1、 单片机原理及应用 课程设计报告课程设计报告 2010 2011 学年第 2 学期 题 目： 简易十字路口交通灯设计简易十字路口交通灯设计 专 业： 通信技术通信技术 班 级： 通信通信 1102 1102 学 号： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2012 年 12 月 13-17 日 - 1 - 简易十字路口交通灯设计 一、设计目的一、设计目的 1.了解交通灯管理的基本工作原理 2.掌握 80C31 工作原理和应用编程 3.掌握 80C31 计算器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方式 4.掌握动态 LED 显示 二、设计内容二、设计内容 内容：设计一个十字路口交通灯控制器。初始态东西
2、南北等全灭，程序开始运行先南 北通行 30S、东西禁止；然后，南北转黄灯；接着，东西通行 30S，南北禁止；最后，东 西转黄灯；依次循环。如果有意外发生，产生中断，红灯全亮，时间 10S. 三、总体设计三、总体设计 本设计采以用单片机 8051 作为控制器，通行时间或等待时间通过数码管以倒计时方 式显示，同时单片机 P1 口控制交通灯（红灯、黄灯、绿灯）的正常的替换工作，如果有 意外发生（交通事故）就会产生中断，东西南北红灯全亮。系统设计框图 1 如下： 80C31 交通灯 倒计时 P1 外部中断外部中断P3.2 图 1 系统框图 - 2 - 四、硬件设计四、硬件设计 因才用了 PC 机和单片
3、机试验箱接口应用平台硬件电路相对简单，利用 8031 的 P1 口对交通灯的控制、计数/定时器、中断和数码管显示构成的简易 交通灯，实验电路连接如表 1 所示。 表 1 实验连接图 连线 连接孔 1 连接孔 2 1 P7 L7（东西红灯） 2 P6 L6（东西黄灯） 3 P5 L5 (东西绿灯) 4 P4 L4 (南北红灯) 5 P3 L3（南北黄灯） 6 P2 L2（南北绿灯） 7 P3.2 负脉冲 8 KEY/LED_CS CS0 五、软件设计五、软件设计 1.1.交通灯显示时序的理论分析交通灯显示时序的理论分析 以下四图所示为红黄绿灯规则的状态图 N S W E 黄绿红 红 绿 黄 黄
4、绿红 红 绿 黄 图 2 状态 S1 南北通行 30S 东西禁止 - 3 - N W E 黄绿红 红 绿 黄 黄 绿红 红 绿 黄 图 3 状态 S2 南北转黄灯 N W E 黄绿红 红 绿 黄 黄 绿红 红 绿 黄 图 4 状态 S3 南北禁止 东西通行 30S N W 黄绿红 红 绿 黄 黄 绿红 红 绿 黄 图 5 状态 S4 东西绿灯转黄灯 - 4 - 共四种状态，分别设定为 S1、S2、S3、S42，交通灯以这四种状态为一个周期，循环 执行如图 6 所示。如果有意外发生，去处理中断，红灯全亮，时间 10S。 开始 S2 S1 S4 S3 图 6 交通灯状态循环 依据上述车辆行驶的状态
5、图，可以列出各个路口灯的逻辑表如表 1 所示（其中逻辑 值“1”代表执行通行，逻辑值“0”代表禁止通行，逻辑值“L”代表绿灯转黄灯） ： 表 2 状态逻辑表 S1 的状态 E S W N 逻辑值 0 1 0 1 显示时间 30S S2 的状态 E S W N 逻辑值 0 L 0 L 显示时间 1S S3 的状态 E S W N 逻辑值 1 0 1 0 显示时间 30S S4 的状态 E S W N 逻辑值 L 0 L 0 显示时间 1S 程序就是上述四种状态下循环转化的，一个周期四个状态，正常情况下共花费 63S。 - 5 - 2 2 交通灯显示的理论分析交通灯显示的理论分析 2.1 倒计时显
6、示的理论分析 利用 MCS-51 内部的定时器/计数器进行，配合软件延时实现倒计时。在工作之前必须 通过软件设定它的工作方式，即对寄存器 TMOD 中每位进行设定，格式如表 3 所示。 表 3 TMOD 格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CATE C/T M1 M0 CATE C/T M1 M0 其中，低四位用于决定 T0 的工作方式，高四位用于决定 T1 的工作方式，M1 和 M0 工 作方式控制位用以确定 4 种工作方式,如下表 4 所示： 表 4 M1 和 M0 控制 4 种工作方式 M1 M0 工作方式 说明 0 0 方式 0 13 位计数器 0 1 方式 1 16 位计
