单片机交通灯课程设计讲解

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交通信号灯单片机课程设计

交通信号灯单片机课程设计

交通信号灯单片机课程设计一、设计背景交通信号灯是城市道路上的重要设施,它能够指引行车和行人的方向,维护交通秩序和安全。

而现代交通信号灯则采用了单片机技术,使其更加智能化、可靠化和节能环保。

二、设计目标本课程设计旨在通过学习单片机原理和应用知识,掌握交通信号灯的设计与实现方法,并实现以下目标:1. 理解单片机工作原理及其应用;2. 掌握基本的电子元器件和电路知识;3. 学会使用Keil C51集成开发环境编写程序;4. 能够独立完成交通信号灯系统的设计与实现。

三、设计内容1. 系统硬件设计系统硬件主要由单片机、LED等元器件组成。

其中,单片机采用AT89C52型号,具有强大的计算能力和丰富的外设接口;LED则是光电转换元件,可将电能转换为光能进行显示。

2. 系统软件设计系统软件主要由Keil C51集成开发环境编写。

具体步骤如下:(1)编写程序框架:包括头文件引用、全局变量定义、主函数等;(2)编写延时函数:通过循环语句实现时间延迟,用于控制交通信号灯的闪烁和变换;(3)编写状态转换函数:根据交通信号灯的状态进行相应的控制操作,包括红灯、黄灯、绿灯等状态;(4)调试程序:通过单片机仿真器或实际硬件进行程序调试,确保程序运行正确。

四、设计步骤1. 系统硬件设计步骤:(1)确定系统功能需求和性能指标;(2)选取单片机和LED元器件,并进行电路原理图设计;(3)进行PCB布线和焊接工作,完成系统硬件设计。

2. 系统软件设计步骤:(1)安装Keil C51集成开发环境,并创建工程文件;(2)编写程序框架和延时函数,并测试其正确性;(3)编写状态转换函数,并测试其正确性;(4)将程序下载到单片机中,并进行实际运行测试。

五、设计成果展示经过以上步骤,我们成功地完成了交通信号灯系统的设计与实现。

下面是系统运行效果展示:当交通信号灯处于红灯状态时,车辆需停车等待;当交通信号灯处于黄灯状态时,车辆需减速慢行;当交通信号灯处于绿灯状态时,车辆可正常行驶。

交通灯单片机课程设计说明书讲解

交通灯单片机课程设计说明书讲解

编号:微机综合实践课程说明书题目:交通灯控制系统学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:指导教师单位:机械制造教研室姓名:恽志东职称:副教授2013年12月30日摘要本次设计通过对目前交通控制进行深入分析的基础上,运用检测传感、实时智能化控制的技术,将调整车辆通行的时间算法与单片机控制作用相结合,做出了以单片机为核心的交通灯控制系统方案。

交通灯控制系统由单片机I/O口、交通灯状态显示、数码管时间显示、复位电路等几部分组成。

本次设计对十字路口的设计分为两种:一种是手动控制,一种是自动控制。

通过开关P1.0实现其手动控制和自动控制,再通过按键P1.1,当各个方向全为红灯时,蜂鸣器发出报警声,从而完善交通灯控制系统。

通过用红、黄、绿灯的不同组合来指挥车辆的通行,用数码管作为通行时间的倒计时显示并与交通灯保持同步,在保证安全的情况下,改善交通运输的能力。

通过采用C51编程,编写了主程序,中断程序等,经过系统调试,实现了对十字路口交通灯的模拟。

关键词:单片机交通灯十字路口引言交通是城市经济活动的命脉,对城市经济的发展、人们生活水平的提高起到十分重要的作用。

城市的交通状况,制约着城市经济的建设。

城市道路的建设有限与车辆的增加无限导致了城市交通拥挤。

自从开始使用计算机控制系统后,不管在控制硬件里取得了什么样的进展,交通控制领域的控制逻辑方面始终没能取得重大突破。

自从交通灯出现至今,其内部的电路控制系统不断的被改进,设计方法也多种多样,从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。

随着电子和计算机技术的发展,电子电路分析取得了突破性的进展,电子设计自动化成为现代电子控制系统的主要部分,这些为交通灯电路设计奠定了扎实的基础。

当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

信号灯的出现,使交通得以有效管制。

1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义做了明确的规定。

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计一、课程介绍:本课程名为“单片机交通灯课程设计”,旨在通过教授单片机的基本原理和应用,使学员能够设计和实现一个简单的交通灯控制系统。

课程将围绕单片机的硬件组成、编程语言、接口技术等方面展开,使学员深入了解单片机的运作机制,掌握交通灯控制系统的原理和设计方法。

通过本课程的学习,学员将能够独立设计和实现一个交通灯控制系统,提高他们的实践能力和创新能力。

二、学习者分析:目标受众为具有一定电子工程或计算机科学背景的大学生,他们的年龄一般在18-25岁之间,学历水平主要为本科或研究生。

他们对电子技术和编程语言有一定的了解,具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力。

先备知识方面,学员应掌握基本电路原理、C语言编程和微控制器的基本概念。

三、学习目标:1.认知目标:学生应该了解单片机的硬件组成、工作原理和编程语言;掌握交通灯控制系统的原理和设计方法。

2.技能目标:学生应该能够使用单片机开发工具进行程序编写和调试;能够设计和实现一个简单的交通灯控制系统。

3.情感目标:学生应该培养对电子技术的兴趣和热情,提高他们的问题解决能力和创新意识。

四、课程内容:1.模块/单元划分:将课程内容划分为以下几个模块:模块一:单片机基础知识;模块二:C语言编程;模块三:单片机接口技术;模块四:交通灯控制系统设计。

2.内容描述:模块一将介绍单片机的硬件组成、工作原理和编程环境;模块二将教授C语言的基本语法和编程技巧;模块三将讲解单片机接口技术的原理和应用;模块四将引导学员设计和实现一个简单的交通灯控制系统。

