单片机交通灯课程设计报告(含电路图,源程序)

1.引言................................................................. 错误！未定义书签。

2.总体设计方案 (2)

2.1. 设计思路 (2)

2.1.1.设计目的 (2)

2.1.2.设计任务和内容 (3)

2.1.3.方案比较、设计与论证 (3)

2.1.4.芯片简介 (6)

2.2. 设计方框图 (12)

3.设计原理分析 (13)

3.1. 交通灯显示时序的理论分析与计算 (13)

3.2. 交通灯显示时间的理论分析与计算 (15)

3.3. 电路模块 (16)

3.3.1.LED数码管显示模块 (16)

3.3.2.LED红绿灯显示模块 (19)

3.3.3.复位电路 (22)

3.3.4.晶振电路 (23)

4.结束语 (23)

6.附录 (24)

6.1. 附录1：程序清单 (24)

6.2. 附录2：电路设计总图 (32)

6.3附录3：实物图 ....................................... 错误！未定义书签。1.总体设计方案

1.1.设计思路

1.1.1.设计目的

（1）加强对单片机和汇编语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知

识。

（2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。（3）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。

（4）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

（5）提高实践动手能力。

1.1.

2.设计任务和内容

1.1.

2.1.设计任务

单片机采用用AT89S52芯片，使用发光二极管（红，黄，绿）代表各个路口的交通灯，用8段数码管对转换时间进行倒时（东西路口15秒，南北路口25秒，黄灯时间5秒）。

1.1.

2.2.设计内容

（1）设计并绘制硬件电路图

（2）制作PCB并焊接好元器件

（3）编写程序并将调试好的程序固化到单片机中

1.1.3.方案比较、设计与论证

1.1.3.1.电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源，采用单片机控制模块提供电源。此方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我们选择第二种方案。

1.1.3.

2.复位方案

复位方式有两种：按键复位与软件复位。由考虑到程序的简洁，避免冗长，本设计采用按键复位，在芯片的复位端口外接复位电路，通过按键对单片机输入一个高电平脉冲，达到复位的目的。

1.1.3.3.输入方案

方案一：

采用89S52扩展I/O 口及键盘，显示等。该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。

方案二：

直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用2个按键，分别是K1、K2。

由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二

1.1.3.4.显示界面方案

该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案：

方案一：

完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，无法胜任题目要求。

方案二：

完全采用点阵式LED 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。

方案三：

采用数码管与点阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED 灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。 设计方框图

整个设计以AT89S52单片机为核心，由数码管显示，LED 数码管显示,复位电路组成。

硬件模块入图2-1。

1.1.3.5. 交通管理的方案论证

东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，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。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。指示灯燃亮的方案如表2。

AT89S52单

片机

数码管显示 LED 数码管显示

晶振电路

复位电路

2说明：

（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间

为25秒。

（2）黄灯5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。

（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为25秒。

（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

1.1.4.芯片简介

1．AT89S52单片机简介

其引DIP封装的脚图如下：

主要性能

与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz 、三级加密程序存储器、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。

功能特性描述

At89s52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得