交通灯课程设计毕业设计论文Word下载.docx
《交通灯课程设计毕业设计论文Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交通灯课程设计毕业设计论文Word下载.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。
交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。
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状态显示以及倒计时。
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。
软件上采用汇编语言编程，主要编写了主程序，LED数码管显示程序。
经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。
第一章绪论
1.1概述
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。
1.2设计目的
（1）加强对单片机和汇编语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。
（2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。
（3）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。
（4）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。
（5）提高实践动手能力。
1.3设计任务和内容
1.3.1设计任务
结合教材及参考资料，用AT89C51单片机模拟实现十字路口的交通灯亮灭、倒计时显示等功能。
1.3.2设计内容
（1）填写设计任务书。
（2）进行总体设计，画出原理图。
（3）编写并调试程序。
（4）用Proteus软件进行仿真。
第二章总体设计及核心器件简介
2.1总体设计
整个设计以AT89C51单片机为核心，LED数码管显示，晶振电路，复位电路组成。
硬件模块入图2-1。
图2－1硬件模块
2.2AT89C51
1．AT89C51单片机简介
AT89C51是美国ATMEL公司推出的系列单片机，将多种功能的8位CPU与FPEROM（快闪可编程/擦除只读存储器）结合在一个芯片上，是一种低功耗、高性能的CMOS控制器，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，其性能价格比远高于同类芯片。
它与MCS-51指令系统兼容，片内FPEROM允许对程序存储器在线重复编程，也可用常规的EPROM编程器编程，可循环写入/擦除1000次。
89C51内含4KB的FPEROM，一般的EEPROM的字节擦除时间和写入时间基本上均为10ms，对于任一个实时控制系统来说，这样长的时间是不可能在线修改程序的。
图2－289C51内部结构图
与EEPROM相比较，FPEROM大大缩短了存储内容擦除和写入的时间，为在线改写程序提供了极大的方便，而且价格也比带EPROM87C系列单片机便宜，这更显示出了89C系列的优越性。
它还有128*8Bit的片内RAM；
32根I/O线；
2个16位定时/计数器；
5个中断源；
一个全双工的异步串行口；
间歇和掉电工作模式；
三级程序存储器加密；
全静态工作，晶振工作范围：
0Hz—24MHz。
2．管脚功能
AT89C51单片机为40引脚芯片如图2－3所示。
I/O口线:
P0、P1、P2、P3共四个八位P0口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读ˆ写操作。
P0口也用以输出外部存储器的低8位地址。
由于是分时输出,故应在外部加锁存器将此地址数据锁存,地址锁存信号用ALE。
P1口是专门供用户使用的I/O口,是准双向口。
P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。
不扩展外部存储器时,P口也可P2口也是准双向口。
P3口是双功能口,该口的每一位均可独立地定义为第一I/O功能或第二I/O功能。
作为第一功能使用时操作同P1口。
P3口的第二功能如表2－1。
图2-389C51引脚图
控制口线:
PSEN（片外取控制）、ALE（地址锁存控制）、EA（片外储器选择）、RE2SET（复位控制）;
电源及时钟:
CCC、VSS;
XTAL1,XTAL2
表2-1引脚功能表
2.374LS164
74LS164引脚定义如图2-5所示，其真值表如表2-2所示，
能。