3.核心概念:每个模块中都包含关键概念或理论,如单片机的硬件组成、C语言的编程语法、接口技术的原理等。

这些核心概念是课程的重点,学员需要深入理解和掌握。

五、教学策略:为了达到本课程的学习目标,我们将采用多种教学方法、活动设计和技术的整合。

1.教学方法:我们将结合讲授、讨论、合作学习和实验等方法。

讲授法用于向学生传授单片机和C语言的基础知识;讨论法用于激发学生的思考,解决学习过程中遇到的问题;合作学习使学生在团队中共同完成项目,培养沟通和协作能力;实验法让学生亲手操作,加深对知识的理解和应用。

单片机课程设计-交通灯

单片机课程设计-交通灯

目录目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1 课程设计内容 (1)1.2 课程设计要求分析 (2)1.2.1 系统单元电路组成 (2)第二章控制系统程序设计 (4)第三章单片机原理及应用课程设计总结 (18)参考文献 (19)附录 (20)第一章课程设计内容与要求分析1.1 课程设计内容本题目以89C51单片机为核心器件组成交通灯控制系统,采用定时中断实现精确定时;利用提供的单元模块构成硬件系统。

交通灯控制系统的设计要求:1)基本功能:要求在一般工作方式下,十字路口为A、B道(A、B道交叉组成十字路口),每道设置红、绿、黄三盏灯,在灯的控制下各道轮流放行。

通行的流程是:B道红灯亮40秒,同时A道绿灯亮30秒,闪烁5秒,A道黄灯亮5秒;然后切换A道红灯亮40秒,同时B道绿灯亮30秒,闪烁5秒;B道黄灯亮5秒。

如此循环。

在A、B道红、绿、黄灯依次点亮时,A、B道对应的两位数码管分别倒计时显示本道红、绿、黄灯点亮的时间。

2)扩展功能:设置自动流量控制功能:即当一道有车而另一道无车(用按键开关S1、S2模拟车辆检测功能)时,使有车车道放行。

设置优先控制功能:当有紧急车辆通过时,用开关S0进行控制,将A、B 道均设定为红灯,第二次按下开关S0后,回复正常运行状态。

1.2 课程设计要求分析1.2.1 系统单元电路组成图1 交通灯外围电路图2 交通灯运行时电路图3 交通灯运行时电路第二章控制系统程序设计#include <reg51.h>unsigned char code dtab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};//共阳极接法的数字0~9段码表unsigned char code selec[4]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7};//动态显示位选码表unsigned char disp[4];//定义4个显示缓冲单元unsigned char aa[25];sbit Key1=P1^4;//定义四个独立按键sbit Key2=P1^5;sbit Key3=P1^6;sbit Key4=P1^7;sbit YL_ledR=P3^0;//定义Y轴方向左转的红绿黄灯sbit YL_ledY=P3^1;sbit YL_ledG=P3^2;sbit YG_ledR=P3^3;//定义Y轴方向直行的红绿黄灯sbit YG_ledY=P3^4;sbit YG_ledG=P3^5;sbit XL_ledR=P2^0;//定义X轴方向左转的红绿黄sbit XL_ledY=P2^1;sbit XL_ledG=P2^2;sbit XG_ledR=P2^3;//定义X轴方向直行的红绿黄sbit XG_ledY=P2^4;sbit XG_ledG=P2^5;unsigned char flag=13,move_flag; //定义标志位unsigned char XGR,XGY,XGG;unsigned char XLR,XLY,XLG;unsigned char YGR,YGY,YGG;unsigned char YLR,YLY,YLG;unsigned char YYRR,XXRR;unsigned char num;void Delayms(unsigned int x) //定义xms延时函数,x就是形式参数{unsigned int i;unsigned char j;for(i=x;i>0; i--)for(j=110;j>0;j--);}/**************************************************************函数功能:定时器0中断服务函数,显示矩阵按键值**************************************************************/void Time0(void) interrupt 1//"interrupt"声明函数为中断服务函数{unsigned char count;TH0=(65536-50000)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-50000)%256;//定时器T0的低8位赋初值if(++count>=20){count=0;YGG--; //Y轴绿灯时间减一XXRR--; //X轴红灯时间减一disp[2]=XXRR%10; //X轴数码管显示Y轴绿灯时间disp[3]=XXRR/10;disp[0]=YGG%10; //Y轴数码管显示X轴红灯时间disp[1]=YGG/10;if(YGG==0) //如果Y抽绿灯时间减为零,Y轴的黄灯开始亮,X轴的数码管显Y轴黄灯时间{disp[0]=YGY%10;disp[1]=YGY/10;YGG=1;YGY--;YG_ledG=1;//Y轴的绿灯熄灭YG_ledY=0;if(YGY==0XFF) //当Y轴黄灯闪烁时间变为零,Y轴红灯亮,黄灯灭,Y数码管显示X轴绿灯时间{ //同时X轴的绿灯亮,红灯灭,X轴数码管显示Y轴红灯时间disp[0]=YLG%10;disp[1]=YLG/10;YGY=0;YLG--;YL_ledG=0;YG_ledR=0;YG_ledY=1;YL_ledR=1;if(YLG==0XFF)//当X轴绿灯时间为零,X轴的绿灯灭,黄灯开始闪烁。

