交通灯加点阵显示课程设计全自己弄得,一个月的成果!

《单片机原理及应用课程设计》报告——交通灯控制系统与点阵汉字显示设计专业：通信工程班级：1012*名：**学号：**********2013年05 月摘要：各种代步工具的发明使得人们的出行显得更加方便，可是随之而来的各种交通问题给人们的安全及出行效率带来了巨大的影响，直到交通灯的出现才有了转机。

城市的交通标志着发达程度和形象，因此，交通灯的管理则显得越来越重要。

对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序。

本模拟交通灯系统利用单片机AT89C52作为核心元件，由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统，红绿黄LED指示灯，按键时间调节，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换，在醒目的位置要用红，绿，黄三种颜色的指示灯，加上一个倒计时的现实计时器来用以指挥行人和机动车更好的通过交叉路口，实现交通路口管理的自动化。

系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

关键词：交通灯单片机数码管红绿灯译码器 16X16LED点阵一丶课程设计目的1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。

二丶课程设计要求2.1、设计任务设计一个能在交叉路口正常工作的交通灯系统。

东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、左转绿、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。

红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。

红灯的设计时间为40秒，左拐绿灯及左转绿灯各为20秒，绿灯转换红灯时数码管倒计时有5秒的提醒时间，提醒时数码管以闪烁状态倒计，设A道和B道的车流量相同。

每个人行道设两组红黄绿三种LED指示灯，根据车辆的通行来点亮相应的指示灯来指导人们过马路。

2.2、设计要求2.2.1、要求甲车道与乙车道的车辆能交替通行，每次通行时间为1分钟。

2.2.2、在变换车道时，当同一方向通行时，前40秒安排通行车辆直行，后20 秒安排通行方向车辆左转。

2.2.3、在进行甲乙通行道路切换时，必须等到黄灯闪亮5秒后方可变换车道。

2.2.4、同时在甲乙道路两旁设置的人行横道上也设置相应的红绿灯，便于行人安全通行。

2.2.5、通过按键开关可以控制交通灯在不同状态下的通行时间，如正常状态下，60S通行时间，繁忙状态下，通行时间为45S等。

2.3、课程设计的研究基础该交通灯的整体构成由：AT89C52RC主控模块74HC373，码管显示模块，按键控制模块,LED灯指示模块等硬件电路构成，软件包括定时器部分，外部中断部分，正常模式部分程序组成。

正常模式下由程序执行8个状态，每个状态分别各车道通行时间40秒，左转20秒，人行道有60秒的通行时间，离转换还剩5秒时数码管进入闪烁倒计时状态，每条道路对应1个等待状态，1个通行状态，1个左转状态，1个5秒数码管闪烁提醒状态，每个状态调用数码管倒计时显示子程序，在繁忙时手按下繁忙按键，交通灯自动转换为30秒直行通行时间和15秒的左转时间，并可根据具体繁忙程度手动调节交通灯的转换时间。

没次增减5秒时间。

按下按键时CPU执行的是中断服务程序。

三丶硬件设计3.1 设计思想•••••利用单片机来实现该交通灯系统的控制。

考虑到自己的能力所限，利用单片机来实现路灯的控制是相对来说比较容易的，而且电路的可靠性比较高，由于对于单片机编程这块掌握的不是很好，所以，会多多少少借助一些已经编好的程序进行参考，修改并加以利用。

3.1、方案的提出采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换，由于每一个模块的计数不是相同的，这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数，分别为甲车道的置数选择和乙车道的置数选择。

以甲车道为例，简述其设计思想。

如前分析，已经确定该系统有八个状态，而置数子模块可定要将下一状态的预置数准备好，所以很容易得到主干道的置数表如：表1：由该表，就可以通过程序循环的方法设计该模块，主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现，由主控制器计时和中断产生的八个状态去译码，从而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。

同时，可以用组合电路实现该功能了，可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码，接下来就是计数模块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知主控制模块，使之进入下一模块。

还有一个必须考虑到的就是，预置数必须在下一个状态来之前准备好，而红绿黄灯的状态变化，必须和计数状态同步，于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化，所以，系统中的两个状态转换时，在上一状态结束时设置预置数，而控制红绿灯的是随着系统本身状态的变化而变化，体现在本子电路中就是有两组电路去判断符合的状态。

