED显示器超过8个时，我们采用74HC244芯片驱动。每个74HC244有8路驱动，每一路可驱动8个LED，即每增加一个74HC244，可增加64个LED驱动。七段数码管，用于显示09的数字。2.3.3 74LS04输出信号与信号灯要使行人能看见信号灯的情况，必须把P1口输出的信号进行放大，这里我们用74LS04反向器，当极性为高电平时晶闸管导通，该支路指示灯亮；当极性为低电平时关断，该支路指示灯灭。LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。如下图： 而七段数码管的显示及与74HC164的连接显示不同的字形如SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上

29、加上0FE，所以上为伏，不亮其余为高电平，全亮则显示为。采用共阴极连接:如表2-2所示显示数值a b c d e f g dop 驱动代码（16进制）01 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H表2-2 驱动代码表74LS04（

30、6反向器）主要对信号起了反向作用。2.3.4 AT89C51 单片机的复位电路和时钟振荡电路复位是使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态。单片机的工作就是从复位开始的。8051的复位引脚（RST）是第9脚，当此引脚连接高电平超过2个机器周期（一个机器周期为6个时钟脉冲），即可产生复位的动作。当在80C51单片机引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作（如果RST引脚继续保持高电平，单片机就处于循环复位状态）。复位操作有两种基本形式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。如图2-2所示。图2-2 单片机复位电路 AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高

31、增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见图2-3、2-4。 图2-3 单片机晶振内部振荡电路 图2-4 单片机晶振外部振荡电路2.3.5 交通灯控制线路图 如图 2-5所示 图2-5 系统线路图第3章 程序设计3.1 流程介绍本论文主要的工作就是通过一个交通信号灯系统的硬件、软件的设计来实现红绿灯的正常工作，具体工作安排大概描述为：一是根据系统控制要求设计硬件电路,这里是用PROTEUS软件来完成；二是根据硬件电路编写相应的程序流程图,然后编写相关程序,这里程序的编制主要是用Ke

32、ilC51软件来完成；三是在KEIL上用已经编好的程序生成.hex文件载入到PROTEUS中，实现PROTEUS与KEIL的联调，完成调试和仿真，观察调试结果是否满足设计要求，若不满足需要继续检查程序和其他情况直至实现正确的仿真为止。四是按成功仿真的原理购买电子元件进行硬件实物焊制，完成整个系统设计。交通信号控制器设计的具体流程图如图3-1所示:确定设计方案使用PROTEL设计电路图根据电路图编写程序流程图使用KEIL编写程序调试在PROTEUS中仿真生成.HEX文件购买元件焊制硬件实物完成设计不成功成功不成功成功图3-1 交通信号控制器设计的具体流程图3.2 主程序流程图本系统有两个状态：设

33、置状态和显示状态，设置状态时通过键盘来设置4个路口的通行时间（默认4个路口的通行时间相同，各为25s），被设置的路口数码管会闪烁显示；显示状态中又分了东边路口指示直行通行，南边路口指示直行通行，西边路口指示直行通行，北边路口指示直行通行四个显示状态；四个路口数码管显示倒计时时间。 主程序流程如图 3-2所示：上电后为显示状态，系统按照默认的倒计时时间进行倒计时显示，从东边路口通行状态开始，按照东、南、西、北的方式顺序进行；在显示的过程中，如果有KEY1键按下，则进入设置状态。 设置状态时，按KEY1进入第一个路口的指示通行时间设置，按KEY2和KEY3进行设置，设置完成后按KEY1切换到下一个

34、路口设置，四个路口都设置完成后，先判断设置是否正确，如果不正确，返回继续设置。 由于一个路口通行完成后，需要等待其他三个路口通行完成，所以等待的最大时间为其他三个路口的通行时间之和，如果其他三个路口的直行时间之和大于100，系统就认为设置出错，这是因为数码管最多显示90。 开始初始化为显示状态设置状态？N键盘扫描，取键值YKEY1?KEY2？KEY3?确认YYYYYYYYYNNNNNNNNN加一减一重新设置闪烁显示全部设置完成？设置正确？设置为显示状态计算东边路口指示的通行时间和其他路口指示的等待时间设置为东边路口直行通行状态。东边路口指示直行通行设置为南边路口直行通行状态。南边路口指示直行通

35、行设置为西边路口直行通行状态。西边路口指示直行通行设置为北边路口直行通行状态。北边路口指示直行通行设置为设置状态是否为显示状态？是否为显示状态？是否为显示状态？是否为显示状态？图 3-2 主程序流程图3.3 具体程序的实现3.3.1每秒钟的设定延时方法可以有两种一中是利用AT89S51内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。3.3.2.计数器初值计算定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到TH和TL中的。他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此，我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为C和计数初值设定为TC 可得到如下计算通式： TC

36、=M-C式中，M为计数器摸值，该值和计数器工作方式有关。在方式0时M为213 ；在方式1时M的值为216；在方式2和3为283.3.3.计算公式M1M2工作方式00方式0，为13位定时器/计数器01方式1，为16位定时器/计数器10方式2，为初值自动重装的8位定时器/计数器11方式3，仅T0有效，将T0分为两个8位定时器/计数器 表3-1 计数器工作方式 如表3-1，T=（MTC）T计数 或T计数，T计数是单片机时钟周期的倍；为定时初值，如单片机的主脉冲频率为，经过分频。方式213微秒毫秒方式216微秒毫秒显然秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这

