紧急车辆优先的交通灯控制系统设计与制作.docx
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紧急车辆优先的交通灯控制系统设计与制作
目录
1、实训目的和要求……………………………………………………………………4
1.实训目的…………………………………………………………………………4
2.实训要求…………………………………………………………………………4
2、实训课题设计功能描述…………………………………………………………5
1、方案论述…………………………………………………………………5
2、硬件的选择与介绍………………………………………………………5
2.1元器件清单………………………………………………………………………6
2.2单片机AT89C52简介……………………………………………………………6
2.3数码管结构………………………………………………………………………9
2.474HC573芯片简介………………………………………………………………10
三、实训课题原理基本分析及设计说明…………………………………………12
1、硬件电路原理图…………………………………………………………………12
2、系统硬件电路设计………………………………………………………………12
3、程序流程图…………………………………………………………………………14
4、交通灯控制系统程序……………………………………………………………16
4、软硬件调试、运行结果及分析……………………………………………22
1、仿真电路图………………………………………………………………22
2、PCB印刷板图……………………………………………………………23
3、硬件实物图………………………………………………………………23
4、交通灯控制功能实物使用介绍及操作说明……………………………26
5、总结与体会……………………………………………………28
6、致谢……………………………………………………………28
7、参考文献………………………………………………………28
紧急车辆优先的交通灯控制系统设计与制作
作者李伟
一、实训目的和要求
1、实训目的
（1）、合运用己学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术开发工作。
（2）、熟悉单片机最小系统的设计基础上，查阅资料熟悉相关芯片硬件及编程原理，进行相应课题功能系统硬件电路图的分析、设计。
（3）、掌握用Protel或Proteus工具软件绘制硬件电路原理图、PCB印刷板图。
（4）、掌握用KeilC51编写完成相应课题功能的单片机程序设计、调试。
（5）、掌握基本电子元器件的识读、安装、焊接、调试，提高动手能力。
2、实训要求
（1）、设计报告要有封面、目录、正文（包括前言、方案论述、各硬件电路设计、软件设计）、后语（包括、总结与体会、谢词、参考文献、附录（程序源代码清单））。
（2）、电路设计：
查阅资料熟悉相关芯片硬件及编程原理，按上述描述进行各单元电路设计，除要有电路图、元器件图、表等外，还要有相关电路、元器件图、表的工作原理、作用，分析说明和计算过程等。
做到图文并茂。
（3）、根据所设计好的电路，利用Protel或Proteus工具软件绘制电路原理图、PCB印刷板图、并提供元器件清单。
（4）、软件设计：
根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的源程序。
（5）、并用KeilC51进行编译、调试、并打印程序清单。
（6）、做出整机实物（包括器件的识读、购买、测试、安装、焊接、调试）。
（7）、课程设计应由学生本人独立完成完成，严禁抄袭，一经验收老师认定其抄袭行为，成绩即为不及格。
二、实训课题设计功能描述
1、方案论述
实训任务
设计制作一个紧急车辆优先的交通灯控制系统
系统功能要求：
此十字路口交通灯控制系统，分东西道和南北道，设南北道为A道，东西道为B道。
规定：
首先，东西路口红灯亮，南北路口绿灯亮，同时开始25s倒计时，以7段数码管显示时间。
25s倒计时结束后开始5s倒计时，南北路口的绿灯闪烁，计时到最后2s时，南北路口黄灯亮。
完成1次这样的循环需要30s。
30s结束后，南北路口红灯亮，东西路口绿灯亮，并重新30s倒计时，依次循环。
若有紧急车辆要求通过时，此系统应能禁止普通车辆，而让紧急车辆通过。
2、硬件的选择与介绍
本次实训主要的工作就是通过一个交通信号灯系统的硬件、软件的设计来
现红绿灯的正常工作，具体工作安排大概描述为：
一是根据系统控制要求设计硬件电路,这里是用PROTEUS软件来完成；二是根据硬件电路编写相应的程序流程图,然后编写相关程序,这里程序的编制主要是用KeilC51软件来完成；三是在KEIL上用已经编好的程序生成.hex文件载入到PROTEUS中，实现PROTEUS与KEIL的联调，完成调试和仿真，观察调试结果是否满足设计要求，若不满足需要继续检查程序和其他情况直至实现正确的仿真为止。
具体流程如图2-1。
.
成功
不成功
不成功
成功
完成设计
图2-1
（1）元器件清单
在本课题设计中，我们主要用到了AT89c52单片机，还有一些重要的芯片，具体元件列表如表表2-1
表2-3
序号
名称
数量
1
AT89C52
1
2
74HC573
2
3
7SEG—MPX2—CC数码管
4（两个并在一起的共阴极）
4
LED灯
红，黄，绿5mm各4个
5
按钮
5个
6
排阻
1个RESPACK-8
7
电阻
360欧姆（12个）1k（1个）
8
插槽
40脚1个20脚2个
9
万用版
2块
10
USB接头
1个
11
排针
双排2个，单排5个
12
杜邦线
28根
13
电容
30PF2个10UF1个
14
开关
1个
15
晶振
12M1个
（2）单片机AT89C52简介
本课题中用到的芯片就是AT89C52单片机芯片。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，内置功能强大的微型计算机的AT89C52提供了高性价比的解决方案[7]。
AT89C52具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
它是一个低功耗高性能单片机，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，2个16位可编程定时计数器,2个全双工
图2-2AT89C52引脚图
串行通信口，AT89C52可以按照常规方法进行编程，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。
如图所示图2-1为AT89C52单片机基本构造。
AT89C52本身内含40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中端口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C52可以按照常规方法进行编程，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。
2.1AT89c52主要特性
AT89C52的主要特性如表2-1所示：
·兼容MCS—51指令系统
·8k可反复擦写（>1000次）FlashROM
·32个双向I/O口
·可编程UARL通道
·两个16位可编程定时/计数器
·全静态操作0-24MHz
·1个串行中断
·内部RAM8k
·两个外部中断源
·共6个中断源
·可直接驱动LED
·3级加密位
·低功耗空闲和掉电模式
·软件设置睡眠和唤醒功能
表2-1AT89C52主要功能描述
2.2管脚说明
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C52的一些特殊功能口，如表1-2所示：
表2-2AT89C52特殊功能表
端口引脚
第二功能
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
/INT0（外部中断0）
P3.3
/INT1（外部中断1）
P3.4
T0（记时器0外部输入）
P3.5
T1（记时器1外部输入）
P3.6
/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7
/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
（3）数码管结构
图1这是一个7段两位带小数点10引脚的LED数码管图2引脚定义
每一笔划都是对应一个字母表示DP是小数点.
图110引脚的LED数码管
图2LE
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