电子课程设计.docx
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电子课程设计
电子技术
课程设计（论文）
题 目:
交通信号灯控制器
学生姓名冯启业
专业_电子科学与技术
学号_222007322072003
班级_2007级1班
指导教师丁珠玉
成绩_
工程技术学院
2010年11月
目录
第一章绪论……………………………………………………………………………1
1.1背景介绍…………………………………………………………………………1
1.2设计任务分析……………………………………………………………………2
第二章89c51单片机概述………………………………………………………………3
2.1单片机内部结构…………………………………………………………………3
2.1.1中央处理单元（89c51CPU）…………………………………………3
2.1.2存储器……………………………………………………………………4
2.2单片机的部分引脚说明…………………………………………………………4
第三章交通信号灯控制器电路设计……………………………………………………5
3.1系统的硬件设计………………………………………………………………5
3.1.1系统的工作原理分析……………………………………………………5
3.1.2系统总电路图……………………………………………………………6
3.2系统的软件设计…………………………………………………………………6
3.2.1程序源代码………………………………………………………………6
3.2.2Proteus仿真调试……………………………………………………9
第四章设计的心得体会………………………………………………………………10
参考文献…………………………………………………………………………………11
交通信号灯控制器
冯启业
西南大学工程技术学院，重庆400716
第一章绪论
1.1背景介绍
随着经济的不断发展，城市化、城镇化进程的加快，交通系统的发展和延伸，道路交通堵塞问题日趋严重，如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象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，显然交通灯在其中起着不可或缺的作用。
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。
随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车型车道，有条不紊。
那么靠什么来实现交通的井然秩序呢？
靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
交通信号灯控制方式很多。
本系统采用单片机89c51为核心器件来设计的一个十字路口交通信号灯控制电路，用来控制主干道和从干道的红、绿、黄三种信号灯的亮与灭。
本设计交通信号控制器主要应用于交通领域，具有较高的实用价值——1.改善交通秩序，增加交通安全；2.减少交通延误，提高经济效益；3.降低污染程度，保护生态环境；4.节省能源和土地消耗。
该控制器利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人，以达到车辆停止，行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全，也减轻了交管部门的负担，使这种城乡交通现状得到良好的改善，更加充分利用现有交通资源,缓解城市交通压力。
本产品面对公共交通设施，并不注重经济收益，而是注重以后潜在的发展，从而带动相关产业。
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设计任务分析
通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。
状态表
状态
主干道
从干道
时间
0x65
绿灯亮，允许通行
红灯亮，禁止通行
42s
0x63
黄灯闪烁，停车
红灯亮，禁止通行
3s
0x56
红灯亮，禁止通行
绿灯亮，允许通行
24s
0x36
红灯亮，禁止通行
黄灯闪烁，停车
3s
a、从干道的绿灯和主干道的红灯同时点亮24秒钟，同时数码显示剩余时间；
b、24秒钟后，从干道的黄灯闪烁3秒钟，此时主干道仍维持红灯点亮，同时红灯数码显示剩余时间，绿灯数码管显示0；
c、从干道的黄灯闪烁3秒钟后，转为从干道的红灯和主干道的绿灯同时点亮42秒钟，同时数码显示剩余时间；
d、42秒钟后，转为主干道的黄灯闪烁3秒,此时从干道仍维持红灯点亮，同时红灯数码显示剩余时间，绿灯数码管显示0；
e﹑3秒钟后，主干道转红灯，从干道转绿灯；
f﹑再回到a（具有按键复位功能）。
第二章89c51单片机概述
2.1单片机内部结构
2*16位定时器/计数器
数据存储器256KBRAM/SFR
程序存储器4KBFlashROM
振荡器和时序OSC
80c51
CPU
内中断
可编程全双工串行口
可编程I/O
64KB总线扩展控制线
外中断
串行通信
控制
89c51单片机结构框图
P0P1P2P3
2.1.1中央处理单元（89c51CPU）
CPU是单片机的核心，是单片机的控制和指挥中心，由运算器和控制器等部件组成。
⑴运算器
运算器包括一个可进行8位算术运算和逻辑运算的单元ALU——可对4、8、16位数据进行算术运算和逻辑运算；8位的暂存器1（TMP1）；暂存器2（TMP2）；8位的累加器ACC——在89c51内部经常作为数据传送的中继站；程序状态寄存器（PSW）——8位，用于指示指令执行后的状态信息，相当于一般微处理器的标志寄存器；寄存器B——8位，在乘除运算时，它用来存放一个操作数，其他时候可作为通用寄存器使用等等。
⑵控制器
控制器包括程序计数器PC——由两个8位计数器组成，共16位，它中的内容是将要执行的下一条指令的地址，改变其内容就可改变程序执行的方向；指令寄存器（IR）及其指令译码器（ID）——取出来的指令经指令寄存器IR送至指令译码器ID，由ID对指令译码并送PLA产生一定序列的控制信号，以执行指令所规定的操作；振荡器及定时电路——单片机内有振荡电路，只需外接石英晶体和频率微调电容，该脉冲信号作为其工作的时间最小单位。
2.1.2存储器
⑴程序存储器（FlashROM）——片内容量为4KB，地址从0000H开始，用于存放程序和表格常数；
⑵数据存储器（RAM）——片内为128字节（其中32字节单元可指定为工作寄存器），地址为00H~7FH，用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓存等
2.2单片机的主要引脚说明
Vcc（40脚）：
电源端，为+5V