3.2、主要元器件介绍•••••机在电子行业中有着广泛的应用。

主要功能特性（1）兼容MCS51指令系统（2）8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；（3）32个双向I/O口；（4）256x8bit内部RAM；（5）3个16位可编程定时/计数器中断；（6）时钟频率0-24MHz；（7）2个串行中断，可编程UART串行通道；（8）2个外部中断源，共8个中断源；（9）2个读写中断口线，3级加密位；（10）低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；（11）有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求3.2.2 74HC373芯片74HC373主要用于数码管、按键等等的控制。

其有如下特点：高阻态就是输出既不是高电平,也不是低电平,而是高阻抗的状态;在这种状态下，可以多个芯片并联输出;但是,这些芯片中只能有一个处于非高阻态状态,否则会将片烧毁; 高阻态的概念在RS232和RS422通讯中还可以用到。

数据锁存，当输入的数据消失时,在芯片的输出端,数据仍然保持; 这个概念在并行数据扩展中经常使用到。

（3）数据缓冲加强驱动能力。

74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具备数据缓冲的能力。

3.2.3 数码管简介LED数码管是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。

将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。

若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从0～9的…系列数字。

同荧光数码管(VFD)、辉光数码管(NRT)相比，它具有：体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短，能与TTL、CMOS电路兼容等的数显器件。

a～g是7个笔段电极，DP为小数点。

另有一种字高为7．6mm的超小型LED数码管，管脚从左右两排引出，小数点则是独立的。

表1.1 显示数字对应的二进制电平信号LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

3.3 原理图及功能电路介绍•••••4.软件设计4.1 设计思想•••••通过程序循环的方法设计该模块，主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现，由主控制器计时和中断产生的八个状态去译码，从而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。

同时，可以用组合电路实现该功能了，可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码，接下来就是计数模块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知主控制模块，使之进入下一模块。

