單片機(jī)交通燈課程設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告系 另別：物理系專 業(yè)：電子信息工程 指導(dǎo)教師：班 級(jí)：1504學(xué) 號(hào)：姓 名：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書院（系）：專業(yè):學(xué)號(hào)學(xué)生姓名班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù):1交通燈控制系統(tǒng)能產(chǎn)生四個(gè)方向的交通信號(hào)；2每個(gè)方向交通燈由紅、 綠和黃三個(gè)燈組成，在實(shí)驗(yàn)板上交通燈用發(fā)光二極管代替;3交通燈點(diǎn)亮?xí)r間由設(shè)計(jì)者自行確定。課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù)設(shè)計(jì)要求：1 分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán) 境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2 確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、 成本的高低及制作的難易等方面

2、作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方 案。3 設(shè)計(jì)各單元電路。總體方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè) 計(jì)。4組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右 出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字:指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī)LED 燈電路的設(shè)計(jì) 、緒 言近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同 時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用， 正在不斷的應(yīng)用 到實(shí)際生活中，并且根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。

3、 那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系 統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51為中心器 件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了通過信號(hào)燈對(duì)路面狀況的智能控制。 從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時(shí)間不合理、急車 強(qiáng)通等問題。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安 裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。二、方案比較與論證系統(tǒng)整體流程圖AT89C51顯示模晶振電1單片機(jī)顯顯電源電路1示示顯示模單片機(jī)的選擇方案論證方案一：采用可編程邏輯期間CPLD作為控制器。CPL可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、10資源 豐富、易于進(jìn)行

4、功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的 處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。 但本系統(tǒng)不需要復(fù) 雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高，且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案方案二：采用Atmel公司的單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù) 擦除1000次。該器件采用ATME高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造， 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-5指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU 和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATME的AT89C5是一種高效微控制 器，AT89C05是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C5為很多提供了一種靈活 性高且價(jià)廉的方案。綜合考慮，選擇方案二，采用Atmel公

5、司的AT89C5單片機(jī)作為控 制器。89C51單片機(jī)引腳功能說明VCC供電電壓。GND接地。P0 口： P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL 門電流。當(dāng)P0 口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為輸入。P0能夠用于 外部程序數(shù)據(jù)，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此 時(shí)P0外部必須接上拉電阻。P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P1 口 緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為 高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是

6、由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為低八位地 址接收。P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P2 口緩沖 器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi) 部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部或16位地址存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出 地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)進(jìn)行讀 寫時(shí)，P2 口輸出其的內(nèi)容。P2 口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位 地址信號(hào)和。P3 口： P3 口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉

7、電阻的雙向I/O 口，可接收輸 出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平， 并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示:口管腳備選功能RXD （串行輸入口）TXD （串行輸出口）/INTO （外部中斷0）/INT1 （外部中斷1）TO （計(jì)時(shí)器0外部輸入）T1 （計(jì)時(shí)器1外部輸入）/WR （寫選通）/RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)的高電平時(shí)間。ALE/PROG當(dāng)

8、訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，允許的用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH 地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVXMOV指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位 無效。/PSEN外部的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)兩次/PSEN有效。但在訪問存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出 現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/E

9、A保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序(OOOOH-FFFFH,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存 儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP 。XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2來自反向振蕩器的輸出。單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振電路圖7.時(shí)鐘電路XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用 外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1而XTAL2懸空。內(nèi) 部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz時(shí)鐘頻率就為6MHz晶振的頻率可以

10、在 1MHZ-24MHZ內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。 這個(gè)放 大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。 外 接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反 饋回路中。 對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求， 但電容的大小會(huì)影 響震蕩器頻率的高低、 震蕩器的穩(wěn)定性、 起振的快速性和溫度的穩(wěn)定 性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MH，z 電容應(yīng)盡可能的 選擇陶瓷電容，電容值約為2

11、2卩F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器 和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近， 以減少寄生電容， 更好地 保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。三、硬件電路設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)電路圖晶振電路的設(shè)計(jì)LED燈電路的設(shè)計(jì)0373tIR2 IL=220LF&-WET51IL_rLED-YEULOv/_DORdLLFcLfiRFFiND7LED GREEF.Rb22DD1LED PELED EIR6?20D11R8Z20KyR1 1R 2F? 13D9LED-1 =D12LEOGREENR722DLED-YELLOVi/D10L 亡RIOaoLEQ-QRrjD2 i LED-RE主要元器件選擇 主要元器件選用型號(hào)和數(shù)

12、量如表1所示:序號(hào)材料名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量元件代號(hào)1單片機(jī)AT89C511U12晶振12MHz1X13電容22PF2C1、C24發(fā)光二極管紅、黃、綠12D1-D125電阻220 Q13R1-R136電解電容器10uF1C3四、程序設(shè)計(jì)#in elude #defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intsbit RED_A=POP;sbit YELLOW_A=POX;sbit GREEN_A=P0A2;sbit RED_B=P0A3;sbit YELLOW_B=P0A4;sbit GREEN_B=P0A5;uchar Flash_C

13、o unt = 0;Operati on _Type = 1;void DelayMS(ui nt x)uchar t;while(x-)for(t=120;t0;t-);void Traffic_lig nt()switch(Operati on _Type)case 1:RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN_A=0;RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1;DelayMS(2000);Operati on _Type = 2;break;case 2:DelayMS(200);YELLOW_A=YELLOW_A;if(+Flash_Cou nt !=10)return;Flash_Cou nt=O;Operati on _Type = 3;break;case 3:RED_A=0;YELLOW_A=1;GREEN_A=1;RED_B=1;YELLOW_B=1;GREEN_B=0;DelayMS(2000);Operati on _Type = 4;break;case 4:DelayMS(200);YELLOW_B=YELLOW_B;if(+Flash_Cou nt !=10) return;Flash_Cou nt=O;Operati on _Type = 1; break;void mai n()-|while(1)Traff