基于c語言單片機十字交通燈課程設計

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　課程名稱：單片機課程設計</p><p>　　報告題目：十字路口交通燈控制</p><p><b>　　學生姓名：</b></p><p><b>　　所在學院：</b></p><p&

2、gt;<b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　學生學號：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p>　　2013年12月25 日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p>&

3、lt;p><b>　　摘要</b></p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖。它主要由控制器、定時器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該 系統(tǒng)中定時器和控制器的標準時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經驅動電路后驅動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時器和譯碼器的工作。</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機AT89C51

4、為中心器件來設計交通燈控制器，系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展性強。本設計就是采用單片機模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計時時間。本設計系統(tǒng)由單片機I/O口擴展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數碼顯示系統(tǒng)、復位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計時等功能，較好的模擬實現了十字路口可能出現的狀況。 軟件上采用C51編程，主要編寫了主程序，LED數碼管顯示程序，中斷程序延時程序等。經過整機調試，實現了對十字路口交通燈

5、的模擬。</p><p>　　關鍵詞：單片機AT89C51；運算器；控制器；譯碼器</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、概述………………………………………………………………………………1</p><p>　　二、設計要求與原理器件介紹………………………………………………………1</p&

6、gt;<p>　　2.1、設計要求…………………………………………………………………1</p><p>　　2.2、工作原理…………………………………………………………………1</p><p>　　2.3、電路分析…………………………………………………………………2</p><p>　　三、器件選擇………………………………………………………………………

7、…2</p><p>　　3.1、單片機選擇………………………………………………………………2 3.2、編碼器選擇………………………………………………………………3</p><p>　　四、程序設計及總原理圖……………………………………………………4</p><p>　　4.1、程序設計……………………………………………………

8、……………4</p><p>　　4.2、總原理圖…………………………………………………………………6</p><p>　　五、結論與心得………………………………………………………………………6</p><p>　　六、參考文獻……………………………………………………………………7</p><p><b>　　一、概述</b&

9、gt;</p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，特別是計算機控制和電子技術以及大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使得現代電子設備得到廣泛的應用。其中，單片機作為微型計算機的一個重要的分支，受到人們的重視和關注，發(fā)展快速。由于單片機具有抗干擾能力強，可靠性高，靈活性好，環(huán)境要求不高，價格低廉，開發(fā)容易等特點，它已經廣泛地應用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、家用電器、電力電子等各個方面。當然，在十字路口交通燈的控制系統(tǒng)中，也應用

10、的非常的廣泛。十字路口交通燈控制系統(tǒng)指揮著人和車的安全運行，是解決城市交通問題的重要手段和有效途徑，這樣減少了交通事故，提高了道路的安全度。現在用單片機設計一個十字路口交通燈的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　由于我國經濟的快速發(fā)展從而導致了汽車數量的猛增，大中型城市的城市交通，正面臨著嚴峻的考驗，從而導致交通問題日益嚴重，其主要表現如下：交通事故頻發(fā)，對人類生命安全造成極大威脅；交通擁堵嚴重，導致出行時間增加

11、，能源消耗加大；空氣污染和噪聲污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成為人們司空見慣而又不得不忍受的問題，在這種背景下，結合我國城市道路交通的實際情況，開發(fā)出真正適合我們自身特點的智能信號燈控制系統(tǒng)已經成為當前的主要任務。隨著電子技術的發(fā)展，利用單片機技術對交通燈進行智能化管理，已成為目前廣泛采用的方法。</p><p>　　二、設計要求與原理器件介紹</p><p><b>　　2

12、.1、設計要求</b></p><p>　　設計一個十字路口交通燈控制器。用單片機控制LED燈模擬指示。模擬東西方向的十字路口交通信號控制情況。東西向通行時間為80s，南北向通行時間為60s，緩沖時間為3s。</p><p><b>　　2.2、工作原理</b></p><p>　　本設計為典型的LED顯示和中斷定時電路。利用定時器

13、T0產生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對兩個方向分別顯示紅、綠、黃燈，以及相應的剩余時間即可。值得注意的是，需要意識到，A方向紅燈時間=B方向綠燈時間+黃燈緩沖時間這一常識</p><p><b>　　2.2、電路分析</b></p><p>　　假設一個十字路口的南北方向為A,東西方向為B。分為以下幾個狀態(tài)：狀態(tài)1：南北紅燈，東西綠燈通車。過一段時間轉

