基于51单片机交通信号灯课程设计

《电子系统设计》课程设计报告题目:交通信号灯控制器姓名:

院系：电力学院

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指导教师:

完成时间：年月日

目录

一、任务与目得

二、总体设计

三、硬件设计：原理图（接线图）及简要说明

四、程序框图与清单

五、实验结果与体会

目得与要求

本次课程设计得目得就是设计一个交通信号灯控制器,使其拥有以下功能:

1.在十字路口每个入口处设置一个红绿灯,并且有数码管显示通行时间.

2.主干道通行得时候支路禁止通行，支路通行时主干道禁止通行。

3.主干道通行时间为４5S,支路通行时间为2５S，中间有5Ｓ黄灯过渡。

4.在支路设有传感器，当检测不到有支路有车时,主干道将一直通行.

总体设计

核心为AT8９C5１单片机，输出计时秒表采用单片机程序输出ＢCＤ码再由７４ＬS４７译码至共阳数码管上.红绿灯输出则使用74ＬS160计数器得前四位进行循环译码至红绿灯，并且使用单片机程序控制输出固定脉冲至计数器CLK端使计数器按红绿灯计时跳变输出。

检测支路就是否来汽车可由在马路内放置压力传感器，当有汽车停靠在白线内等待红灯时，传感器向单片机某端口输入低电平使其被检测到。

硬件设计

红绿灯电路

首先分析十字路口红绿灯总用会有多少种可能，如下表：

00 1 ０0 ０0 1

0１ 1 0 0 0 1 0

10 0 0 １ 1 0 ０

11 0 １0 1 0 0

我们不难从表中瞧出，十字路口得红绿灯状态最多分为4中.所以我们可以取７4LＳ１６０计数器得低２位进行编码。然后将每一位对应相应得显示规则，电路原理图如下:

当７4LS16０输出为00时，４条译码规则中中只有ＮAND４这一条输出为高电平,此时对应状态为主干道绿灯亮，支路红灯亮.当７4ＬS160输出为01时,对应主干道黄灯亮,支路红灯亮。当7４LS160输出为10时，主干道红灯亮，支路绿灯亮.当74LS160输出为1１时,主干道红灯亮，支路黄灯亮。当7４LS160输出跳变至1０0时，Q２端向7４LS1６0返回复位信号,重归00状态。

因此，依照设计规则０0状态与０1状态期间间隔为45S，01与10为5S，1０与１１为

2５S,1１与复位之间得间隔为５Ｓ.

在实际电路中,红绿灯往往不就是由几个单一得LEＤ组成，而就是由数量较多得LED组成灯珠.因此，单单靠单片机输出功率来带动红绿灯就是不现实得.但就是可以靠将以上4个译码输出加载在双极性晶体管作为驱动,而使用电力电子开关来控制电路。如下图:

通过电力电子开关，可以使单片机电源与LＥD灯珠组电源隔离开,使得红绿灯能使用大功率得灯珠组。

数码管电路

数显电路采用由单片机Ｐ0、７~P０、４输出BCD码高位,Ｐ０、3~P0、0输出BＣD码低位,再通过两个7４LS47译码显示至共阳极得数码管上,电路原理图如下：

数码管真值表.

7４ＬＳ47真值表。

因此当Ｐ0口输出为45H~０0Ｈ时,数码管会显示相印得数字。

检测车辆电路

ﻩ由于支路只需要检测就是否有车到来,而并不就是需要反馈路上车辆得具体压力.因此无需在马路上设置特殊得压力传感器,只需通过车辆自身得压力使得单片机某段信号接地即可。

以下为设想:

当车辆在停靠线内侧等待红灯时，由于车辆施加得压力,使得马路内部小空间发生微小形变，使两个触点相接,并通过相应转换电路使得相当于单片机该端口接地，处于低电平状态。

ﻩ或者就是使用类似表面贴片式得形式来检测就是否有车到来。

红绿灯总体电路图

程序框图

主程序：

OＲG 0０H

ﻩＡＪMP STARＴ

ﻩORG 030H

START:ﻩMOV P０,＃088H

PRＥ：MOＶR７,#0ﻩ；数显表显示偏移量,偏移量为0时首显为4５MＯV R６,#40 ﻩﻩ;偏移量4０时首显为5

ﻩﻩＭOVﻩＲ５,#２０ﻩﻩ;首显为25

C１: MOＶﻩA，Ｒ7

ﻩﻩＡCAＬL S EＧ４５

MOVﻩP０，Aﻩﻩﻩ;将数显表内显示数值送入P0口

ﻩAＣALＬﻩＤＥLＡY1

ﻩＡＣALL DELAY1ﻩ；调用延时子程序

ﻩINCﻩR7ﻩﻩ；显示一次偏移量＋1

CJNＥﻩR7，#４５,Ｃ1 ；就是否显示４５次

ﻩﻩＭOV Ｒ7,＃00H ;重新填装偏移量

ﻩJBﻩＰ2、５,Ｃ1 ﻩ；检测支路就是否有车到来，若无车到来则继续主干道绿灯ﻩCＬR P2、4

ﻩﻩAＣALＬD ELAY5

ＳＥＴB P２、4ﻩ；向７4ＬS1６0芯片输出一个CLK脉冲

C２：ﻩﻩMＯVﻩA,Ｒ６

ﻩﻩＡCALL SEG45

ﻩMOV P0,A

ﻩACＡLL ＤELAＹ1

ACALLﻩDELAY1

ﻩINCﻩR6

ﻩCJNＥR６,＃45,C2

ﻩＭOVﻩR6,#40

ﻩﻩCLRﻩP2、4

ﻩACALＬﻩDＥLAY5

SＥＴBﻩP２、4

C3:ﻩMOVﻩA,Ｒ5

ﻩACALＬﻩSEG45

ﻩﻩMOVﻩＰ0,A

AＣＡLLﻩDＥLAY1 ﻩﻩＡＣALL DＥＬＡY１

ﻩﻩINＣﻩR５

ﻩCJＮＥR５,#45,C３ﻩﻩMOVﻩR5，#2０H

ﻩﻩCLRﻩP2、4

ﻩﻩACALＬ DEＬAY５

SETB P2、４

C4: MOＶＡ，R6

ACＡLL SＥG45

ＭOＶP0，A

ﻩﻩACAＬL DELAY１

ﻩACAＬL DELAＹ1

ﻩＩNC Ｒ6

ﻩCJＮＥR6，＃45，C4 ﻩMOV R６，#4０

ﻩﻩＣLR P2、4

ﻩﻩAＣＡLＬﻩDEＬAY5