交通灯单片机课程设计报告

交通灯单片机课程设计报告

课程设计报告:交通灯单片机控制系统1. 设计目的本课程设计旨在让学生通过使用单片机开发一个简单的交通灯控制系统来加深对单片机编程和控制原理的理解。

该系统可以模拟道路上的交通灯,实现红灯、绿灯和黄灯的循环控制,并可以通过按键进行手动控制。

2. 设计原理2.1 交通灯状态交通灯状态包括红灯、黄灯和绿灯,它们按照固定的时间间隔循环切换。

2.2 按键控制设计中使用一个按键用于手动控制交通灯状态切换。

按下按键时,会切换到下一个灯状态。

3. 硬件方案3.1 单片机本设计采用ATmega328P单片机,它具有足够的GPIO引脚用于控制交通灯的LED。

3.2 LED使用红色、黄色和绿色LED模拟交通灯的三种状态。

3.3 按键一个按键连接到单片机的GPIO引脚,用于手动切换交通灯状态。

4. 软件方案4.1 控制逻辑编写单片机程序,实现交通灯状态的循环切换和按键控制逻辑。

4.2 定时器使用定时器来控制交通灯状态切换的时间间隔。

4.3 中断配置按键的中断,以便在按下按键时进行状态切换。

5. 实施过程连接硬件组件,包括LED、按键和单片机。

编写单片机程序,包括交通灯状态切换逻辑、定时器配置和按键中断处理。

编译并烧录程序到单片机。

运行程序,观察交通灯的状态切换和按键控制是否正常。

6. 测试结果经过测试,交通灯控制系统能够正常运行。

交通灯状态按照预定的时间间隔循环切换,同时按下按键可以手动切换状态,符合设计要求。

7. 问题解决在实施过程中,遇到了一些问题,如硬件连接错误和程序逻辑错误。

通过仔细检查和调试,成功解决了这些问题。

8. 总结本课程设计使我深入了解了单片机编程和控制系统的原理,通过实际动手操作,更好地掌握了这些概念。

设计交通灯控制系统是一个有趣且教育性的项目,我对单片机编程有了更深入的理解,这对我的学习和职业发展都有所帮助。

这个示例课程设计报告可以作为参考,你可以根据具体的课程设计要求和硬件平台的不同来进行调整和扩展。

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计单片机交通灯课程设计简介:单片机交通灯课程设计是一项基于单片机控制的交通灯系统设计任务。

通过使用单片机的控制和处理能力,设计出实现交通灯的红绿灯控制、时间自动调整等功能的系统。

该设计能够帮助学生提升对单片机的理解和应用能力,同时加深对交通灯控制原理的理解。

需求分析:根据交通灯的基本原理,我们需要实现交通灯的红灯、绿灯和黄灯的切换控制,并且能够按照一定时间间隔进行自动调整。

通过按键控制可以手动改变交通灯的状态。

我们需要选取适当的控制电路和编程语言来实现这一功能。

本设计的目标是使交通灯的切换过程平稳、稳定,并且在故障发生时能够按照预定的故障处理机制进行处理。

设计方案:1. 硬件设计:(1) 选取合适的单片机,可根据实际情况选择合适的型号;(2) 设计电路板,将单片机与交通灯的灯组连接起来;(3) 使用合适的电源供电,保证电路的正常运行;(4) 调试电路,确保电路的连接正常、无故障。

2. 软件设计:(1) 选择合适的编程语言和开发环境,如C语言和Keil等;(2) 设计主循环程序,实现交通灯的红、黄、绿灯的切换功能;(3) 设计按键检测处理程序,实现按键控制交通灯的手动切换功能;(4) 设计时间调整程序,实现交通灯切换时间的自动调整功能;(5) 设计故障处理程序,实现在故障发生时的处理机制。

实验步骤:1. 连接硬件电路,保证电路连接正确;2. 使用适当的编程语言编写程序,并导入单片机中;3. 打开电源,观察交通灯的切换状态,并尝试按键控制;4. 观察交通灯的自动调整功能,验证其正常工作;5. 模拟故障情况,测试故障处理机制;6. 对实验结果进行总结和分析,修正可能存在的问题。

注意事项:1. 实验中要注意电路连接和开关的正确使用,确保电路安全;2. 编写程序时要注意代码的规范性和可读性,方便后续修改和维护;3. 在实验过程中及时记录实验数据和观察结果,以便后续分析和总结。

