单片机课程设计--交通灯控制系统.doc

MCS—51单片机课程设计

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单片机课程设计

交通灯控制系统

MCS-51单片机应用

--交通灯控制系统

摘要：该系统在单片机的最小系统的基础上进行了功能的扩展。对于人行道设置了相应的人行道指示灯，当有紧急情况发生时可以使用外部中断，使四个路口都显示红灯停止通行10秒，让急救车通行，待急救车通过后交通灯恢复之前工作状态继续工作。在完成面包板模拟后，我们焊接了电路板，并最终实现了功能。

1：设计方案的选择及确定

1．1设计方案的选择

1．1．1并口动态显示

并口动态显示是我们在课本学习中主要讲解的显示方法。该方法利用动态扫描显示的方法，逐个地循地点亮各位数码管，每位显示1MS左右，利用人的视觉残留，使人们看起来就好象在同时显示不同的字符。这种方法接线简单，但占用了单片机较多的口线资源，在使用时必须要用到单片机整个P1口，P1口将要显示的数字发送到8155接口芯片，并通过两个驱动器才可以点亮数码管。

1．1．2串口静态显示

串口静态显示是我们在课程实验中用过的一种显示方法。该方法占用单片机口线资源较少，只使用了串行输入RXD（P3.0）及串行输出TXD（P3.1），但这种方法比起并口动态显示要使用更多的芯片，每个数码管都要用一片74LS164来锁存要显示的数字，并且在数码管的显示上由于每次都要从累加器A输出，所以编程上要注意给累加器A送值的顺序问题。

1．2设计方案的确定

考虑到74LS164芯片价格低廉，货源充足，并且串口静态显示可以节省单片机较多的口线资源，可为以后的功能扩展留下更多空间，我们选择了串口静态显示。

2：系统设计思路及原理框图

2．1系统设计思路

在MSC-51单片机的最小系统的基础上，使用了P1，P2口作为交通灯的驱动信号的输出口，经三极管放大后驱动指示灯。四个数码管采用了共阳接法，其阴极用级连的164锁存要显示的数字信号。复位电路采用 外部/上电复位电路。时钟电路采用了内部时钟方式。

2．2原理框图

北

北

人行道

人行道

人行道

南

人行道

东

西

图1

2.2.1原理图说明

系统原理如图1。图中每个路口都用红绿黄三色灯指示通行状态，人行道两边也有红绿灯提示，方便行人通行。初始状态先让东西方向绿灯亮50秒，之后东西方向上的黄灯闪烁10秒，南北方向为红灯60秒，与此同时人行道南北方向绿灯亮60秒（其中最后10秒闪亮），东西方向红灯60秒；随后，东西方向换红灯亮60秒，南北方向绿灯50秒，黄灯10秒闪亮，与此同时人行道南北方向红灯60秒，东西方向绿灯60秒（其中后10秒闪亮）。如此反复循环。所有时间均有LED显示倒计时。

2.2.2交通灯状态表（表中“0”为点亮；“1”为熄灭；“-

表1

状态

东西方向

南北方向

干道

人行道

干道

人行道

红

绿

黄

红

绿

红

绿

黄

红

绿

0

1

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

-

0

1

0

1

1

1

0

续表1

状态

东西方向

南北方向

干道

人行道

干道

人行道

红

绿

黄

红

绿

红

绿

黄

红

绿

2

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

3

0

1

1

1

0

1

1

-

0

1

4

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

3：单元电路设计说明及电路图

3．1单元电路设计说明

3.1.1LED数码显示管电路说明

该系统本应有8个LED数码显示管指示4个方向的倒记时，但由于东西和南北方向上的信号各自相同，故只用了4个LED模拟不同方向的倒记时。该系统中的LED为共阳，所以4个LED的电源端Vcc都接到+5V的直流电源上。由于采用了串口静态显示，故每位LED均用一片74LS164来锁存要显示的数码信号，4位164芯片采用了级连的连接方式，这样可使显示的数码信号在164中依次传递，通过编程实现4个LED显示。

3.1.2交通指示灯电路说明

该系统采用了单色的发光二极管来模拟实际的交通灯，并用单片机P1.0～P1.5口控制干道上的指示灯，其中P1.0～P1.2依次为南北方向的红黄绿灯，P1.3～P1.5依次为东西方向的红黄绿灯。用P2.0，P2.1控制南北方向上人行道上的红灯和绿灯；用P2.2，P2.3控制东西方向上人行道上的红灯和绿灯。所有的发光二极管均有一个三极管将控制信号放大后驱动其工作。

3.1.3复位电路说明

该系统采用了外部/上电复位电路。

3.1.4时钟电路说明

该系统采用了内部时钟方式，晶振频率为11.0592MHZ。

3．2电路图

电路图见附录三。

4：各程序模块流程图及设计说明

4.1各程序模块流程图

图2：主程序及外部中断服务子程序流程图

图3：定时器中断服务子程序流程图

图4：二转十，数码显示，数据发送子程序流程图

4.2程序设计说明

该程序的编写整体上使用顺序结构，其逻辑结构比