数码管显示倒计时时间的交通灯控制设计

第1章总体设计方案

1.1.设计思路

1.1.1课程设计的目的

（1）.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。

（2）.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

（3）.通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。

（4）.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

（5）.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。

1.1.2设计任务和内容

1设计任务

单片机采用用AT89C51芯片，使用LED（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，南北路口各10秒，黄灯时间3秒）。

2设计内容

（1）设计并绘制硬件电路图。

（2）编写程序并将调试好的程序在proteus软件中仿真

。

3方案设计与论证

显示界面方案

该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。按照任务要求采用数码管和MAX7219驱动芯片

设计方框图

整个设计以AT89C51单片机为核心，由数码管显示，LED数码管显示,MAX驱动芯片。

硬件模块入图2-1。

4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。 表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5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5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。

5芯片简介

1）AT89C51单片机简介

AT89C51单片机

LED 数码管显示

LED 红绿灯 MAX 驱动芯片

（2）各引脚功能说明

Vcc:+5V 电源电压。

Vss:电路接地端。

P0.0~P0.7:通道 0，它是 8 位漏极开路的双向 I/O 通道�当扩展外部存贮器时，这也

是低八位地址和数据总线�在编程和校验期间�它输入和输出字节代码，通道 0 吸收/

发出二个 TTL 负载 P1.0~P1.7:通道 1 是 8 位拟双向 I/O 通道，在编程和校验时，它发出低 8 位地址。

11

通道1吸收/发出一个 TTL 负载。

P2.0~P2.7:通道 2 是 8 位拟双向 I/O 通道。当访问外部存贮器时，用作高 8 位地址

总线。通道 2 能吸收/发出一个 TTL 负载。

P3.0~P3.7:通道 3 准双向 I/O 通道。通道 3 能吸收/发出一个 TTL 负载，P3 通道的

每一根线还有另一种功能：

P3.0:RXD，串行输入口。

P3.1:TXD，串行输出口。

P3.2:INT0，外部中断 0 输入口。

P3.3:INT1，外部中断 1 输入口。

P3.4:T0，定时器/计数器 0 外部事件脉冲输入端。

P3.5:T1，定时器/计数器 1 外部事件脉冲输入端

P3.6:WR，外部数据存贮器写脉冲。

P3.7:RD，外部数据存贮器读脉冲。

RST/VpD:引脚 9，复位输入信号，振荡器工作时，该引脚上 2 个机器周期的高电平

可以实现复位操作，在掉电情况下Vcc 降到操作允许限度以下后备电源加到此

引脚将只给片内 RAM 供电。

ALE/PROG:引脚 30,地址锁存有效信号,其主要作用是提供一个适当的定时信号,

在它的下降沿用于外部程序存储器或外部数据存贮器的低 8 位地址锁存,使总线 P0 输

出/输入口分时用作地址总线,低 8 位,和数据总线,此信号每个机器出现 2 次,只是

在访问外部数据存储器期间才不输出 ALE。所以,在任何不使用外部数据存贮器的系统中,ALE 以 1/6 振荡频率的固定速率输出,因而它能用作外部时钟或定时,8751 内的EPROM 编程时,此端输编程脉冲信号。

PSEN:引脚 29,程序选通有效信号,当从外部程序存贮器读取指令时产生, 低电平

时,指令寄存器的内容读到数据总线上。

EA/VPP:引脚 31,当保持 TTL 高电平时,如果指令计数器小于 4096~8051 执行内

部 ROM 的指令,8751 执行内部 EPROM 的指令,当使 TTL 为低电平时,从外部程序

存贮器取出所有指令,在 8751 内的 EPROM 编程时,此端为 21V 编程电源输入端。

XTAL1:引脚 18,内部振荡器外接晶振的一个输入端,HMOS 芯片使用外部振荡源

时,,此端必须接地。

XTAL2:引脚 19,内部振荡器外

2）MAX7219芯片简介

MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器

与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一

个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存

储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。 MAX7221与SPI™、 QSPI ™

以及 MICROWIRE™相兼容，同时它有限制回转电流的段驱动来减少EMI（电磁干扰）。

一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式

电路模块