031041109向政.docx
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031041109向政
信息工程学院
课程设计报告书
题目:
十字路口交通灯控制器
专业：
电子信息科学与技术
班级：
0310411
学号：
031041109
学生姓名：
向政
指导教师：
高林
2013年5月10日
学号
031041109
学生姓名
向政
专业（班级）
电子信息
设计题目
十字路口交通灯控制器
设
计
技
术
参
数
（1）利用定时器T0产生每l0ms一次的中断，每100次中断为1s。
（2）对两个方向分别显示红、绿、黄灯以及相应的剩余时间。
（3）A方向红灯时间=B方向绿灯时间+黄灯缓冲时间。
设
计
要
求
（1）用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭。
（2）用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。
（3）要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿、红灯点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）。
系统的工作应符合一般交通灯控制的要求
工
作
量
用了两周写实验程序和proteus仿真；用了一天时间写课程设计报告
工
作
计
划
参
考
资
料
[1]肖业伟郭雪峰黄辉先.盘宏斌.自适应的智能交通信号机系统设计.计算机工程.200935（7）:
220一222.
[2]张飞舟曹学军孙敏.基于多智能体的城市交通集成控制系统设计.北京大学学报（自然科学版）.200844
（2）:
289一292.
[3]史新宏蔡伯根穆建成.智能交通系统的发展.北方交通大学学报.200226（3）:
29一34.
[4]王琰琰唐功友.实时控制交通信号机的设计与实现.中国海洋大学.计算机与应用技术.2010,4.
[5]谭浩强.单片机课程设计[M].北京清华大学出版社1989
指导教师签字
教研室主任签字
年月日
学生姓名：
向政学号：
031041109专业（班级）：
电子信息
课程设计题目：
十字路口交通灯控制器
指导教师评语：
成绩：
指导教师：
年月日
信息工程学院课程设计成绩评定表
摘要
本系统由单片机系统、MAX7219驱动数码管显示。
交通灯演示系统除基本交通灯功能外�还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
随着社会经济的发展�城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调�已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统�它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
关键词：
51单片机MAX7219数码管按键
目录
1.1交通灯的历史5
1.2单片机简介5
1.3单片机的特点5
2总体设计6
2.1整体proteus仿真电路图6
2.2整体软件结构图6
3.1单片机控制系统7
3.2MAX7219共阴极LED驱动器7
MAX7219是一种串入、并出的共阴极LED数码管显示驱动器，每片可驱动8位LED数码管显示，与单片机的接口只需3根线，内带BCD译码器，及显示测试、移位、锁存器等，输出电流达40mA，外围只需一只亮度调整电阻。
7
3.3LED数码管显示电路8
Led数码管采用八位共阴极显示8
3.4控制开关10
当需要根据实时交通堵塞情况实行人为控制时或遇到紧急情况时，开关能够起到控制的作用，并能使各路交通回到初始状态。
10
3.5程序流程图10
4总结11
参考文献12
1任务提出与方案论证
利用单片机设计一个十字路口交通灯控制器：
用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。
要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿、红灯点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）。
系统的工作应符合一般交通灯控制的要求。
1.1交通灯的历史
1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。
1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。
稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红、黄、绿三种标志）于1918年诞生。
它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。
中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界
1.2单片机简介
AT89C52是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2052是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器，AT89C2052是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.3单片机的特点
（1）性价比高，开发周期短，易于产品化，