A、B端为串行数据输入端，QA~QH为数据输出端，CLK为外部时钟输入端，CLR为清零端。
图2-574LS164引脚图
表2-274LS164真值表
输入
输出
CLEAR
CLOCK
AB
QAQB……QH
L
X
XX
LLL
H
QA0QB0QH0
↑
HH
HQAnQGn
LX
LQAnQGn
XL
第三章单元电路模块设计
3.1复位电路
3-1复位电路
3.2晶振电路
3-2 晶振模块原理图
选取原则：
传统做法，但能够实现所需，即最简单也最是实用。
电容选取22uF，晶振为11.0592Hz。
3.3LED数码管显示电路
在单片机应用系统中，数码管显示常用两种方法：
静态显示和动态扫描显示。
所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。
这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小，可以提供单独锁存的I/O接口电路很多。
所以本设计采用串并转换电路74LS164的静态显示电路。
其电路图如图3-4所示。
图3-4数码管显示静态驱动电路
3.4总体设计原理图及功能介绍
功能介绍：
LED数码管则用来对各种状态进行倒计时的显示。
设计中采用74LS164静态驱动LED数码管，利用单片机的RXD作为数据的输出端给164送数。
利用164的移位进行多位的显示。
利用延时程序控制每秒时间，从而控制RXD送数的时间间隔。
第四章软件编程设计
4.1设计思想
交通灯根据其显示情况可以分为四个状态，可以通过定时来控制每个状态的时间；
通过定时也可以向LED数码管中每隔1秒送一个数，显示该状态剩余的时间。
4.2程序框图
图4-1主程序框图
4.3源程序
SECOND1EQU30H；
东西路口计时寄存器
SECOND2EQU31H；
南北路口计时寄存器
DBUFEQU40H；
显示码缓冲区1
TEMPEQU44H；
显示码缓冲区2
LED_G1BITP2.1；
东西路口绿灯
LED_Y1BITP2.2；
东西路口黄灯
LED_R1BITP2.3；
东西路口红灯
LED_G2BITP2.4；
南北路口绿灯
LED_Y2BITP2.5；
南北路口黄灯
LED_R2BITP2.6；
南北路口红灯
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0100H
START:
MOVTMOD,#01H；
置T0为工作方式1
MOVTH0,#3CH；
置T0定时初值50ms
MOVTL0,#0B0H
CLRTF0
SETBTR0；
启动T0
CLRA
MOVP1,A；
关闭不相关的LED
LOOP:
MOVR2,#20；
置1S计数初值，50ms*20=1s
MOVR3,#20；
红灯亮20S
MOVSECOND1,#25；
东西路口计时显示初值25s
MOVSECOND2,#25；
南北路口计时显示初值25s
LCALLDISPLAY
LCALLSTATE1；
调用状态1
WAIT1:
JNBTF0,WAIT1；
查询50ms到否
CLRTF0
回复T0定时初值50ms
DJNZR2,WAIT1；
判断1S到否未到继续状态1
置50MS计数初值
DECSECOND1；
东西路口显示时间减1s
DECSECOND2；
南北路口显示时间减1s
LCALLDISPLAY
DJNZR3,WAIT1；
状态1维持20s
MOVR2,#5；
置50MS计时初值5*4=20
MOVR3,#3；
路灯闪3s
MOVR4,#4；
闪烁间隔200ms
MOVSECOND1,#5；
东西路口计时显示初值5s
MOVSECOND2,#5；
南北路口计时显示初值5s
LCALLDISPLAY；
WAIT2:
LCALLSTATE2；
调用状态2
JNBTF0,WAIT2；
CLRTF0；
恢复T0定时初值50ms
DJNZR4,WAIT2；
判断200MS到否未到继续状态2
CPLLED_G1；
东西绿灯闪
闪烁间隔200MS
DJNZR2,WAIT2；
判1S到否未到继续状态2
东西路口显示时间减1S
DECSECOND2；
南北路口显示时间减1S
DJNZR3,WAIT2；
状态2维持3S
MOVR3,#2；
黄灯闪2S
MOVSECOND1,#2；
东西路口计时显示初值2S
MOVSECOND2,#2；
南北路口计时显示初值2S
WAIT3:
LCALLSTATE3；
调用状态3
JNBTF0,WAIT3；
查询100MS到否
恢复T0定时初值100MS
MOVTL0,#0B0H
DJNZR2,WAIT3；
判断1S到否未到继续状态3
置100MS计数初值
DJNZR3,WAIT3；
状态3维持2S
红灯闪20S
东西路口计时显示初值25S
南北路口计时显示初值25S
WAIT4:
LCALL
升级会员 