结论:通过本次课程设计,我学会了如何使用单片机来实现交通灯的控制功能,并加深了对交通灯控制原理的理解。

单片机课程设计报告1 交通灯

单片机课程设计报告1 交通灯

单片机课程设计报告1 交通灯1. 引言本文档是单片机课程设计的报告,主题为交通灯。

交通灯是城市交通管理的重要组成部分,合理的交通灯设置可以提高交通效率、保障交通安全。

本文将介绍交通灯的设计方案、实现过程以及遇到的问题及解决方法。

2. 设计方案2.1 总体设计思路本次交通灯设计采用的是基于单片机的控制系统。

通过在单片机上编程设计,控制交通灯的状态和时间,实现交通灯的自动切换,并保证交通流畅。

2.2 硬件设备本次设计所需的硬件设备包括:•单片机:采用STC89C52型单片机•交通灯信号灯模块:包括红灯、黄灯、绿灯三个灯泡及控制电路板•电源模块:用于提供电力供给2.3 软件设计本次设计的软件部分主要包括:•交通灯控制程序:通过编写程序控制单片机,实现交通灯的自动切换3. 实现过程3.1 准备工作在开始设计之前,我们首先进行了一些准备工作。

包括准备好所需的硬件设备,如单片机、交通灯信号灯模块和电源模块;同时也对单片机进行了初始化配置,以及编写好了交通灯控制程序的框架。

3.2 硬件连接我们将单片机与交通灯模块进行连接。

具体的连接方式如下:1.将单片机的IO口与交通灯模块的各个灯泡的控制引脚相连,以实现对灯泡亮灭的控制。

2.将电源模块与单片机进行连接,以提供电力供给。

3.3 软件设计与编程在硬件连接完成后,我们开始着手进行软件设计和编程。

主要的步骤包括:1.定义交通灯的状态:根据交通灯的信号变化规律定义交通灯状态,如红灯亮、黄灯亮、绿灯亮等。

2.编写控制程序的逻辑:根据交通灯的状态定义,编写控制程序的逻辑,实现不同状态之间的切换和持续时间的控制。

3.编程实现:根据以上设计,在单片机上编写程序,并通过烧录将程序烧录到单片机上。

3.4 测试与调试在程序编写完成后,我们进行了测试与调试。

通过在交通灯工作状态下的观察与测试,我们可以判断出程序是否符合设计要求,并进行必要的调试。

4. 遇到的问题与解决方法在设计与实现过程中,我们遇到了一些问题,具体包括:•问题1:单片机与交通灯模块的连接出现问题,导致交通灯无法正常工作。

单片机交通灯设计(课程设计)

单片机交通灯设计(课程设计)

1设计任务功能说明及总体方案介绍1.1 设计任务设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。

该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。

按开始键则开始工作,按结束键则返回“P.”状态。

要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,甲车道为主车道,每次通车时间为60秒,乙车道为次车道,每次通车时间为30秒,要求黄灯亮3秒,并且1秒闪烁一次。

有应急车辆出现时,红灯全亮,应急车辆通车时间10秒,同时禁止其他车辆通过。

1.2功能说明本次课程设计所做的交通灯所实现的功能有:1、在系统上电或按键复位后显示“P.”,进入进入准备工作状态。

2、按开始键开始工作,按结束键则返回“P.”状态。

3、甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,且甲为主车道,乙为次车道;其中主车道通行时间为60s,次车道通行时间为30s;黄灯亮三秒,并闪烁1s。

4、出现紧急车辆时,要求红灯全亮,紧急车辆通车时间为10s,同时禁止其他车辆出行。

1.3总体方案介绍及工作原理本设计采用一主(甲)车道(东西方向),一次(乙)车道(南北方向)的路口,主车道的通行时间为60s(为次车道的2倍)。

在正常情况下,两车道的交通灯按表1.1进行转换,并以倒计数的方式将剩余时间显示在每个干道对应的两位LED 上;另发挥部分主要有:1. 当按下开始键后,系统才开始工作;2.当按结束键时,系统返回P.状态,结束键松开则恢复原来状态;3.当出现紧急情况时,路口的交通灯全为红灯,控制码为CF,时间为10s,紧急情况解除时,恢复到原来的状态。

表1.1 交通灯状态表2 硬件系统的设计2.1硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1 时钟电路模块时钟电路由一个晶体振荡器12MHz和两个33pF的瓷片电容组成。

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。

单片机本身就如一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地作。

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计

单片机 交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握交通灯控制器的设计方法;2. 学会使用编程软件进行单片机程序设计,实现交通灯控制功能;3. 了解交通灯系统的基本构成和运行原理,提高对电子工程实践的认识。

技能目标:1. 能够运用所学知识,独立完成单片机交通灯控制器的硬件搭建;2. 掌握基本的编程技巧,实现交通灯的定时切换和异常处理功能;3. 提高动手实践能力,培养团队协作和问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子工程的兴趣,激发创新意识;2. 培养学生的责任心和敬业精神,使其在项目实践中体会工程实践的重要性;3. 增强学生的环保意识,理解交通灯系统在节能减排方面的作用。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机原理与应用,让学生在实际操作中掌握知识,提高技能。