（2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强， （3）功能完善，接口多样， （4）低功耗、低电压
一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。
（5）总线多样，易于扩展
单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。
外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。
2总体设计
单片机作为控制电路，MAX7219作为数码显示电路，按键作为东西南北方向的交通灯亮灭的控制时间。
2.1整体proteus仿真电路图
如图2-1所示proteus仿真图
2.2整体软件结构图
如图2-2所示整体框图
3详细设计
3.1单片机控制系统
单片机最小系统以89c51为核心,外加时钟和复位电路,电路结构简单,抗干扰能力强,成本相对较低,非常符合本设计的所有要求。
系统中，复位电路、时钟电路与51单片机组成最小应用系统，使交通控制系统可以正常工作。
如图3-1所示单片机最小系统
3.2MAX7219共阴极LED驱动器
MAX7219是一种串入、并出的共阴极LED数码管显示驱动器，每片可驱动8位LED数码管显示，与单片机的接口只需3根线，内带BCD译码器，及显示测试、移位、锁存器等，输出电流达40mA，外围只需一只亮度调整电阻。
1、引脚功能说明
DIN：
串行数据输入端，CLK的上升沿时数据被载入内部16位移位寄存器中
CLK：
串行时钟输入端，最高工作频率可达10MHz
LOAD：
片选端，低电平接收DIN端的数据，高电平时数据被所存
DIG0~7：
LED的位控制端
A~DP：
LED的端控制端
DOUT：
串行数据输出端，用于芯片的级联
ISET：
硬件亮度调整端，在该引脚与VCC之间跨接一个电阻，LED的亮度即可通过该电阻来调节，流过LED的段驱动平均电流为流过此电阻电流的100倍,此电阻值范围为：
10~80K之间。
2、内部寄存器说明
A、译码方式选择寄存器地址：
09H
赋值：
FFH表示使用MAX7219内部的BCD译码器
00H表示不使用MAX7219内部的BCD译码器
B、亮度调节寄存器地址：
0AH
赋值：
00H~0FH可改变MAX7219所驱动的LED的亮度，其变化范围在1/32~31/32之间
C、扫描位数设定寄存器地址：
0BH
赋值：
00H所有位不显示
01H~07H依次对应于1~8位及前面位全部显示（即需显示的位应为“1”）
D、待机模式开关寄存器地址：
0CH
赋值：
00HLED全灭
01HLED正常显示
E、显示器测试寄存器地址：
0FH
赋值：
00HLED为正常显示状态
01HLED测试状态，即LED全亮
F、8位LED显示数据寄存器地址：
01H~08H
对这些寄存器赋值（即需显示的内容），就会在对应的1~8位LED数码管上显示出来
如图3-2所示MAX7219引脚图
3.3LED数码管显示电路
Led数码管采用八位共阴极显示
LED数码管引脚图如下：
如图3-2-1所示MAX7219引脚图
Proteus仿真图：
如图3-2-2所示Proteus仿真图
3.4控制开关
当需要根据实时交通堵塞情况实行人为控制时或遇到紧急情况时，开关能够起到控制的作用，并能使各路交通回到初始状态。
如图3-4所示按键仿真图
3.5程序流程图
整个软件程序方面主要分三大部分主程序部分、运行部分程序和中断处理程序。
流程图如图所示。
如图3-5所示程序流程图
4总结
通过这次交通灯的课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。
使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。
在软件的设计与调试过程中，我觉得它主要考验你的思维逻辑能力及你对指令的熟悉程度。
可以说再整个软件设计过程中，我感觉又重新学了一次单片机，在学习的过程中不仅学会了延时的两种方法，即软件延时和硬件延时，还掌握数码管的两种显示方式（即动态显示与静态显示）及其如何选择。
通过几次反复调试过程，使得我对c语言有了更深刻的理解。
在整个课程设计过程我还学会熟练使用Keil、proteus等软件，对我在今后的学习中会有很大的帮助。
这次课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。
在此，由于自身能力有限，在课程设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流得到解决。
还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西，对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼，能够为我们以后的工作于学习打下基础。
由于本人的水平有限，设计中难免会有一些不合理的部分，系统的稳定性还有待提高。
参考文献
[1]肖业伟郭雪峰黄辉先.盘宏斌.自适应的智能交通信号机系统设计.计算机工程.200935（7）:
220一222.
[2]张飞舟曹学军孙敏.基于多智能体的城市交通集成控制系统设计.北京大学学报（自然科学版）.200844
（2）:
289一292.
[3]史新宏蔡伯根穆建成.智能交通系统的发展.北方交通大学学报.200226（3）:
29一34.
[4]王琰琰唐功友.实时控制交通信号机的设计与实现.中国海洋大学.计算机与应用技术.2010,4.
[5]谭浩强.单片机课程设计[M].北京清华大学出版社1989
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