简易交通灯讲解

单片机课程设计

——简易交通灯的设计

摘要

本次单片机课程设计利用AT89C51单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭30s，并用LED灯显示倒计时时间，最终完成一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。简要设计思路如下：

假设一个十字路口为东南西北走向。初始状态0：为东西绿灯亮，南北红灯亮；然后转状态1：东西绿灯亮黄灯亮，南北红灯亮黄灯亮；过后转状态2：东西红灯亮，南北绿灯亮；再转状态3：东西红灯亮黄灯亮，南北绿灯亮黄灯亮。一段时间后，又循环至状态0。中间可通过中断按钮产生中断，跳入中断程序执行中断。

列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）

状态北西南东

绿黄红绿黄红绿黄红绿黄红

0 001 100 001 100

1 011 110 011 110

2 100 001 100 001

3 110 011 110 011

对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。

通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。

通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。

通过脉冲中断编写中断程序，可实现中断。

本次单片机课程设计，旨在熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高动脑和动手的能力。通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器及中断的使用方法，和简单程序的编写，最终提高逻辑抽象能力。

目录

1 概述

1.1 AT89C51芯片的介绍

1.2 Proteus ISIS和KEIL仿真软件的介绍和使用

2 设计任务和要求

2.1 任务

2.2要求

2.3总体思想

3 方案的选择及论证

3.1设计原理及分析

3.2硬件资源及分配

4 实际制作和调试

4.1 设计原理图

4.2 元器件清单

4.3程序流程图

4.4Proteus软件仿真图

4.5成品图

4.6电路PCB板图

4.7调试

5 实验数据记录，测试结果分析

6 课程设计总结

7 参考文献

1.概述

1.1、AT89C51单片机简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51单片机的主要特性

与MCS-51 兼容，4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：10年，全静态工作：0Hz-24Hz，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源（两个外部中断源和3个内部中断源），可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。

·时钟电路：

时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。

·中断系统：

中断系统的作用主要是对外部或内部的终端请求进行管理与处理。AT89S51共有5个中断源，其中又2个外部中断源和3个内部中断源。

图3 AT89C51系列单片机的内部结构示意图

图4 AT89C51引脚图

1.2、Proteus ISIS和KEIL仿真软件的介绍和使用

Proteus具有和其他EDA工具一样的原理图编辑、印刷电路板(PCB)设计及电路仿真功能，最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化，如图2-1所示。通过Proteus软件的VSM(虚拟仿真模式)，用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件等电子线路进行系统仿真。 Proteus软件由ISIS和ARES两部分构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件，ARES是一款高级的PCB布线编辑软件。Proteus ISIS是一种操作简便而又功能强大的原理图编辑工具，它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点有：

●实现了单片机仿真和SPICE电路仿真的结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

●支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

●提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。

●具有强大的原理图绘制功能。

2.设计任务和要求

任务：设计一个带倒计时显示，能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统

要求：利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示器

倒计时间30s 。1、东西绿灯亮，南北红灯亮 2、东西红灯亮，南北绿灯亮 3、红绿灯转换前3s 黄灯亮。

设计总体思想：设计时采用单位的8段数码管共8各，用AT89C51的P0口控制十位的数码管，P2口控个位的数码管。P1口的相应位控制LED 灯。利用中断功能来实现带倒计时的建议交通灯的设计。

3.方案的选择和论证 3.1设计原理分析

1、首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如上图所以，为东南西北走向。初始状态0：为东西绿灯亮，南北红灯亮；然后转状态1：东西绿灯亮黄灯亮，南北红灯亮黄灯亮；过后转状态2：东西红灯亮，南北绿灯亮；再转状态3：东西红灯亮黄灯亮，南北绿灯亮黄灯亮。一段时间后，又循环至状态0。中间可通过中断按钮产生中断，跳入中断程序执行中断。 列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）

状态 北 西 南 东 绿黄红

绿黄红

绿黄红

绿黄红

0 001 100 001 100 1 011 110 011 110 2 100 001 100 001 3

110

011

110

011

2、对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O 口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。

3、通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。

人行道

人行道

人行道

人行道

4、通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。

5．通过脉冲中断编写中断程序，可实现中断。

3.2源及其分配

主要用到的硬件：P1口、P2 …… 此处隐藏：5971字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……