学生特点:学生具备一定的电子基础和编程能力,对单片机有一定了解,但实践经验不足。

教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,培养其动手实践和团队协作能力。

通过课程学习,使学生能够独立完成单片机交通灯控制器的设计与实现。

1. 单片机基础理论:回顾单片机的组成、工作原理和编程基础,重点讲解I/O 口控制、定时器及中断系统等知识点。

教材章节:第二章 单片机原理与应用。

2. 交通灯控制器设计:介绍交通灯系统的基本构成、工作原理及设计要求,分析控制器硬件设计方法,包括电路图绘制、元器件选型等。

教材章节:第三章 交通信号灯控制系统设计。

3. 程序设计:结合单片机编程语言,讲解交通灯控制程序的编写方法,包括主程序、定时器中断服务程序等。

教材章节:第四章 单片机编程与应用。

4. 硬件搭建与调试:指导学生进行交通灯控制器硬件的搭建、程序烧录及系统调试,分析并解决实际问题。

教材章节:第五章 单片机系统调试与优化。

5. 项目实践:组织学生分组进行项目实践,要求每组完成一个具有定时切换和异常处理功能的单片机交通灯控制器设计。

单片机电子课程设计交通灯

单片机电子课程设计交通灯

单片机电子课程设计交通灯单片机电子课程设计交通灯是一项基于单片机技术开发的交通信号灯控制系统,是电子信息技术应用领域的重要实践课程之一。

它是通过单片机的控制来控制道路上的几组灯光,使得车辆、行人在道路上的行驶与摆动更加有序和安全。

这篇文档将从以下几个方面探讨单片机电子课程设计交通灯的设计思路、开发流程、实施过程及未来发展方向。

一、设计思路单片机电子课程设计交通灯的主要设计思路是通过控制电子器件来实现对交通信号灯的控制。

具体来说,我们需要使用LED灯、红外线检测模块、温度传感器等一系列电子元件,借助单片机的强大控制能力,实现对红绿灯状态的自动切换,保证道路交通的安全有序。

二、开发流程单片机电子课程设计交通灯的开发流程可以分为以下几个步骤:1. 硬件设计:首先需要设计硬件,包括选购各种电子元件,设计电路板以及各种接口连接。

硬件设计完成后,需要进行电路板焊接和测试,确保各个模块可以正常通信和工作。

2. 软件编程:在硬件设计完成且测试正常后,我们需要进行软件编程设计。

具体来说,我们需要使用汇编语言或c语言等编程语言,实现交通信号灯的自动控制,包括灯光切换、红绿灯时间设置、车辆检测和显示等。

3. 系统调试:在软件开发完成后,我们需要对整个系统进行调试。

包括对各个功能模块进行单独测试和整体性能测试,调整系统参数和软件算法,改善系统稳定性和工作效率。

4. 安装部署:当系统调试完成后,我们需要将整个系统进行安装和部署。

具体来说,系统需要进行外壳设计,预展示位置进行选择和安装,各个接口连接,系统的标识和标志体现等。

三、实施过程在完成单片机电子课程设计交通灯的开发后,需要根据实际情况来进行实施。

具体来说,我们需要进行以下几个步骤:1. 需求收集:首先需要了解道路、人流、车流等实际情况,并了解交通信号灯应该如何进行调整和优化。

2. 系统安装:在了解道路实际情况后,我们需要安装系统,并进行相关测试,确保系统可以正常工作。

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的原理及交通灯控制系统的基本构成;2. 掌握单片机编程的基本语法,如C语言或汇编语言;3. 学习并掌握交通灯控制流程图的绘制及程序设计;4. 了解交通灯控制系统在实际应用中的功能与作用。

技能目标:1. 能够运用所学知识设计简单的单片机交通灯控制系统;2. 能够独立编写程序,实现交通灯的红、黄、绿灯控制逻辑;3. 能够对所设计的系统进行调试和优化,确保其正常运行;4. 学会使用相关工具和仪器,进行电路搭建和程序烧录。

情感态度价值观目标:1. 培养学生的团队协作意识,学会与他人共同解决问题;2. 激发学生对电子技术的兴趣,提高创新意识和动手能力;3. 增强学生的社会责任感,认识到科技在生活中的重要应用;4. 培养学生严谨、认真、细心的学习态度,为今后的学习和工作打下基础。

本课程针对单片机交通灯的设计,结合学生年级特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的知识水平和实践能力。