Vss（20脚）：
接地端
XTAL2（18脚）：
接外部晶体和微调电容的一端
XTAL1（19脚）：
接外部晶体和微调电容的另一端
RST（9脚）：
复位信号输入端，高电平有效
P0端口（P0.0~P0.7）：
是一个漏极开路的8位准双向I/O端口，作为输入口使用时，应先向该端口写入全1
P1端口（P1.0~P1.7）：
是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口
P2端口（P2.0~P2.7）：
是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口
P3端口（P3.0~P3.7）：
一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，该端口还用于一些复用功能
第三章交通信号灯控制器电路设计
3.1系统的硬件设计
3.1.1系统的工作原理分析
主干道绿灯亮
从干道红灯亮
（T0定时）
主干道黄灯闪烁
从干道红灯亮
（T1控制闪烁）
主干道红灯亮
从干道绿灯亮
（T0定时）
主干道红灯亮
从干道黄灯亮
（T1控制闪烁）
本设计有①交通灯信号电路：
主要用于显示红绿灯的亮灭以及黄灯的闪烁，连接单片机P1口；②显示电路：
用两个二位一体的数码管分别显示红绿灯亮的倒计时，P0口控制段选，P2口的低四位控制位选；③复位电路：
当电路出现异常时，可由复位按钮将单片机完全复位；④晶振电路：
是单片机能正常工作
3.1.2系统总电路图
3.2系统的软件设计
3.2.1程序源代码
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitmyellow=P1^2;
sbitsyellow=P1^6;
ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f};
ucharcodewei[4]={0x0e,0x0d,0x0b,0x07};
voidinitime（）;
voiddelay（uintz）;
ucharmroad（intx0,uinty0）;
ucharsroad（intx1,uinty1）;
voiddisplay（uintxx,uintyy）;
ucharcb=0;//cb为主从干道的标志位
uintsec;//sec为定时次数
voidmain（）//主函数
{initime（）;
while
（1）
{if（cb==0）cb=sroad（24,27）;
elsecb=mroad（42,45）;}}
voidinitime（）//初始化定时器---赋初值，开中断
{TMOD=0x11;
TH0=0xee;TL0=0;
TH1=0x4c;TL1=0;
EA=1;ET0=1;ET1=1;
TR0=1;}
voiddelay（uintz）//延时程序
{uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=121;y>0;y--）;}
ucharmroad（intx0,uinty0）//主干道
{P1=0x65;
while（y0）
{display（x0,y0）;
if（sec>=200）
{sec=0;x0--;y0--;
if（x0<=0&&y0!
=0）
{P1=0x63;x0=0;TR1=1;};
}
}
TR1=0；
return0;
}
ucharsroad（intx1,uinty1）//从干道
{P1=0x56;
while（y1）
{display（x1,y1）;
if（sec>=200）
{sec=0;x1--;y1--;
if（x1<=0&&y1!
=0）
{P1=0x36;x1=0;TR1=1;};
}
}
TR1=0；
return1;
}
voiddisplay（uintxx,uintyy）//显示程序
{uintaa;
for（aa=0;aa<4;aa++）
{P2=wei[aa];
switch（aa）
{case0:
P0=table[xx%10];delay（10）;break;
case1:
P0=table[xx/10];delay（10）;break;
case2:
P0=table[yy%10];delay（10）;break;
case3:
P0=table[yy/10];delay（10）;break;};
}
}
voidtime0（）interrupt1//定时器T0定时5ms
{TH0=0xEE;TL0=0;sec++;}
voidtime1（）interrupt3//定时器T1定时50ms，用于黄灯的闪烁
{TH1=0x4c；TL1=0;
if（cb==0）syellow=~syellow;
elsemyellow=~myellow;
}
3.2.2Proteus仿真调试
第四章设计的心得体会
通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。
现在设计已经做好了，自己感觉还是比较好的，虽然花了很多的时间，但学到了很多东西。
获取个模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最适合的方案。
小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到相应资料。
经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路图。
在Proteus软件里经行电路仿真，来验证电路的正确性。
做该设计时，参考了很多书，增强了自己对知识的理解，很多以前不是很懂的问题都得到了有效地解决，一些快被遗忘的知识点也温故知新了。
往往一开始电路仿真不出结果，这就需要找出问题所在，一般是先看电路原理图是否正确，接着看一下元件参数是否合适。
在这个过程中，要充分发挥主观能动性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出结果，这就需要同组人员讨论或者查阅资料和分析问题来进行解决。
尝试着怎样把电路图和程序优化，弄得更简单。
课程设计有利于提高我们的动手能力，能把我们所学的书本知识运用到实际生活中去，同时也丰富了我们的业余生活，提高我们对知识的理解能力。
参考文献
【1】李朝青。
单片机原理及接口技术[M].北京：
北京航空航天大学出版社，2008
【2】周兴华。
手把手教你学单片机C程序设计[M]。
北京：
北京航空航天大学出版社，2008
【3】华成英，童诗白。
模拟电子技术基础[M]。
北京：
高等教育出版社，2006
指导教师评语：
成绩评定：
指导教师：
年月日
此表装订在报告（论文）的最后。
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