单片机课程设计报告 十字路口交通灯控制

在键盘中按键数量较多时，为了减少 I/O 口的占用，通常将按键排 列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直 接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如 P1 口） 就可以构成 4*4=16 个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍， 而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成 20 键的 键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9 键）。由此可见，在需要 的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。 3.RESPACK-8：
交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制 LED 灯模拟指示。模 拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以 89C51 单片机为 核心芯片，采用中断方式实现控制。本模拟系统由单片机硬/软件系 统，两位 8 段数码管和 LED 灯显示系统。和复位电路控制电路等组成， 较好的模拟了交通路面的控制。
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目录
1 绪论..........................................................................................................2 1.1 主要内容........................................................................................ 2 1.2 基本要求....................................................................................... 3 1.3 参考文献....................................................................................... 3
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设计方案简介： 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。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入， 同时带动传统片机往往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软硬件结合，加以完善。 本 设计系统由单片机I/O口系统、交通灯状态显示系统、复位电路等几 大部分组成。系统具有基本的交通灯功能，较好的模拟实现了十字路 口可能出现的状况。 本设计系统利用单片机的工作原理设计一个十 字路口交通信号灯，要求东、西、南、北四个方向各有红黄绿色三个 灯，当东西方向亮绿灯时，南北方向红灯亮起；反之，如果南北方向 亮绿灯，同时东西方向亮绿灯；绿灯亮时车辆行驶，红灯亮时车辆停 止。即在同一时间内保证只有两个对应方向的车辆可以行驶。 本设 计系统软件上采用Keil uVision3、Proteus。使用C51编程，主要编 写了主程序、中断子程序、延时子程序、数码管显示子程序、交通控 制子程序、矩阵键盘子程序。 本设计系统经过整机调试，实现了对 十字路口交通灯运作与设置的模拟。
基本要求： 利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、红等点亮的时间） 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。
参考文献： [1] 张毅刚，彭喜元 编著.《单片机原理与应用设计》 [2] 郭天祥 编著.《新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、 拓展全攻略》 [3]编写本课程设计内容的软件设计（包含程序流程图和对程序注释）。 [4]硬件实验部分可选用实验箱测试或 Proteus 仿真软件实现。
本设计主要包括几个主要的元件： 1.AT89C51：
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AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 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。为本科单片机教学主要芯片 TMS320F2812，DSP 原理与应用技术。AT89C51 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。外形及引脚排列如图所示。 现在 AT89S51/52 已经取代了 AT89C51/52。 2.4*4 矩阵键盘：
一般是接在 51 单片机的 P0 口，因为 P0 口内部没有上拉电阻，不 能输出高电平，所以要接上拉电阻。排阻就是好多电阻连载一起，他 们有一个公共端。
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硬件原理图：
软件系统结构图和软件流程图： （1） 系统结构图：
Proteus 仿真绘制
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（2） 流程图：
十字路口交通灯控制流程图
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源程序： #include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table[]={ //共阴极数码管码表 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71, 0xC9,0xFF,0x40 };//设置码,测试码,不计时码
本设计的简要概述： 本设计系统利用单片机的工作原理设计一个十字路口交通信号灯，
要求东、西、南、北四个方向各有红黄绿色三个灯，当东西方向亮绿 灯时，南北方向红灯亮起；反之，如果南北方向亮绿灯，同时东西方 向亮绿灯；绿灯亮时车辆行驶，红灯亮时车辆停止。 说明：南北方向红绿灯时间： 红灯 15s 绿灯 15s 黄灯 5s
7.1 硬件原理图.................................................................................... 9 7.2 软件系统结构图.......................................................................... 10 7.3 软件流程图.................................................................................. 10 8 源程序................................................................................................... 12 9 主要函数说明....................................................................................... 33 对本设计的简单评述............................................................................... 34 附录 A.........................................................................................................35 附录 B.........................................................................................................35
东西方向红绿灯时间： 红灯 20s 绿灯 10s 黄灯 5s 按键 1：暂停 按键 2：设置时间按钮 按键 3：设置完成重启 按键 4:测试交通灯各个设备的好坏
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按键 5:设置南北绿灯时间 + 按键 6:设置南北黄灯时间 + 按键 7:设置南北绿灯时间 - 保证交通合理，绿灯最小值计时 3s，绿 灯不再减少 按键 8:设置南北黄灯时间 按键 9:设置东西绿灯时间 + 按键 10:设置东西黄灯时间 + 按键 11:设置东西绿灯时间 按键 12:设置东西黄灯时间 按键 13:南北紧急情况:南北绿灯常亮 东西红灯常亮 按键 14:东西紧急情况:东西绿灯常亮 南北红灯常亮
2 设计方案简介......................................................................................... 5 3 系统需求分析......................................................................................... 6 4 单片机概述..............................................................................................6 5 本设计的简要概述................................................................................. 7 6 本设计主要包括几个主要的元件.........................................................8 7 模块设计................................................................................................. 9
宁夏大学新华学院
课程考核
课程名称 姓名
学号
专业
微机接口 年 班级 级
系别
分数
任课教师签字 批改日期
备注
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绪论
主要内容： 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。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学 救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电 器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看 到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一 身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一 个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯 定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及 全世界陆、海、空交通领域了。
单片机概述：
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单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规 模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计数器等功 能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机 系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪 80 年代，由当时的 4 位、 8 位单片机，发展到现在的 300M 的高速单片机。
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系统需求分析： 本设计系统单片机 89C51 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、成本较低。本设计就是采用单片机模拟 十字路口交通灯的各种状态显示。利用单片机完成交通信号灯控制器 的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字 路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，数码管显示剩余时 间。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有 时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯，8 管共阴极 数码管显示剩余时间，矩阵键盘用来设置交通灯的显示时间和状态。
void delay(uint x);//延时函数 void display(uchar,uchar,uchar,uchar); //数码管显示函数 void scankeys(); //键盘函数 void traffic(); //交通灯函数