14、狀態(tài)2：東西綠燈滅，黃燈閃爍幾次，南北仍然紅燈。再轉狀態(tài)3：南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉狀態(tài)4：南北綠燈滅，閃幾次黃燈，東西仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。 </p><p><b>　　三、器件選擇</b></p><p><b>　　3.1、單片機選擇</b></p><p>　　一、AT89C51芯片，它是一種帶

15、4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器 ，該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容 。單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。在MCS-51系列單片機中，有兩個子系列：51子系列和52子系列。每個子系列有諾干中型號。51系列有8051、8751和8031三個型號，后

16、來經過改進產生了80c51、87c51、80c31三個型號；52系列有5021、8752、8032三個型號，改進后的型號是80c52/87c52、80c32。改進后的型號更加省電。52系列比對應的51系列增加了定時器T2并將內部程序存貯器增加到8KB。Inter公司停止生產MCS-51系列單片機之后將生產權轉讓給了許多其他公司，于是出現了許多與Mcs-51兼容的單片機。我們現在使用比較的多的是AT89C51/AT89s51等。。改它的引

17、腳分配圖如下圖1所示：</p><p><b>　　圖-1 </b></p><p>　　AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工

18、作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 </p><p>　　這里將用P1口作為車道交通燈控制輸出口，分別對應南北方向上的綠黃紅燈和東西方向上的紅黃綠燈。</p><p><b>　　3.2、編碼器選擇</b></p>

19、;<p>　　二、MAX7219/MAX7221同樣允許用戶對每一個數據選擇編碼或者不編碼。整個設備包含一個150μA的低功耗關閉模式，模擬和數字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數據，還有一個讓所有LED發(fā)光的檢測模式。這里選用MAX7219芯片。 MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅動器，如圖2所示： </p><p><b>　　圖-

20、2 </b></p><p>　　四、程序設計及總理圖</p><p><b>　　4.1、 程序設計</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　void

21、 diyi();</p><p><b>　　uchar t;</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　diyi();</b></p><p><b>　　whil

22、e(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void diyi()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0xbf;P0=0xbf; </p><p>　　TMOD=0x01;</p>

23、<p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b&

24、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void exer1() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar t1;</b></p><p>　　TH0=(65536

25、-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　t1++;</b></p><p>　　if(t1==20)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　t1=0;<

26、;/b></p><p><b>　　t++;</b></p><p><b>　　if(t==3)</b></p><p>　　{ P2=0x9f; P0=0x0f; }</p><p><b>　　if(t==63)</b></p><p>

27、　　{ P2=0x9f; P0=0xff; }</p><p><b>　　if(t==66)</b></p><p>　　{ P2=0x9f; P0=0xf0; }</p><p>　　if(t==146)</p><p>　　{ P2=0x9f; P0=0xff; t=0; }</p><

28、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.2、總原理圖</b></p><p><b>　　五、結論心得</b></p><p>　　在維持半個月的課程設計里，讓我明白了理論與實踐的真正區(qū)別

29、，即使理論正確無誤，但在實踐過程中也許不能達到預期的效果。所以，通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢

30、固。此次課程設計，學到了很多課內學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現差錯的隨機應變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應該更輕松，自己也都能扛的起并高質量的完成項目。</p><p>　　通過這次交通燈的課程設計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決現實問題的能力。使我在單片機的基本原理、單片機應用學習過程中，以及在常用編程設計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應用型人

31、才打下良好的基礎。綜合課程設計讓我把以前學習到的知識得到鞏固和進一步的提高認識，對已有知識有了更深層次的理解和認識。在此，由于自身能力有限，在課程設計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關書籍、資料以及和周圍同學交流得到解決。 還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對于我們學以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠為我們以后的工作于學習打下基礎。 由于本人的水平有限，設計中難免會有一些不合理的部分，系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待提高。 最后，對在

32、這個專周幫助我的所有同學和各位指導老師再次表示衷心的感謝！</p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　[1] 張毅剛.《單片機原理及應用》.高等教育出版社，2009</p><p>　　[2] 譚浩強.《C程序設計教程》.清華大學出版社</p><p>　　[3] 周興華.《單片機C程序設計》