还有一个必须考虑到的就是，预置数必须在下一个状态来之前准备好，而红绿黄灯的状态变化，必须和计数状态同步，于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化，所以，系统中的两个状态转换时，在上一状态结束时设置预置数，而控4.3 源程序（大部分参考网友）/*****************************************************十字路口交通灯控制 C 程序******************************************************/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#include <reg52.h>/*****定义控制位**********************/sbit Time_Show_LED2=P2^5;//Time_Show_LED2控制位sbit Time_Show_LED1=P2^4;//Time_Show_LED1控制位sbit EW_LED2=P2^3; //EW_LED2控制位sbit EW_LED1=P2^2; //EW_LED1控制位sbit SN_LED2=P2^1; //SN_LED2控制位sbit SN_LED1=P2^0; //SN_LED1控制位sbit SN_Yellow=P1^6;//SN黄灯sbit EW_Yellow=P1^2;//EW黄灯sbit EW_Red=P1^3;//EW红灯sbit SN_Red=P1^7;//SN红灯sbit EW_ManGreen=P3^0;//EW人行道绿灯sbit SN_ManGreen=P3^1;//SN人行道绿灯sbit Special_LED=P2^6;//交通正常指示灯sbit Busy_LED=P2^7;//交通繁忙指示灯sbit Nomor_Button=P3^5;//交通正常按键sbit Busy_Btton=P3^6;//交通繁忙按键sbit Special_Btton=P3^7;//交通特殊按键sbit Add_Button=P3^3;//时间加sbit Reduces_Button=P3^4;//时间减bit Flag_SN_Yellow; //SN黄灯标志位bit Flag_EW_Yellow;//EW黄灯标志位char Time_EW;//东西方向倒计时单元char Time_SN;//南北方向倒计时单元uchar EW=60,SN=40,EWL=19,SNL=19; //程序初始化赋值，正常模式uchar EW1=60,SN1=40,EWL1=19,SNL1=19;//用于存放修改值的变量uchar codetable[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//1~~~~ 9段选码uchar code S[8]={0X28,0X48,0X18,0X48,0X82,0X84,0X81,0X84};//交通信号灯控制代码/**********************延时子程序************************/void Delay(uchar a){uchar i;i=a;while(i--){;}}/*****************显示子函数**************************/void Display(void){char h,l;h=Time_EW/10;l=Time_EW%10;P0=table[l];EW_LED2=1;Delay(2);EW_LED2=0;P0=table[h];EW_LED1=1;Delay(2);EW_LED1=0;h=Time_SN/10;l=Time_SN%10;P0=table[l];SN_LED2=1;Delay(2);SN_LED2=0;P0=table[h];SN_LED1=1;Delay(2);SN_LED1=0;h= EW1/10;l= EW1%10;P0=table[l];Time_Show_LED1=1;Delay(2);Time_Show_LED1=0;P0=table[h];Time_Show_LED2=1;Delay(2);Time_Show_LED2=0;}/**********************外部0中断服务程序************************/ void EXINT0(void)interrupt 0 using 1{EX0=0; //关中断if(Add_Button==0) //时间加{EW1+=5;SN1+=5;if(EW1>=100){EW1=99;SN1=79;}}if(Reduces_Button==0) //时间减{EW1-=5;SN1-=5;if(EW1<=40){EW1=40;SN1=20;}}if(Nomor_Button==0)//测试按键是否按下，按下为正常状态 {EW1=60;SN1=40;EWL1=19;SNL1=19;Busy_LED=0;//关繁忙信号灯Special_LED =0;//关特殊信号灯}if(Busy_Btton==0) //测试按键是否按下，按下为繁忙状态 {EW1=45;SN1=30;EWL1=14;SNL1=14;Special_LED=0;//关特殊信号灯Busy_LED=1;//开繁忙信号灯}if(Special_Btton==0)//测试按键是否按下，按下为特殊状态{EW1=75;SN1=55;EWL1=19;SNL1=19;Busy_LED=0;//关繁忙信号灯Special_LED =1;//开特殊信号灯}EX0=1;//开中断}/**********************T0中断服务程序*******************/ void timer0(void)interrupt 1 using 1{static uchar count;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==10){if(Flag_SN_Yellow==1) //测试南北黄灯标志位{SN_Yellow=~SN_Yellow;}if(Flag_EW_Yellow==1) //测试东西黄灯标志位{EW_Yellow=~EW_Yellow;}}if(count==20){Time_EW--;Time_SN--;if(Flag_SN_Yellow==1)//测试南北黄灯标志位{SN_Yellow=~SN_Yellow;}if(Flag_EW_Yellow==1)//测试东西黄灯标志位{EW_Yellow=~EW_Yellow;}count=0;}}/*********************主程序开始**********************/ void main(void){Busy_LED=0;Special_LED=0;IT0=1; //INT0负跳变触发TMOD=0x01;//定时器工作于方式1TH0=(65536-50000)/256;//定时器赋初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1; //CPU开中断总允许ET0=1;//开定时中断EX0=1;//开外部INTO中断TR0=1;//启动定时while(1){ /*******S0状态**********/EW_ManGreen=0; //EW人行道禁止SN_ManGreen=1;//SN人行道通行Flag_EW_Yellow=0; //EW关黄灯显示信号Time_EW=EW;Time_SN=SN;while(Time_SN>=5){P1=S[0]; //SN通行，EW红灯Display();}/*******S1状态**********/P1=0x00;while(Time_SN>=0){Flag_SN_Yellow=1; //SN开黄灯信号位EW_Red=1; //SN黄灯亮，等待左拐信号，EW红灯Display();}/*******S2状态**********/Flag_SN_Yellow=0; //SN关黄灯显示信号Time_SN=SNL;while(Time_SN>=5){P1=S[2];//SN左拐绿灯亮，EW红灯Display();}/*******S3状态**********/P1=0x00;while(Time_SN>=0){Flag_SN_Yellow=1; //SN开黄灯信号位EW_Red=1; //SN黄灯亮,等待停止信号，EW红灯Display();}/***********赋值**********/EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;/*******S4状态**********/EW_ManGreen=~EW_ManGreen;//EW人行道通行SN_ManGreen=~SN_ManGreen;//SN人行道禁止Flag_SN_Yellow=0; //SN关黄灯显示信号Time_EW=SN;Time_SN=EW;while(Time_EW>=5){P1=S[4]; //EW通行，SN红灯Display();}/*******S5状态**********/P1=0X00;while(Time_EW>=0){Flag_EW_Yellow=1;//EW开黄灯信号位SN_Red=1;//EW黄灯亮，等待左拐信号，SN红灯Display();}/*******S6状态**********/Flag_EW_Yellow=0; //EW关黄灯显示信号Time_EW=EWL;while(Time_EW>=5){P1=S[6];//EW左拐绿灯亮，SN红灯Display();}/*******S7状态**********/P1=0X00;while(Time_EW>=0){Flag_EW_Yellow=1; //EN开黄灯信号位SN_Red=1;//EW黄灯亮，等待停止信号，SN红灯Display();}/***********赋值**********/EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;}}5.调试运行5.1程序运行以及HEX文件的生成5.2电路仿真过程交通灯的其中8种状态状态1：东西方向直行:此时南北方向60秒红灯，禁止通行；在南北方向前40秒红灯内，东西方向直行道上40秒绿灯，车辆直行通行。