通过本课程的学习,使学生能够掌握单片机的基本原理和应用,培养其在电子技术领域的实际操作技能,同时注重培养其情感态度和价值观,为学生的全面发展奠定基础。

二、教学内容1. 单片机基础理论:介绍单片机的组成、工作原理及性能特点,结合课本第二章内容,让学生对单片机有全面的了解。

2. 编程语言学习:以C语言或汇编语言为基础,讲解单片机编程的基本语法和编程技巧,对应课本第三章。

3. 交通灯控制系统原理:分析交通灯控制系统的基本构成、工作流程和功能,结合课本第四章内容,让学生了解实际应用场景。

4. 程序设计:学习并掌握交通灯控制流程图的绘制及程序设计,对应课本第五章,让学生能够实际操作编写程序。

5. 系统调试与优化:介绍系统调试的方法和技巧,分析常见的故障原因,对应课本第六章,让学生学会调试和优化程序。

6. 电路搭建与程序烧录:学习使用相关工具和仪器,进行电路搭建和程序烧录,对应课本第七章,培养学生的动手能力。

交通灯单片机课程设计

交通灯单片机课程设计
2.中断服务程序优化:探讨如何利用中断来处理紧急情况,如行人紧急按钮触发时的交通灯响应。
3.串行通信接口设计:引入串行通信的概念,设计交通灯系统与上位机或其他系统的通信接口。
4.系统测试与故障排查:教授学生如何对系统进行全面的测试,以及面对常见故障如何进行排查和修复。
5.创新设计思考:鼓励学使用传感器检测车辆和行人流量,实现自适应控制。
4.实际案例分析:分析现实生活中的交通灯控制系统案例,理解理论与实践相结合的重要性。
5.课程总结与展示:组织学生进行课程学习总结,展示各自设计的交通灯单片机控制系统,分享设计心得和经验。
5、教学内容
1.安全规范教育:强调在交通灯单片机系统设计和实施过程中遵守安全规范,确保系统安全可靠运行。
2.项目评估标准:介绍评估交通灯单片机控制系统的标准,包括功能性、稳定性、节能性、用户体验等方面。
3.交通灯程序扩展:引入交通流量检测功能,实现智能调节信号灯变化。
4.硬件电路保护措施:分析并设计过流、过压保护电路,确保交通灯系统稳定运行。
5.课程实践:分组进行交通灯单片机控制系统设计,动手搭建电路,编写程序,并进行调试。
3、教学内容
1.交通灯系统模块化设计:引导学生理解模块化设计的重要性,将交通灯系统分为时钟模块、控制模块、显示模块等。
3.仿真软件应用:引入Proteus、Keil等仿真软件的使用,让学生在虚拟环境中模拟交通灯系统的运行,提前发现问题。
4.团队合作能力培养:通过分组项目实践,培养学生团队合作能力,学会分工协作、共同解决问题的方法。
5.课程反馈与改进:收集学生对课程的意见和建议,对教学内容和方法进行总结与改进,为下一阶段的学习做好准备。
4、教学内容
1.系统可靠性分析:讲解如何提高交通灯单片机控制系统的可靠性,包括硬件冗余设计、软件容错机制等。

单片机控制交通灯课程设计

单片机控制交通灯课程设计

单片机控制交通灯课程设计随着城市化进程的加速和交通方式的多样化,城市交通拥堵的问题变得越来越突出。

为了解决这一问题,人们设计了各种智能交通系统,其中交通信号灯就是非常重要的组成部分。

在日常生活中,我们经常可以看到各种类型的交通信号灯,警示灯、指示灯、控制灯等等。

在这么多的交通信号灯中,红、黄、绿三色交通信号灯是最常见的形式。

因此,本文将根据“单片机控制交通灯课程设计”主题,对该课程进行阐述和分析。

一、课程设计的背景和意义1、背景:在当今社会,随着城市的发展和交通工具的多样化,人们的生活质量也就得到了极大的提高。

但是,同时也带来了交通拥堵、交通事故等问题。

这时候,如何优化交通形势,减少交通压力,就变成了我们重要的问题之一。

因此,基于这样的需求,交通灯的发明应运而生,而其主要功能就是调节车辆、行人数量和方向,保证道路交通有序和安全。

2、意义:单片机控制交通灯课程设计是学生在电子信息工程专业的核心课程之一。

它主要通过对红绿灯控制原理的学习,使学生了解交通信号灯、单片机控制器等相关知识,并通过课程实践来提高学生的动手操作能力、实际运用能力和创新思维能力。

通过本课程的学习,未来的工程师和技术人员不仅能够熟练掌握单片机控制交通灯的能力,更能够在实际工作中运用灵活自如。

二、课程设计的目标和任务1、目标:通过本节课的学习,主要达到以下几个目标:1)了解单片机和交通灯的控制原理;2)学习如何利用单片机控制红绿灯的时序和流程;3)实现交通灯的经典三色循环控制;4)掌握现代科技的基本知识和近代信息化技术;5)培养学生的合作精神,锻炼实践、创新能力。

2、任务:为实现课程设计的目标,本节课要完成以下三个任务:1)理解红绿灯控制原理:了解7段数码管显示原理、数码管的控制方法、及如何利用单片机控制LED发光二极管实现变色;2)了解单片机控制器:研究单片机的组成结构、工作原理和使用方法,以及单片机芯片程序设计和调试;3)掌握交通灯控制程序的设计:根据具体需求,设计红绿灯控制程序,包括运用简单的软件工具,编写操作流程,进行程序的调试和优化,最终实现控制灯的交替变色。

51单片机交通灯课程设计

51单片机交通灯课程设计

51单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解51单片机的基本原理和结构,掌握其在交通灯控制系统中的应用。

2. 学习并掌握C语言编程基础,能运用C语言编写51单片机的程序代码。

3. 了解交通灯的工作原理,掌握交通灯时序控制方法。

技能目标:1. 能运用51单片机设计并实现一个简单的交通灯控制系统。

2. 掌握使用Keil软件进行51单片机程序编写、编译和调试。

3. 学会分析并解决实际交通灯控制中可能出现的问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术及嵌入式系统开发的兴趣,激发创新意识。

