交通灯实验报告

学校代码：11460南京晓庄学院本科生毕业综合设计交通灯控制系统设计traffic light control system design院 系：物理与电子工程学院专业 : 电子信息科学与技术成 员：郁艇妹 （ 08409244）周纬璐 （08409247）交通灯控制系统设计实验一设计目的1. 通过本次课程设计进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，巩固和加深“单片 机原理与应用”课程的基本知识，掌握电子设计知识在实际中的简单应用。2. 综合运用“单片机原理与应用”课程和先修课程的理论及生产实际知识去分析和解决 电子设计问题，进行电子设计的训练。3. 学习电子设计的一般方法，掌握 at89c52 芯片以及简单电子设计过程和运行方式， 培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计能力。4. 通过计算和绘制原理图、布线图和流程图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅 有关技术资料等，培养电子设计的基本技能。5. 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统全过程， 为今后从事的工作打基础。二设计要求1.利用单片机的定时器定时，实现道路的红绿灯交替点亮和熄灭。2以at89c52单片机为核心，设计一个十字路口交通灯控制系统。用单片机控制led灯 模拟交通信号灯显示。假定东西、南北方向方向通行（绿灯）时间为25 秒，缓冲（黄灯）时 间5秒，停止（红灯）时间35秒。3. 南北方向、东西方向车道除了有红、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）。三实验原理1. 基本原理主体电路：交通灯自动控制模块。这部分电路主要由80c51单片机的i/o端口、定时计 数器、外部中断扩展等组成。本设计先是从普通三色灯的指示开始进行设计，用pl 口作为输出。程序的初始化是东西 南北方向的红灯全亮。然后南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮， 60 秒后东西方向黄灯闪亮 5 秒后南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。重复执行。倒计时用到定时器tO,用p2 口作为led 的显示。二位一体的led重复执行60秒的倒计时。作为突发事件的处理，本设计主要用到外 部中断exO。用一模拟开关作为中断信号。实际中可以接其它可以产生中断信号的信号源。2. 芯片 at89c52at89c52是一个低电压，高性能cmos 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（ram），器件采用atmel 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准mcs-51指令系统，片内置通用8位中央处 理器和flash存储单元，功能强大的at89c52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。at89c52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（i/o）端口，同时内含2个外中断口， 3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，at89c52可以按照常规 方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和flash存储器结合在一起，特别是 可反复擦写的flash存储器可有效地降低开发成本。主要功能特性：?兼容mcs51指令系统？ 8k可反复擦写（&gt ;1000次）flashrom? 32个双向 i/o 口? 256x8bit 内部 ram? 3 个 16 位可编程定时/计数器中断 ? 时钟频率 0-24mhz? 2 个串行中断? 可编程 uart 串行通道? 2 个外部中断源? 共 6 个中断源? 2 个读写中断口线? 3级加密位? 低功耗空闲和掉电模式 ?软件设置睡眠和唤醒功能四 实验流程图（一）实现方法（1）在设计中利用软件程序延时的方法来控制红（绿）的亮的时间。考虑延时时间较长 所以先用tO产生终端然后通过计数的方法来实现延时。利用pl 口的pl.l、pl.2、pl.3作 为红绿灯控制端口。（2）南北向的绿灯连在一块，东西向的红灯连在一块，他们一块与pl.l相连。同样南 北向的红灯连在一块，东西向的绿灯连在一块，他们一块与pl. 2相连，四个黄灯连在一块 与 p1.3 相连。（二）流程图五硬件设计1 单片机的结构2主要元器件选择（1）. 开关管的选择： button 按钮（ 2）. led 发光二极管 ledred， ledyellow ， ldegreen （ 3）. 二位一体数 码管 7seg-mpx2-cat-red:共阳数码管（红色）（4） . pn4249:驱动三极管（5） . at89s51 系列单片机3设计显示部分led数码显示部分。led数码显示部分由七段数码显示管组成。发光二极管显示原理： 发光二极管是采用砷化镓、镓铝砷和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个pn结，具 有单向导电性。发光二极管在制作时，使用的材料不同，那么就可以发出不同颜色的光。 当定时器定时为1秒，时程序跳转到时间显示及信号灯显示子程序，它将依次显示信号 灯时间 ，同时一直显示信号灯的颜色，这时在返回定时子程序定时一秒，在显示黄灯的下一 个时间，这样依次把所有的灯色的时间显示完后在重新给时间计数器赋初值 ，重新进入循环。六软件设计1单片机中断系统基本结构 中断是一项重要的计算机技术，是处理正常工作与紧急状态的好办法，是实现人机实时 交互的重要途径，在单片机应用系统中，中断技术得到了广泛应用。下面详细介绍单片机中 断系统基本结构、与中断相关的特殊寄存器的设置及中断应用系统编程方法。