1、讲师总体设计要求和技术要点设计一个十字路口交通灯控制器，要求如下：1 用单片机控制LED灯模拟指示。2 模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。东西向通行时间为80s，南北向通行时间为60s，缓冲时间为3s。工作内容及时间进度安排第17周：周1-周3 ：立题、论证方案设计周4-周5 ：预答辩第18周：仿真实验7验收答辩课程设计成果1与设计内容对应的软件程序2课程设计总结报告摘要交通灯控制系统的原理框图。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该 系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要
2、部分，由它控制定时器和译码器的工作。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时等功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。 软件上采用C51编程，主要编写了主程序，LED数码管显示程序，中断程序延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。关键词：单片机AT89C51；运算器；控制器；译码器目录一、概述1二、设计要求与原理器件
3、介绍12.1、设计要求12.2、工作原理12.3、电路分析2三、器件选择23.1、单片机选择2 3.2、编码器选择3四、程序设计及总原理图44.1、程序设计44.2、总原理图6五、结论与心得6六、参考文献7一、概述随着科学技术的发展，特别是计算机控制和电子技术以及大规模集成电路的迅速发展，使得现代电子设备得到广泛的应用。其中，单片机作为微型计算机的一个重要的分支，受到人们的重视和关注，发展快速。由于单片机具有抗干扰能力强，可靠性高，灵活性好，环境要求不高，价格低廉，开发容易等特点，它已经广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、家用电器、电力电子等各个方面。当然，在十字路口交通灯的控制系统中，也应
4、用的非常的广泛。十字路口交通灯控制系统指挥着人和车的安全运行，是解决城市交通问题的重要手段和有效途径，这样减少了交通事故，提高了道路的安全度。现在用单片机设计一个十字路口交通灯的控制系统。 由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前
5、的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。二、设计要求与原理器件介绍2.1、设计要求设计一个十字路口交通灯控制器。用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。2.2、工作原理本设计为典型的LED显示和中断定时电路。利用定时器T0产生每10ms一次的中断，每100次中断为1s。对两个方向分别显示红、绿、黄灯，以及相应的剩余时间即可。值得注意的是，需要意识到，A方向红灯时间=B方向绿灯时间+黄灯缓冲时间这一常识2.2、电路分析假设一个十字路口的南北方向为A,东西方向为B。分为以下几个状态：状态1：南北红灯，东西绿灯通车
6、。过一段时间转状态2：东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。再转状态3：南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4：南北绿灯灭，闪几次黄灯，东西仍然红灯。最后循环至状态1。 三、器件选择3.1、单片机选择一、AT89C51芯片，它是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器 ，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 。单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列和52子
7、系列。每个子系列有诺干中型号。51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。改它的引脚分配图如下图1所示： 图-1 AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Fla
8、sh 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 这里将用P1口作为车道交通灯控制输出口，分别对应南北方向上的绿黄红灯和东西方向上的红黄绿灯。3.2、编码器选择 二、MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整
9、个设备包含一个150A的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。这里选用MAX7219芯片。 MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器，如图2所示： 图-2 四、程序设计及总理图4.1、 程序设计#include #define uchar unsigned charvoid diyi（）;uchar t;void main（）diyi（）;while（1）;void diyi（） P2=0xbf;P0=0xbf; TMOD=0x01; TH0=（65536-50000）/256; T
10、L0=（65536-50000）%256; EA=1; ET0=1; TR0=1;void exer1（） interrupt 1 uchar t1; t1+; if（t1=20） t1=0; t+; if（t=3） P2=0x9f; P0=0x0f; if（t=63） P2=0x9f; P0=0xff; if（t=66） P0=0xf0; if（t=146） t=0; 4.2、总原理图 五、结论心得在维持半个月的课程设计里，让我明白了理论与实践的真正区别，即使理论正确无误，但在实践过程中也许不能达到预期的效果。所以，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够
11、的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。 通过这次交通灯的课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。使我在单片机的基本原理、单片机应用
12、学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。在此，由于自身能力有限，在课程设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流得到解决。 还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西，对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼，能够为我们以后的工作于学习打下基础。 由于本人的水平有限，设计中难免会有一些不合理的部分，系统的稳定性还有待提高。 最后，对在这个专周帮助我的所有同学和各位指导老师再次表示衷心的感谢！六、参考文献1 张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，20092 谭浩强.C程序设计教程.清华大学出版社3 周兴华.单片机C程序设计.北京航空航天大学出版社教师评语及设计成绩教师评语：课程设计成绩：（签名）日期： 年 月 日9