37、个问题。3.3.4.秒的方法我们采用在主程序中设定一个初值为的软件计数器和使定时毫秒这样每当到毫秒时就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断服务子程序中，先使软件计数器减，然后判断它是否为零。为零表示秒已到可以返回到输出时间显示程序。3.3.5. 软件延时AT89S51的工作频率为12MHZ，机器周期与主频有关，机器周期是主频的12倍，所以一个机器周期的时间为12*（1/12M）=1us。我们可以知道具体每条指令的周期数，这样我们就可以通过指令的执行条数来确定1秒的时间。第4章 实物制作与说明4.1原材料的选择与采购本次设计在原材料的选择与采购上做到了设计最优化,即用最小的开支,

38、获得性价比较高的元器件和材料。设计中，印刷电路板采用单面板，给人看起来没有太复杂的感觉。选元器件时，尽量选择能使电路简化的器件。例如，为了不增大电路板的体积及减小功耗，本设计采用ATMEL公司的89C52单片机，体积小，工作电压低。4.2印刷电路板的设计与制作电路板的设计与制作是整个电路制作过程中比较重要的一步，如果电路板做不好，再好的电路设计也不行。下面就对简单电路板的设计及制作过程做一个简单的介绍。1、利用Protel 99SE画原理图。在画原理图的时候为了电路板比较好看，要注意布局，同时还得注意元件封装，命名等。画好原理图后要对其进行电气检测，检查原理图是否有错，同时还要创建网络表为下一

39、步的工作做好准备。2、PCB版图的设计。在对PCB图设计时首先要添加封装库，这样原理图中给予的封装才能有效，然后调入网络表看原理图的封装，命名等是否有错，如果没错便可进行下一步操作。对其进行布线，首先先对布线规则作一些必要的设置，如焊盘的大小，导线的粗细等。做好这些设置后便可进行自动布线，自动布线后如果布线不是很理想还可用手动布线进行手动修改，这样PCB图就画好了。3、电路板的制作。把设计布局好的PCB图打印出来之后，然后进行压板、腐蚀、钻孔。注意，腐蚀之前要检查是否有断线及焊盘的脱落等。4、元件的焊接。元件焊接的时候要先查看跳线，首先焊接所有的跳线，其次再焊接分离元件，最后焊接集成块和外接的

40、引线。当然为了美观在布线中最好不要出现跳线。5、整体检查。查看是否有断线和虚焊等。6、烧录程序第5章 调试、测试、数据及结果分析5.1.调试采用先分别调试各单元模块，调通后再进行整机调试的方法，以提高调试效率。1. 红黄绿三灯循环测试：使时间显示和红黄绿三灯循环转换三种状态；利用开发板进行调试。2. 黄灯闪烁和显示禁止通行、慢行符号测试：通过黄灯端口取反完成闪烁状态，通过查表来完成符号显示。调度过程中有时是乱码，这时要看怎么回事，检查自己给定的码元有没有错，经过调试多次，最终成功了。3. 键的测试：设置键K1启动/暂停，通过启动/停止定时器来实现；键K2来切换红黄绿三灯的状态，由于刚开始切换但

41、红黄绿灯在运行程序过程中出现有两种灯亮的状态，是没有给定正确的状态切换值，后来我改一下，利用开发板进行调试成功了；键K3实现时间加1秒；键K4实现时间减1秒；在调试的过程中，由于键K4按到为0时，偶然出现一些乱码，这时我经过仔细看现象，发现是循环没有处理好，经过多次，最终调好了，这里我调试了好久，由于没有让它循环，不是这里好了，就是那里出了点问题4. 把各个部分调试好了，我想实现的功能基本上实现了。5.2状态灯显示测试当电路连接完毕后，将写好的测试程序刷写到芯片内，K1 和K2分别给端口送高电平和低电平，通电即可检测。5.3数码管的测试将串口的和电路板上的接口连接，将写好的测试程序刷写到芯片内

42、，开电源即可测试。5.4整体电路测试系统上电，刷写好程序即可开始测试，观测一个周期（共计S1S4四个状态，默认140秒）灯的显示状态是否正常，同时观察倒计的计数是否正常。第6章 使用说明1.当按下K1时，启动（暂停）交通灯程序：东西主道路亮红灯15秒，此道车辆禁止通行同时显示一个“三”符号表示禁止通行，东西道行人可通过；南北主道路亮绿灯10秒，此道车辆通过，行人禁止通行；等绿灯熄灭后南北立即黄灯闪烁，此时时间是5秒，显示一个“H”表示车辆慢行，同时警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换；等黄灯熄灭后东西立即亮绿灯10秒，显示一个 “|”表示车辆畅通无阻，此时南北主道路B亮红灯15秒，显示一个“三

43、”符号表示禁止通行；等东西绿灯熄灭后东西立即亮黄灯，此时黄灯是闪烁5秒，同时是警告人和车辆慢行，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换；接着按以上循环。2.当按下K2时，切换红黄绿三灯亮的状态：显示东西红灯亮南北绿灯亮的时间；显示东西黄灯亮南北黄灯亮的时间；显示东西绿灯亮南北红灯亮的时间；这样交警指挥员可以随时根据东西南北两主道路的车辆行人流量来控制东西南北两主道路的红黄绿三灯的时间，让车辆行走畅通无阻，从而减小交通压力；3.当按下K3时，对时间进行加一秒；4.当按下K4时，对时间进行减一秒；第7章 总结在指导老师的辛勤指导下，终于将交通灯的设计完成了。回顾起此次毕业课程设计，我仍感慨颇多，学到了很多的东西。同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在实际设计中才发现