1、- 1 - 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计报告课程设计报告 基于单片机的交通灯 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指 导 教 师 ：指 导 教 师 ： 学学 院院： 机电工程学院 专专 业：业： 机械设计制造及其自动 化 完 成 日 期 ：完 成 日 期 ： 2014 年 6 月 25 日 - 2 - 目 录 第一章第一章 概述概述. - 3 - 1.1 设计背景. - 3 - 第二章第二章 系统总体方案及硬件设计系统总体方案及硬件设计 - 4 - 2.1 AT89S52 单片机简介 - 4 - 2.2 系统硬件电路的设计. - 4 - 第三章第三章 软件设计软件设计 - 7
2、 - 3.1 交通灯的设计程序流程图. - 7 - 第四章第四章 ProteusProteus 软件仿真软件仿真 . - 8 - 4.1 仿真图. - 8 - 4.2 仿真步骤. - 8 - 第五章第五章 课程设计体会课程设计体会 - 10 - - 3 - 第一章第一章 概述概述 1.1 设计背景设计背景 如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多，交通事故频繁发生。交通信号灯 的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交 通事故有明显效果。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，是人们出行的安全保障。因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通 灯控
3、制系统有着现实的必要性。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。 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统 控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往 往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件 结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 本系统设计一个基于单片机的交通灯控制系统。能方便的对交通灯进行控制，使 交通更和谐。 1.2 设计任务 1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西
4、方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设 为 30 秒、支干道每次通行间为 20 秒，时间可设置修改。 2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮 5 秒钟，才能变换运行车道； 3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都 用显示器进行显示（采用计时的方法） 。 5）一道有车而另一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制） ，交通灯控制系统 能立即让有车道放行。 6）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B 道均为红灯， 紧急车由 K2 开关模拟。 - 4 - 第二章第二章 系统总体方案及硬件设计
5、系统总体方案及硬件设计 2.1 AT89S52单片机简介单片机简介 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器。片上 Flash允许程序存储 器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在 系统可编程 Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有 效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。空闲模式下，CPU 停止工作
6、，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。鉴于以上的优点 本系统采用 AT89S52 作为主控芯片，实现对整个系统的控制。 2.2 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 （1）时钟电路设计 图 2-1 时钟电路原理图 如图 2-1 所示，采用内部时钟产生方式，在 XTAL1 和 XTAL2 两端跨接晶体或陶 瓷振荡器，与内部反相器构成稳定的自击荡器。其发出的时钟脉冲直接送入片内 定时控制部件。 （2）复位电路设计 - 5 - 图 2-2 上电+按钮电平复位电路原理图 如图 2-2 所示，采用上电+按钮电平复位方式，当按下按钮时，RST 管脚高电平 触发。为保证复位可靠，RC 时间常数应大于两个机器周期，一般电容去 22uF， 电阻取 1K。 （3）灯控制电路设计 图 2-3 交通灯状态显示电路 如图 2-3 所示，交通灯状态显示电路由东西南北四个方向各三个 LED 灯组成， 分别显示四个方向上红、 黄、 绿三个状态， 用以指示十字路口各方向车辆的行驶。 通过软件编程，可使路口交通变化情况为：南北方向（主干道）车道和东西方向 （支干道）车道两
