單片機(jī)交通燈課程設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)單片機(jī)交通燈課程設(shè)計(jì)：交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)概述課程設(shè)計(jì)名稱：交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)學(xué)院：[學(xué)院名稱]專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器姓名：[學(xué)生姓名]學(xué)號(hào)：[學(xué)生學(xué)號(hào)]年級(jí)：[年級(jí)]任課教師：[教師姓名]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)輛數(shù)量激增，而城市道路建設(shè)受限于歷史等多重因素，相對(duì)滯后，導(dǎo)致交通擁堵和堵塞現(xiàn)象頻發(fā)。如何運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)，有效疏導(dǎo)交通，提升城市交通路口的通行效率，減少交通事故，成為亟待研究的課題。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)交通燈多設(shè)置于十字路口，通過(guò)紅、綠、黃三色指示燈及倒計(jì)時(shí)顯示器來(lái)指揮交通。任務(wù)分析與設(shè)計(jì)思路任務(wù)分析：本次設(shè)計(jì)旨在運(yùn)用單片機(jī)原理、模擬與數(shù)字電路等知識(shí)，設(shè)計(jì)一款交通信號(hào)燈，模擬路口交通信號(hào)。具體要求如下：1.交通信號(hào)燈需控制東西、南北兩個(gè)方向的交通，紅綠黃燈以對(duì)應(yīng)顏色的發(fā)光二極管代替；2.使用四個(gè)2位數(shù)碼管分別顯示東、南、西、北方向的通行時(shí)間，東西或南北通行時(shí)間為25秒，紅綠燈切換時(shí)黃燈閃爍5秒。在實(shí)際應(yīng)用中，交通燈位于十字路口，東西南北各三盞燈，共十二盞，但東西方向燈亮滅一致，南北方向亦然。因此，僅需按東西一組、南北一組，兩組交替亮滅來(lái)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)交通燈系統(tǒng)的控制目的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需控制東南或西北六盞燈的亮滅規(guī)律，其余兩組與之對(duì)應(yīng)一致。設(shè)計(jì)要求東西或南北通行25秒，紅綠燈切換時(shí)黃燈閃爍5秒，綠燈亮放行，持續(xù)25秒，黃燈亮警告5秒，紅燈亮禁止通行，持續(xù)25秒。切換過(guò)程中，東西南北均為黃燈閃爍。設(shè)計(jì)思路：基于上述任務(wù)分析，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，特別是本學(xué)期所學(xué)的單片機(jī)中斷系統(tǒng)和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用，我們知道可以通過(guò)將六盞燈分別接到單片機(jī)的六個(gè)輸出引腳來(lái)控制紅、綠、黃兩組各三盞燈。若使用P1口進(jìn)行輸出，則分配如下：AT89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5L1L2L3L4L5L6(東西紅)(東西黃)(東西綠)(南北紅)(南北黃)(南北綠)LED顯示分布通過(guò)對(duì)P1口P0~P5編程實(shí)現(xiàn)控制。各盞燈的熄滅時(shí)間延時(shí)情況，則通過(guò)定時(shí)/計(jì)數(shù)和中斷結(jié)合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)控制。輸出時(shí)間顯示方面，每個(gè)方向使用兩個(gè)發(fā)光二極管顯示，十位接在P0口，個(gè)位接在P2口，對(duì)P0口P2口編程即可實(shí)現(xiàn)控制。總體設(shè)計(jì)單片機(jī)內(nèi)部資源分布圖：[資源分布圖]硬件原理框圖：交通燈AT89C51時(shí)鐘電路LED數(shù)碼管振蕩電路上電復(fù)位電路軟件結(jié)構(gòu)圖：[軟件結(jié)構(gòu)框圖]軟硬件分工：硬件負(fù)責(zé)實(shí)物連接，軟件與硬件連接相對(duì)應(yīng)，通過(guò)編寫(xiě)程序，使硬件實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。簡(jiǎn)而言之，軟件是功能的內(nèi)在本質(zhì)，而硬件則是將這一功能呈現(xiàn)出來(lái)，供人們觀察。詳細(xì)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)為AT89C51，是一款帶有4K字節(jié)閃存的低電壓高性能微處理器，具有與MCS-51兼容、4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器、全靜態(tài)工作0Hz-24MHz等特性。設(shè)計(jì)電路：主要由兩部分組成：P1口與十二個(gè)發(fā)光二極管連接電路，以及P0、P2口與八個(gè)七段顯示器相連的電路。交通燈電路：采用發(fā)光二極管作為交通燈，單片機(jī)的I/O接口直接與交通燈（發(fā)光二極管）連接。十字路口的四組紅、黃、綠三色交通燈中，東西方向道路上的兩組同色燈連接在一起，南北方向道路上的兩組同色的燈也彼此連接，受單片機(jī)P1.0~P1.5控制。倒計(jì)時(shí)顯示電路：選用七段數(shù)碼管來(lái)顯示交通燈轉(zhuǎn)換的剩余時(shí)間，每個(gè)路口需要兩個(gè)數(shù)碼管，共八個(gè)。有序AT89C51單片機(jī)的I/O作為輸出時(shí)，具有較強(qiáng)吸收電流能力，因此選用共陽(yáng)型數(shù)碼管，由單片機(jī)的I/O直接驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)。仿真電路及效果圖：[仿真電路][仿真效果]元件清單：名稱件數(shù)參數(shù)選擇理由電阻810K限流，保護(hù)數(shù)碼管發(fā)光二極管123色便于仿真顯示AT89C5114K閃存低電壓，高性能微處理器七段顯示數(shù)碼管8常用數(shù)字顯示，便于仿真開(kāi)關(guān)3特殊情況使用軟件框圖：[主程序流程圖][顯示子程序流程圖]調(diào)試與運(yùn)行1.按照硬件連接圖，將P1.0接紅燈,P1.1接黃燈,P1.2接綠燈,P1.3接紅燈,P1.4接黃燈,P1.5接綠燈；2.從0100H單元開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察LED燈是否與交通顯示情況對(duì)應(yīng)，如有偏差，則單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行，進(jìn)行調(diào)試，直至滿足設(shè)計(jì)要求；3.調(diào)試完燈的顯示后，連續(xù)運(yùn)行，觀察數(shù)碼管顯示是否正常，如不正常，則運(yùn)用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行分析和調(diào)試，直至滿足要求；4.整體運(yùn)行，觀察燈顯示和時(shí)間顯示是否都符合要求，如不符合，則再調(diào)試，直至滿足要求。設(shè)計(jì)資料及參考文獻(xiàn)1.高惠芳．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)．科學(xué)出版社，2010.42.胡漢才．單片機(jī)原理及其接口技術(shù)．清華大學(xué)出版社，20043.吳飛青等．單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)踐指導(dǎo)．機(jī)械工業(yè)出版社2009.24.Proteus幫助文檔5.KeilC51幫助文檔心得體會(huì)通過(guò)為期一周的交通燈課程設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)有了更深的理解。對(duì)管腳及相關(guān)控制寄存器有了進(jìn)一步的鞏固和了解，尤其是I/O口的實(shí)用及編程，相當(dāng)于重新溫習(xí)了一遍。特別感謝小組同學(xué)的指導(dǎo)，讓我有更多獨(dú)立探索學(xué)習(xí)和思考的空間，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的。這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是通過(guò)單片機(jī)的I/O口控制交通燈，主要完成硬件連接圖和編寫(xiě)相應(yīng)程序兩大任務(wù)。看似簡(jiǎn)單，實(shí)則需要扎