2. 增强学生的团队合作精神,培养在项目实践中主动沟通、协作解决问题的能力。

3. 提高学生的实践操作能力,使其认识到理论知识在实际应用中的价值。

分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子信息类专业的实践课程,旨在帮助学生将所学的51单片机理论知识运用到实际项目中。

学生已具备一定的电子技术和C语言基础,但实际操作能力和项目经验不足。

针对此情况,课程目标设定以实用性为主,注重培养学生的动手能力和团队协作能力。

二、教学内容1. 51单片机原理及结构复习:回顾51单片机的内部结构、工作原理,重点掌握其I/O口特性及编程方法。

相关教材章节:第三章《51单片机结构及工作原理》。

2. C语言编程基础:巩固C语言基础,学习51单片机程序设计中的常用语法和编程技巧。

相关教材章节:第五章《51单片机的C语言编程》。

3. 交通灯工作原理:介绍交通灯的基本工作原理及时序控制方法,分析实际应用中的交通灯控制系统。

相关教材章节:第七章《嵌入式系统应用实例》。

4. 51单片机交通灯控制系统设计:结合实际项目,学习51单片机在交通灯控制中的应用。

教学内容安排:a. 交通灯控制系统需求分析b. 硬件电路设计与搭建c. 软件程序编写与调试d. 系统测试与优化5. 教学进度安排:第1周:复习51单片机原理及结构,介绍C语言编程基础。

第2周:讲解交通灯工作原理,分析交通灯控制系统实例。

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计一、引言单片机交通灯课程设计是电子信息类专业中的一门重要课程,其涵盖了单片机程序设计、电路设计和交通信号控制等多个方面。

本文将详细介绍单片机交通灯课程设计的相关内容。

二、课程设计目标和要求1. 目标:通过本课程设计,学生应该能够掌握以下技能:(1)掌握单片机程序设计的基本原理和方法;(2)了解常用的交通信号灯控制方式;(3)具备电路设计和调试能力;(4)能够独立完成一个小型交通信号灯系统的设计和实现。