当 cpu 查询到系统有中断请求时，如果系统处于中断允许状态， cpu 将停止当前的工作， 响应中断请求，转向中断服务，中断服务完成后，返回原程序继续执行当前任务，这叫单片 机中断。8051系列单片机中断系统结构如图3.7所示。能让cpu产生中断的信号源叫中断源。8051 单片机有 nt0、int1、t0、t1、ti、ri 六个中断源，但只有 ex0、et0、ex1、et1、es图：单片机中断系统基本结构intO、inti：外部中断源，由p3.2和p3.2引脚输入。具有低电平和脉冲两种触发方式， 在每个机器周期的s5p2采样引脚信号，如有效则由硬件将它的中断请求标志ie置1,请求 中断。当 cpu 响应中断时，由硬件复位。tO、tl：定时/计数器中断，当定时/计数器产生溢出时，置位中断请求标志tf请求中断 处理。ri、ti：串行中断，ri是接收，ti为发送。单片机串行口接收到一个字符后ri置1， 篇三： 51 单片机控制的交通灯系统实验报告系统实验报告基于 51 单片机的交通灯设计2OOO 年 x 月 x 日 目录1设计任务和性能指标 11.1设计任 务 1 1.2 性 能 指 标 12设计方 案 2 2.1 任 务 分 析 22.2方案设 计 23 系 统 硬 件 设 计 33.1 单 片 机 的 最 小 系 统 33.2电源电 路 43.3 数 码 管 显 示 时 间 电 路 设 计 43.4 信 号 灯 控 制 电 路 设 计 54系统软件设 计 54.1主 程 序 设 计 55 调 试 及 性 能 分 析 65.1调 试 分 析 65.1.1软件调 试 65.1.2硬件调试 6 5.1.3 系 统 功 能 调 试 6 6 心 得 体 会 6 参 考 文 献 8 附 录 1 系 统 原 理 图 9 附 录 3 程 序 清 单 10 附 录 3 元 器 件 清 单.141 设计任务和性能指标1.1 设计任务东南利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支 干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮 允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号 灯。如图上图所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 1.2 性能指标1. 状态 1：仅亮灯，数码管不工作。按下键 4，红/黄/绿三色灯交替亮：红（20 秒）黄（闪烁）（5 秒）绿（20秒） 黄（闪烁）（5秒）红2. 状态 2：灯和数码管相结合，模拟十字路口的交通灯在以上功能的基础上数码管倒计时显示时间。2 设计方案2.1 任务分析模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些 led 和数码管，模拟真实交通灯的功能。 红、黄、绿交替闪亮，利用数码管倒计数显示间隔等，用于管理十字路口的车辆及行人交通， 计时牌显示路口通行转换剩余时间等2.2 方案设计 根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。键盘单片机led 显示三色指示灯系统硬件框图单片机选用at89s52，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4kb的flash rom, 设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数 码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需 要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘，若单片机的io 口不够用时，可以 考虑扩展8255或8155满足系统的要求。 2. 软件方案根据设计要求，程序框图如图1所示。软件可由汇编语言完成，也可由c语言完成。软 件设计可以分为以下几个功能模块： 主程序：初始化及键盘监控。计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成0.1 秒（或其他时间）和1 秒的时间 定时。显示程序模块：完成60个发光二极管（实际上只需驱动30个）和8个led数码管的显 示驱动。程序流程图见下一页：程序流程图3 系统硬件设计3.1 单片机的最小系统atmel公司生产的at89s52单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12mhz,复位电路采取按键复位方式。具体连接图3.1和图3.2。单片机系统的时钟电路篇四：交通灯设计报告一 设计要求（1）在十字路口的两个方向上各设一组红灯、绿灯、黄灯，显示顺序为：其中一个方向 是绿灯、黄灯、红灯，另一个方向是红灯、黄灯、绿灯。（2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄 灯、红灯的持续时间分别为 20s、5s、25s。（3）当各条路中任意一条上出现特殊情况，例如有消防车、救护车或其他需要优先放行 的车辆时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。当特殊运行状态结束后， 控制器恢复原来状态，继续正常运行。二 设计原理及框图交通灯控制系统的原理框图如图1所示，它主要由秒脉冲发生器，时间显示器，倒计时 计数器，计数控制器，交通灯控制器，交通显示灯，紧急开关构成。秒脉冲发生器是该系统 中定时器的标准时钟信号源，同时控制着正常工作时黄灯与特殊情况下数码管数字的闪烁， 倒计时计数器控制器控制倒计时计数器，倒计时计数器输出的数字经过时间显示器显示在数 码管上。交通控制器控制交通显示灯的亮灭，交通控制灯的输入信号由紧急开关和倒计时计 数器共同提供。图一：交通灯控制系统的原理框图 两方向车道的交通灯的运行状态共有4种，如图2所示，它们转换到数字状态如下图。tf:表示甲车道或乙车道红灯亮的时间间隔为25秒，当tf=0时，甲车道为红灯，25秒 倒计时；当tf=1时，乙车道为红灯，