1、单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计报告 设计题目：设计题目： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 信息与电气工程学院信息与电气工程学院 二零一四年六月二零一四年六月 百货大楼人车分行交通信号灯设计 自从 1858 年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年 里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社 会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更 加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能 力，减少交通事故有显著的效果。近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随 之广泛
2、应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本模拟交通灯系统利用单 片机 AT89C51 作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定 程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统 具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的 应用前景。 本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位 8 段数码管和 LED 灯显示系统。和 复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制， 利用单片机良好的控 制功能来进行设计，应用更灵活，功能更强大，也更智能化。 百货大楼人车分 行交通信号指挥灯系统，通过 C 语言编程，单片机做控制，加上 8 个 L
3、ED 灯指 示交通红绿灯、8155 控制数码管倒计时显示来实现基本功能，外加处理突发中 断情况的的紧急按钮来模拟儿童在红灯过程中误闯的情况，并有带蜂鸣器报警。 1. 设计任务 结合实际情况，基于 AT89C51 单片机设计一个百货大楼十字路口人车分行 交通信号灯系统。该系统应满足的功能要求为： (1) 交通信号由红绿灯显示； (2) 设置有倒计时提示； (3) 有儿童过马路提示。 列写交通灯变化表如表 1-1 所示。 表 1-1 百货大楼路口交通灯变化情况表 状态延时（s） 状态 维持时间 亮：人行白灯，东西、南北直行红灯 不亮：左转白灯 15s 亮：左转白灯，东西、南北直行红灯 不亮：人行白
4、灯 20s 亮：东西直行绿灯，南北直行红灯 不亮：人行白灯，左转白灯 12s 亮：东西直行黄灯，南北直行红灯 不亮：人行白灯，左转白灯 3s 亮：南北直行绿灯， ，东西直行红灯 不亮：人行白灯，左转白灯 17s 亮：南北直行黄灯， ，东西直行红灯 不亮：人行白灯，左转白灯 3s 主要硬件设备：AT89C51 单片机、8155I/O 口扩展芯片、LED 输出模块、拨 码开关、六位数码管显示器。 2. 整体方案设计 百货大楼人车分行交通信号指挥灯系统以 AT89C51 单片机作为整个系统的 控制核心，应用其强大的接口功能，构成整个交通信号指挥灯控制的硬件系统。 该系统将 C 语言编译的程序送入单片
5、机，经单片机接收后通过其端口来控制各 个模块，从而实现交通信号灯各个功能。 本系统硬件主要 AT89C51 单片机、8155I/O 口扩展芯片、LED 输出模块、 拨码开关、六位数码管显示器，蜂鸣器六部分组成。各模块的主要功能如下： (1) AT89C51 作为整个系统的控制核心，通过编程控制各个模块； (2) 8155 的功能是控制数码管显示器； (3) LED 输出模块的功能是指示两个路口的红绿灯、人行及左转白灯变化 情况； (4) 数码管显示器的功能是显示倒计时时间； （5）拨码开关的功能是在儿童误闯状况时按下，使蜂鸣器发出报警声，防止 发生交通事故。 系统的整体设计方案设计图如图 2-
6、1 所示。 电源供电电 路 AT89C51时钟电路 复位电路 8个LED灯 8155 蜂鸣器 3个2位倒计时数 码管 图 2-1 系统的整体方案设计图 3. 统硬件电路设计 3.1 时钟电路 AT89C51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器， 该高增益 反相放大器的输入端为芯片引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2。这两个引脚跨接 石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器，如图 3-1 所示。 C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL 图 3-1 AT89C51 内部时钟方式的电路图 3.2 复位电路 单片机 AT89C51 的复位是由外部的复位电路来实现的，采用了按键电平复 位电路，RST 端经电阻和电源 VCC 接通，经电容的充放电来维持两个机器周期的 高电平从而实现复位，如图 3-2 所示。 C3 10uF R1 1k R2 10k 图 3-2 按键电平复位电路图 3.3 8155I/O 口扩展芯片的基本介绍 IOPT RAM ALE 11 AD07PA07 PB07 PC05 IO/M 7 R
