1、 单片机原理及应用课程设计论文单片机原理及应用课程设计论文 交通信号灯模拟控制设计交通信号灯模拟控制设计 目录 单片机原理及应用课程设计论文 . - 1 - 交通信号灯模拟控制设计 . - 1 - 一、设计目的及意义 . - 1 - 二、设计要求 . - 2 - 三、总体设计方案 - 3 - 四、硬件和软件设计 . - 4 - 4.1 硬件分析. - 4 - 4.1.1 AT89C51 . - 4 - 4.1.2 四位七段数码管 - 5 - 4.2 设计原理图 - 5 - 4.3 信号灯的控制及控制编码 . - 6 - 4.4 设计流程图 - 7 - 四、心得体会 . - 8 - 五、 附录
2、- 9 - 参考源程序 - 9 - 单片机原理与接口技术课程设计 - 1 - 交通信号灯模拟控制设计交通信号灯模拟控制设计 一、设计目的及意义 设计一个单片机控制交通信号灯，使其能模拟 城市“十字”路口交通信号 灯的功能，该交通信号灯控制器由一条主干道 （东西方向）和一条支干道（ 南 北方向）汇合成十字路口，即主干道的通行时 间与从干道的通行时间相同。 在 每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯 亮禁止通行，绿灯亮允许通行 ， 黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外 。用红、绿、黄发光二极管作 信 号灯。所谓模拟，就是以红、黄、绿色三只共 两组（因为东、西方向信号灯 的 变化情况相同，用一
3、组发光二级管；南、北方 向信号灯的变化情况相同，用 一 组发光二级管）发光二级管（LED)表示交通信号灯。 在一十字路口设置交通灯，并用单片机对其进 行合理的控制。 控制要求东 西： 绿灯 黄灯 红灯 ，南北： 红灯 绿灯 黄灯。 在正常情况下，两干道的交通灯按图 1 进行转 换，并以倒计数的方式将剩 余时间显示在每个干道对应的两位 LED 数码管上。 利用单片机设计实际生活中的交通灯，既提高 了我们的实际动手能力，又 能深刻的理解单片机在生活中的实际应用，使我们受益匪浅。 单片机原理与接口技术课程设计 - 2 - 二、设计要求 设计完成后按交通状态图实现以下功能： 1.初始东西红灯亮，南北绿
4、灯亮，南北方向通车。 2.延时 20s，南北路口绿灯熄灭，黄灯闪烁 3 秒。 3.黄灯闪烁后，南北路口红灯亮、东西路口绿灯亮，东西方向开始通车。 4.延时 20s，东西方向绿灯灭，黄灯闪烁 3 秒，然后切换成南北方向通车， 如此重复。 红红 绿绿 黄黄 红红 绿绿 黄黄 红 红绿 绿黄黄 红 红绿 绿黄黄 红红 绿绿 黄黄 红红 绿绿 黄黄 红 红绿 绿黄黄 红 红绿 绿黄黄 南南 北北 西西东东A B B A 红红 绿绿 黄黄 红红 绿绿 黄黄 红 红绿 绿黄黄 红 红绿 绿黄黄 红红 绿绿 黄黄 红红 绿绿 黄黄 红 红绿 绿黄黄 红 红绿 绿黄黄 南南 北北 西西东东A A BB 图 1
5、 交通状态图（黑色表示亮，白色表示灭） 单片机原理与接口技术课程设计 - 3 - 三、总体设计方案 倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生 改变的时间、在“停止”和 “通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行 人普遍都愿意选择有倒计时显 示 的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路 口更安全。倒计时显示是用来 减 少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂 判断的 1 种方法，它可以提醒 驾 驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停 止”和“通过”两者间作出合 适 的选择。 因此本设计采用加入倒计时显示，以 AT89C51 单片机为控制核心，利用单 片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红 、绿
6、、黄灯交替点亮和熄灭， 并 且利用 4 只 LED 数码管实时显示通行、等待及 禁止的剩余时间。用 6 只发光 二 级管作为红、绿、黄灯指示。 本设计的总体框图如图 2. 8051 单片机单片机 最小系统最小系统 外围电路外围电路 红绿黄红绿黄 信号灯信号灯 LED数码数码 显示显示 图 2 系统的总体框图 本设计方案用到以下元器件： 1、AT89C51 单片机及其外围器件。 2、四位七段数码管一个。 3、6 只发光二级管。 单片机原理与接口技术课程设计 - 4 - 四、硬件和软件设计 4.1 硬件分析 4.1.1 AT89C51 交通信号灯的控制电路中的核心是 AT89C51 单片机，其内部带 有 4KB 的 FLASH，无 须扩 展程 序 存储 器； 交通 灯 的控 制没 有大 量的 运 算和 暂存 数据 ， AT89C51 芯片内的 128BRAM 已经满足要求，所以 不必外扩 RAM，硬件电路 原 理图如图 3 所示。 AT89C51 是一种带 4K 字 节闪存可编程可擦除只读存储 器 （FPEROMFlash Programmable and Erasable
