基于单片机的无线交通灯设计与实现十字路口带倒计时的交通信号灯控制电气工程及其自动化课程设计报告书文档格式.docx
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参考文献16
1设计要求
（1）采用单片机AT89C52实现红绿灯的自动工作，红灯、绿灯默认情况下点亮时间为60秒，并且可以接受远端发来的时间延迟命令。
（2）采用单片机AT89C52实现对远端交通灯时间延迟的控制
2设计方案
2.1设计思路
交通灯上电以后，在没有远端控制命令的情况下，按照原先默认的工作方式工作，在接收到远端延时控制命令后，随之改变其工作方以满足控制命令的要求；
信号发射设备端可产生时间延迟控制命令。
两者有相应的显示设备，使交通灯系统更合理化，人性化。
2.2设计框图
（1）控制模块
红灯（绿灯）时间延时要求
nrp2401发射模块
延时命令信号产生
单片机AT89C52
LED延时显示
图2-1控制模块框图
（2）被控制模块
工作方式
延时命令信号
Nrp2401接收模块
LED倒计时显示
图2-2被控制模块框图
3设计原理及电路图
3.1硬件原理
3.1.1ATC89C52介绍
AT89C52提供以下标准功能：
4k字节Flash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，片内震荡器及时钟电路。
同时，AT89C52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，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
图3-1AT89C52
3.1.2单片机最小系统
图3-2复位晶振电路
①复位电路:
由电容串联电阻构成,由图并结合"
电容电压不能突变"
的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平；
②复位输入高电平有效，当振荡器工作是，RST引脚出现两个机器周期以上的高电平，使单片机复位。
此电路除具有上电复位功能外，若要复位只需按“RST”键，此电源Vcc经电阻分压，在RST端产生一个复位高电平；
3.1.3发射/接收芯片
nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHzISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。
其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。
nRF2401适用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
图3-3nRF401无线传输模块
3．2电路图
3.2.1控制电路
控制电路图如图3-4所示，其中，开关控时间延长的开与关；
LED数码管分显示红灯和绿灯分别延长的时间，最长延长时间为60秒，当超过60秒后，红灯、绿灯恢复为默认值。
图3-4控制电路图
3.2.2被控制电路图
被控制电路图如图3-5所示，其中，数码管分别在红灯、绿灯最后9秒亮起并自动倒数，具有提示作用。
图3-5被控制电路
3.2.3无线交通灯整体电路图
图3-6无线交通灯电路图
4设计程序
4.1KeilC51软件介绍
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。
因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境uVision将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
4.2设计流程图
（1）控制模块流程图如图4-1所示。
开始
是
否
加时5秒
恢复默认值
图4-1控制模块流程图
（2）红灯、绿灯、黄灯工作流程图如图4-2所示
绿灯亮，黄灯、红灯灭
9秒倒计时显示
延时
黄灯亮，绿灯、红灯灭
红灯亮，绿灯、黄灯灭
图4-2红绿黄灯三灯工作流程图
（3）中断处理模块流程图如图4-3所示
中断
图4-3中断处理模块流程图
4.3设计程序代码
根据流程图，编写程序代码。
（1）发送模块
#include<
REG52.h>
stdio.h>
#defineucharunsignedchar
sbitkey0=P1^0;
sbitkey1=P1^1;
uchardata_0;
ucharcounter0;
ucharcounter1;
voidinitUart（void）;
voidsenddata（uchardat）;
voiddelay（intm）;
voidmain（void）
{
counter0=0;
counter1=0;
key0=0;
key1=0;
P2=0;
initUart（）;
while
（1）
while（key0!
=key1）//按键扫描
if（key0==1）//按键0
{delay（20）;
//去抖动
if（key0==1）
{data_0=0x55;
senddata（data_0）;
//发送绿灯延时命令
if（counter0==0x0c）//判断延时总长度是否满足60s
{
counter0=0x00;
P2=counter0|counter1;
}else
counter0=counter0+1;
}
}
}
elseif（key1==1）//按键1
{delay（20）;
//去拌动
if（key1==1）
{data_0=0xcc;
senddata（data_0）;
//发送红灯延时命令
if（counter1==0xc0）//判断延时总长度是否满足60s
{
counter1=0x00;
P2=counter1|counter0;
}else
counter1=counter1+16;
}
voidinitUart（void）//串口初始化,波特率为9600
PCON=0x00;
SCON=0x40;
TMOD=TMOD|0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
ES=0;
EA=0;
TR1=1;
}
voidsenddata（uchardat）//命令发送函数
SBUF=dat;
while（TI!
=1）;
TI=0;
delay（1000）;
voiddelay（m）//延时,单位ms
ucharucCounter;
while（m）
{
for（ucCounter=0;
ucCounter<
239;
ucCounter++）{}
m--;
（2）接收模块
reg52.h>
sbitled_red=P1^0;
//红灯
sbitled_yellow=P1^1;
//黄灯
sbitled_green=P1^2;
//绿灯
sbitselect=P1^3;
//倒计时颜色选择
uchardat=0x00;
uchartab0[10]={0x00,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7b};
//数字表
ucharm,n;
unsignedinti,temp,count;
voidtime_delay（unsignedintt）;
voidmain（）
m=10;
n=10;
P0=0;
{
led_green=1;
led_red=0;
led_yellow=0;
time_delay（m）;
led_green=0;
led_yellow=1;
time_delay（3）;
led_red=1;
time_delay（n）;
voidinitUart（void）//串口初始化,波特率为9600
PCON=0x00;
//波特率不加倍
SCON=0x50;
//串口工作在方式1,允许接收
//定时器1工作在方式2
ES=1;
//开串口中断
EA=1;
//开总中断
voidtime_delay（unsignedintt）//延时,单位s
TMOD=TMOD|0x01;
//定时器0工作方式1
TH0=（65536-19556）>
>
8;
TL0=（65536-19556）%256;
ET0=0;
TR0=1;
count=t;
temp=40*t;
for（i=0;
i<
temp;
i++）
while
（1）
if（TF0）
{
TH0=（65536-19556）>
TL0=（65536-19556）%25
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