1、 单片机课程设计论文 智 能 交 通 灯 模拟智能交通灯模拟智能交通灯 摘摘 要要 本设计是针对交通灯系统的设计，由于车辆的增多，所以交灯在现代道路交 通中起着越来越重要的作用。为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管 理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力，提高交通效率，促进和谐交 通的建立。本次设计由单片机 AT89C52、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示， 对每一位数码分时轮流通电显 示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特 殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫 描
2、，已采取相应情况的处理。对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序 载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括基本的交通灯的功能.具体功能 是假如东西道和南北道交替红绿灯控制通行，有紧急车辆要求通过时，系统要能 禁止普通车辆通行，所有道均为红灯，紧急车由 K1开关模拟。当道路系统出现 掉电等突发事故时会有报警功能，掉电报警由开关 K2模拟实现。绿灯转换为红 灯时黄灯亮5秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、紧急情况处理、以 及根据具体情况手动控制等功能。 关键词：关键词：AT89C52；中断；定时器 1 1 引言引言 交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关，是人们
3、出行的安全保障。如今随着人们生活水平的提高，对交通管制也提出了更高的要求，因此提供 一个可靠、 安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。本设计是根据 单片使机原理就交通灯的系统作出的，该设计在熟练掌握单片机原理及其应用技 术的使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术、proteus 软 件 等 课程方面的知识，设计一个采用 AT89C51单片机控制的交通灯控制电路。能方便 的对交通灯进行控制，使交通更和谐。 2 2方案设计与论证方案设计与论证 2.1 2.1 总体方案描述总体方案描述 本次设计是通过单片机最小系统对外部设备进行控制来实现的，具体是用单 片机内部的定时
4、器中断进行一秒定时，让数码管显示当前的倒计时时间，当定时 器计时到一秒时控制数码管显示低位减一，低位减到零时高位数码管减一。根据 预设的红绿灯时间当到预定时间时切换相应的红绿黄三个灯的亮灭， 来实现交通 灯的功能。为了能够应对突发情况，设置了两个外部中断，一个是当出现外部设 备掉电货损坏时触发报警，提醒及时维修防止意外发生。第二个是当有特殊车辆 如救护车等时四个路口的红灯全部亮数码管全部亮， 特殊车辆通过时恢复原来的 情况，保证特殊车辆顺利通过。 51 单 片 机 时时 钟钟 电电 路路 复复 位位 电电 路路 交交 通通 灯灯 数数 码码 管管 位位 选选 段段 选选 紧紧 急急 情情 况况
5、 处处 理理 图2.1 总体方案原理图 2.2 2.2 微处理器模块的比较与论证微处理器模块的比较与论证 方案一：用单片机 MSP430F169作为系统的主控核心。此单片机具有体积小， 使用灵活的，易于人机对话和良好的数据处理，有较强的指令寻址和运算功能等 优点。 方案二： 89C51单片机是 MC-51中的子系列， 是一组高性能兼容型单片机， AT89C51 是一个低功耗高性能的CMOS8位单片机， 40个引脚， 片内含4KB的FlashROM和128B 的 RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本次设计是模拟交通灯程序不是很复杂所以采用方案二。 2.3 2
6、.3 显示数码管的选用显示数码管的选用 方案一：双位一体数码管。具有体积小功耗小电路简单等特点 方案二：单位的数码管。显示清晰，不易损坏。 综合考虑采用方案一。 3 3 系统硬件、软件的实现系统硬件、软件的实现 3.1 3.1 系统硬件实现系统硬件实现 本次设计使用了四个共阳极双位一体数码管， 在四个路口各有一个显示倒计 时，四个路口各有一组交通灯，用 P0口进行位选控制，选择具体是那个路口和 那个位的选通，再用 P2口进行段选，选择相关位具体显示什么数字。P1口进行 控制三个灯的选通，P3.2口和 P3.3口作为外部中断触发的接口。P0.5口和 P0.6 口作为蜂鸣器和指示灯的控制接口。具体电路如下图所示。 图3.1.1 系统总体电路图 3.2 3.2 单片机时钟电路单片机时钟电路 本次单片机时钟采用的是12M 晶振， 每个时钟周期是1s,定时器设置初值为 50000，每次定时中断时间是50ms,进20次为一秒。具体电路下图所示。 图3.2.1 单片机时钟电路图 3.3 3.3 单片机复位电路单片机复位电路 单片机采用外部按键复位，使单片机能够在出
