单片机课程设计交通灯控制系统C51版副本讲解.docx
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单片机课程设计交通灯控制系统C51版副本讲解
湖南工业大学
课程设计
资料袋
电气与信息工程学院3学年第1学期
课程名称单片机系统课程设计指导教师凌云职称教授
学生姓名刘宝雨专业班级测控1002班学号10401600244
题目交通灯控制系统（C51版）
成绩起止日期2012年12月10日～2012年12月28日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
2
课程设计说明书
3
课程设计图纸
张
4
心得体会
5
6
湖南工业大学
课程设计任务书
2012—2013学年第1学期
电气与信息工程学院测控技术与仪器专业102班
课程名称：
单片机系统课程设计
设计题目：
交通灯控制系统（C51版）
完成期限：
自2012年12月17日至2012年12月28日共2周
内
容
及
任
务
1.1倒计时定时器设计
1.1.120s倒计时定时器：
倒计时由按钮启动，计时精度0.1s，在数码管中显示倒计时值。
1.1.30分钟倒计时定时器：
倒计时由按钮启动，计时精度1s，在数码管中显示倒计时值。
1.2交通灯控制系统设计
4个方向的交通信号灯总数不少于24个，不同路口的交通控制方案（包括信号灯数量、各方向的通行顺序与通行时间）通过修改数据表改变（不允许改程序），每个方向用2位数码管显示倒计时时间。
1.3在Proteus中仿真，分析仿真结果
1.4用C51语言编写单片机程序
1.5撰写课程设计说明书（课程设计报告）
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2012.12.17-2012.12.21
讲述设计内容及基本原理，进行系统的设计
2012.12.24-2012.12.28
完成系统调试，课程设计的验收
主
要
参
考
资
料
[1]欧伟明、何静.单片机原理与应用系统设计.电子工业出版社，2009年
[2]刘苗生、潘宗预.单片机测控系统设计.中国物质出版社，2006年
单片机系统课程设计说明书
交通灯控制系统（C51版）
起止日期：
2012年12月17日至2012年12月28日
学生姓名
刘宝雨
班级
测控1002班
学号
10401600244
成绩
湖南工业大学电气与信息工程学院
2012年12月10日
◆前言-----------------------------------------------------------------------2
一、总体设计要求----------------------------------------3
1.硬件、框图--------------------------------------------3
2.软件、模块及任务---------------------------------------3
二、硬件设计--------------------------------------------4
1.硬件原理图---------------------------------------------4
2.器件选择-----------------------------------------------4
3.电路设计-----------------------------------------------6
三、软件设计--------------------------------------------7
1.程序流程图---------------------------------------------7
2.程序编写-----------------------------------------------8
四、仿真调试-------------------------------------------14
五、实验总结-------------------------------------------15
六、参考文献-------------------------------------------16
前言
如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多，交通事故频繁发生。
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。
交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关，是人们出行的安全保障。
因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。
为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力，提高交通效率，促进和谐交通的建立。
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。
本系统设计一个基于单片机的交通灯控制系统。
通过对交通灯的设计仿真和模拟，来加强对单片机的应用的了解和学习，加强对课堂理论知识的学习，同时为以后的进一步深造打下一个良好的基础。
一、总体设计要求
１.硬件方案
根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。
系统硬件框图
单片机可选用AT89C51，它与8052系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASHROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。
南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。
若单片机的IO口不够用时，可以考虑用扩展来满足系统的要求。
2.软件方案
根据设计要求，程序框图如图1所示。
软件可由Ｃ语言完成，也可由C语言完成。
软件设计可以分为以下几个功能模块：
主程序：
初始化
计时程序模块：
为定时器的中断服务子程序，完成0.1秒（或其他时间）和1秒的时间定时。
显示程序模块：
完成２４个发光二极管和8个LED数码管的显示驱动。
软件设计程序流程图
3、硬件设计
１、原件选择
◆ＡＴ８９Ｃ５１芯片
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8051产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，可以按照常规方法对其进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
◆共阴极数码管
共阴极数码管的管脚如图所示，其中标注共极的管脚接电源和地，标注字母的管脚分别接译码器的对应输出端；DP控制小数点的显示，若不需要显示，则该端口接电平或是悬空，若需要显示，则接高电平；共阴极数码管当输入高电平时显示。
２、电路设计
ATMEL公司生产的AT89C52单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12MHz
◆时钟电路设计如下图所示：
单片机系统的时钟电路
◆复位电路如下图所示：
单片机系统的复位电路
◆电源电路设计
电源用5V直流变压器直接供电。
供电电路
显示电路采用8个共阴数码管，P1口作为数码管的输入，分别作为东西南北四路数码管的位选端。
数码管显示电路
三、软件设计
1、程序流程图
主程序流程图
2、程序编写
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitdula=P2^0;
sbitwela=P2^1;
ucharcodetable[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};ucharnum,deng,dengl,shi,ge,lshi,lge;
intshijian,shijianl;
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voiddisplay（ucharshi,ucharge）
{
dula=1;
P0=table[shi];
dula=0;
P0=0x00;
wela=1;
P0=0xfe;
wela=0;
P0=0x00;
delay（5）;
dula=1;
P0=table[ge];
dula=0;
P0=0x00;
wela=1;
P0=0xfd;
wela=0;
P0=0x00;
delay（5）;
}
voiddisplayl（ucharlshi,ucharlge）
{
dula=1;
P0=table[lshi];
dula=0;
P0=0x00;
wela=1;
P0=0xfb;
wela=0;
P0=0x00;
delay（5）;
dula=1;
P0=table[lge];
dula=0;
P0=0x00;
wela=1;
P0=0xf7;
wela=0;
P0=0x00;
delay（5）;
}
voiddx（）
{
if（shijian==0）
{
switch（deng）
{
case0:
shijian=20;//左转弯绿灯
deng=1;
break;
case1:
shijian=5;//左转弯黄灯
deng=2;
break;
case2:
shijian=30;//直走绿灯
deng=3;
break;
case3:
shijian=5;//直走黄灯
deng=4;
break;
case4:
shijian=60;//禁止通行
deng=0;
break;
}
}
if（shijianl==0）
{
switch（dengl）
{
case0:
shijianl=60;//禁止通行
dengl=1;
break;
case1:
shijianl=20;//左转弯绿灯
dengl=2;
break;
case2:
shijianl=5;//左转弯黄灯
dengl=3;
break;
case3:
shijianl=30;//直行绿灯
dengl=4;
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