基于c語言單片機十字交通燈課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程名稱：單片機課程設(shè)計</p><p>　　報告題目：十字路口交通燈控制</p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　所在學(xué)院：</b></p><p&

2、gt;<b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　學(xué)生學(xué)號：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　2013年12月25 日</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)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(biāo)準(zhǔn)時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)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(shè)計交通燈控制器，系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展性強。本設(shè)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(shè)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(shù)碼顯示系統(tǒng)、復(fù)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(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。 軟件上采用C51編程，主要編寫了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時程序等。經(jīng)過整機調(diào)試，實現(xiàn)了對十字路口交通燈

5、的模擬。</p><p>　　關(guān)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(shè)計要求與原理器件介紹………………………………………………………1</p&

6、gt;<p>　　2.1、設(shè)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(shè)計及總原理圖……………………………………………………4</p><p>　　4.1、程序設(shè)計……………………………………………………

8、……………4</p><p>　　4.2、總原理圖…………………………………………………………………6</p><p>　　五、結(jié)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機控制和電子技術(shù)以及大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使得現(xiàn)代電子設(shè)備得到廣泛的應(yīng)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(guān)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(jīng)廣泛地應(yīng)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(dāng)然，在十字路口交通燈的控制系統(tǒng)中，也應(yīng)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?，F(xiàn)在用單片機設(shè)計一個十字路口交通燈的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展從而導(dǎo)致了汽車數(shù)量的猛增，大中型城市的城市交通，正面臨著嚴(yán)峻的考驗，從而導(dǎo)致交通問題日益嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)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(yán)重，導(dǎo)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(jié)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(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機技術(shù)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(shè)計要求與原理器件介紹</p><p><b>　　2

12、.1、設(shè)計要求</b></p><p>　　設(shè)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(shè)計為典型的LED顯示和中斷定時電路。利用定時器

13、T0產(chǎn)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(yīng)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(shè)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(zhuǎn)

14、狀態(tài)2：東西綠燈滅，黃燈閃爍幾次，南北仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3：南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉(zhuǎn)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(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)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(jīng)過改進產(chǎn)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(yīng)的51系列增加了定時器T2并將內(nèi)部程序存貯器增加到8KB。Inter公司停止生產(chǎn)MCS-51系列單片機之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與Mcs-51兼容的單片機。我們現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)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(shù)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(nèi)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(fù)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(yīng)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(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個設(shè)備包含一個150μA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，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(qū)動器，如圖2所示： </p><p><b>　　圖-

20、2 </b></p><p>　　四、程序設(shè)計及總理圖</p><p><b>　　4.1、 程序設(shè)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(jié)論心得</b></p><p>　　在維持半個月的課程設(shè)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(yù)期的效果。所以，通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)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(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢

30、固。此次課程設(shè)計，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項目。</p><p>　　通過這次交通燈的課程設(shè)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(xiàn)實問題的能力。使我在單片機的基本原理、單片機應(yīng)用學(xué)習(xí)過程中，以及在常用編程設(shè)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(yīng)用型人

31、才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進一步的提高認(rèn)識，對已有知識有了更深層次的理解和認(rèn)識。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 由于本人的水平有限，設(shè)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(xué)和各位指導(dǎo)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(yīng)用》.高等教育出版社，2009</p><p>　　[2] 譚浩強.《C程序設(shè)計教程》.清華大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 周興華.《單片機C程序設(shè)計》