2. 要求:根据教师提供的需求,学生需要完成以下任务:(1)根据需求分析,确定交通信号灯系统的功能。

(2)进行电路设计,并进行仿真验证。

(3)编写单片机程序,实现交通信号灯系统的控制。

(4)进行实验验证,并对结果进行分析。

三、课程内容1. 单片机程序设计(1)C语言基础:变量类型、运算符、流程控制语句等。

(2)单片机编程基础:寄存器操作、中断处理等。

(3)常用模块库函数:延时函数、串口通信函数等。

(4)单片机应用案例分析。

2. 交通信号灯控制方式(1)定时控制方式:根据预设时间控制交通信号灯的变化。

(2)车辆检测控制方式:通过车辆检测器感应到车辆的存在,从而控制交通信号灯的变化。

(3)手动控制方式:通过人工操作来控制交通信号灯的变化。

3. 电路设计(1)采用8051单片机作为核心,实现交通信号灯系统的控制。

(2)使用LED作为交通信号灯的光源,通过三色LED来实现红、黄、绿三种颜色的显示。

(3)使用光敏电阻和红外传感器等传感器来实现车辆检测功能。

4. 实验验证(1)在实验室中搭建交通信号灯系统,并进行调试。

(2)对系统进行测试,并对测试结果进行分析和总结。

四、课程设计流程1. 需求分析:确定交通信号灯系统的功能需求和性能指标。

2. 电路设计:根据需求分析和性能指标,进行电路设计,并进行仿真验证。

3. 单片机程序设计:编写单片机程序,实现交通信号灯系统的控制。

4. 实验验证:在实验室中搭建交通信号灯系统,并进行调试和测试。

基于单片机交通灯课程设计

基于单片机交通灯课程设计

基于单片机交通灯课程设计简介本文档旨在介绍一种基于单片机的交通灯课程设计方案。

交通灯是城市交通中至关重要的设施,通过控制交通流量,能够确保交通的顺畅与安全。

本文档将介绍设计的整体概念、硬件模块和软件实现。

设计概念本课程设计基于单片机来实现交通灯的控制逻辑。

通过一个简单的电路,连接到单片机的引脚上,我们可以实现对交通灯的控制。

课程设计的目标是让学生掌握使用单片机进行控制的基本原理和方法。

硬件模块设计中使用的硬件模块主要包括以下几个部分:1.单片机:使用一款适合初学者的单片机,例如Arduino Uno。

2.LED灯组:使用红、黄、绿三色的LED灯来模拟交通灯的状态。

3.电阻:用于限制电流,保护LED灯的正常工作。

这些硬件模块可以通过简单的电路连接起来,以实现交通灯的控制。

软件实现交通灯控制的软件实现主要涉及以下几个方面:1.引脚配置:通过代码设置单片机的引脚模式,将其设置为数字输出模式。

2.灯状态控制:通过代码控制单片机的输出电平,以控制LED灯的亮灭。

3.延时函数:通过代码实现延时函数,用于控制交通灯的时间间隔。

4.交通灯状态切换:通过控制交通灯亮灭的时间和顺序,实现交通灯状态的切换。

通过以上步骤的组合,可以实现交通灯的控制逻辑。

代码示例下面是一个简单的代码示例,展示如何使用单片机控制交通灯的状态切换:int redLedPin = 2;int yellowLedPin = 3;int greenLedPin = 4;void setup() {pinMode(redLedPin, OUTPUT);pinMode(yellowLedPin, OUTPUT);pinMode(greenLedPin, OUTPUT);}void loop() {digitalWrite(redLedPin, HIGH); // 红灯亮 delay(5000); // 延时5秒digitalWrite(redLedPin, LOW); // 红灯灭 digitalWrite(greenLedPin, HIGH); // 绿灯亮 delay(5000); // 延时5秒digitalWrite(greenLedPin, LOW); // 绿灯灭 digitalWrite(yellowLedPin, HIGH); // 黄灯亮 delay(2000); // 延时2秒digitalWrite(yellowLedPin, LOW); // 黄灯灭}在上述示例代码中,我们将红、黄、绿三色LED灯的引脚分别连接到单片机的引脚2、3、4上,并通过代码控制引脚的电平,实现交通灯的状态切换。

交通灯单片机

交通灯单片机

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恳请各位导师批评指正感谢您的聆听汇源自人:XXXX指导老师:XXX
红绿灯状态切换:按照一定的时间间隔,依次切换红绿灯的状态。当红灯亮时 ,停止车辆通行;当绿灯亮时,允许车辆通行;当黄灯亮时,表示信号即将切 换,车辆需要做出准备
行人信号的控制:当行人按下按钮时,应该立即切换成行人信号。此时,红绿 灯都暂停,行人信号亮
红绿灯的优先级控制:考虑到不同方向的车辆流量不同,可以设置一定的优先 级,例如主干道车辆通行时间比辅助道车辆通行时间更长
系统设计
系统设计
2.2 软件设计
软件设计主要包括单片机程序的编写和逻辑控制的实现 2.2.1 单片机程序的编写 单片机程序采用C语言进行编写,通过使用相应的库函数和寄存器的操作,实现交通 信号灯控制的功能。主要包括红绿灯状态切换、按钮状态读取和相应的控制逻辑
系统设计
2.2.2 逻辑控制的实现 交通信号灯的控制逻辑主要包括以下几个方面
3
总结
总结
本课设以交通灯控制系统为例,通过使用单片机进行 硬件设计和软件设计,实现了交通信号灯的控制。通 过相应的逻辑控制和系统测试,验证了设计的正确性 和可靠性。此外,本课设还可以进一步扩展,加入更 多的功能模块和优化算法,提升交通信号灯控制效果
通过本课设的设计与实现,不仅可以加深对单片机原 理和编程的理解,还可以提高问题分析和解决的能力, 培养实践操作和团队协作的能力,为今后在嵌入式系 统领域的研究和工作打下坚实的基础
交通灯单片机
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引言 系统设计
总结
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引言
引言
交通信号灯是城市道路交通信号控制的重要组成部分, 它的正常运行与交通安全息息相关
x
为了实现交通信号灯的控制,本课设以单片机为核心, 设计了一个交通灯控制系统

单片机课程设计-交通灯

单片机课程设计-交通灯

单片机课程设计——交通灯姓名:学院:专业:班级:学号:第一章绪论随着我国社会经济的发展,城市化、城镇化进程的加快,道路交通堵塞问题日趋严重,如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题,显然交通灯在其中起着不可或缺的作用。

本文就控制交通灯的方法进行了讨论,分析了各种方案的性价比,并用软、硬件加以实现。

而后,对六车道以上道路的“十字交叉路口交通灯控制”进行了分析。

最后,还对城市交通灯网的控制进行了展望。

希望能给有关政府部门一些参考,更好地改善我们的城市交通。

现今的交通发展迅速,车辆极具增加,马路不断扩宽,人行横道相对较少。

在车流量较大的地段即便有人行横道,行人也很难通过马路。

行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。

特别是像北京这样的大都市,经济飞速发展,车辆繁多,人口密集。

缓解交通已成为当务之急.例如在我们新校区西门口(塔南路)就是这种情况,每天进出校门的学生特别多,大多还需要穿过这条繁忙的高速公路,这为学校师生带来大大的不便.该系统主要应用于交通领域,具有较高的实用价值。

该系统利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人,以达到车辆停止,行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全,也减轻了交管部门的负担。

本产品面对公共交通设施,并不注重经济收益,而是注重以后潜在的发展,从而带动相关产业。

用户可以完全掌握行人自控指示灯系统的操作方法,以及各个按键的作用科学技术的突飞猛进直接把我们带进了信息化的社会,计算机的应用已普及到经济和社会生活的各个领域.第二章设计要求与任务第一节目的和要求:1、实验要求:编写程序,以89c52的端口作为输出口,控制4个双色LED灯(可发红、绿、黄光),模拟十字路口交通灯管理。

2、实验目的:(1)学习I/0口扩展方法;掌握89c52的工作原理以及编程方法,了解软件与硬件的调试技术。

(2)学习模拟交通灯控制方法;(3)学习双色LED灯的使用;第二节设计任务和设计内容: (CPU均采用89c52)1.软件延时实现模拟路口交通灯控制:(如图1)实验效果: 软件延时控制A﹑C路口红灯,B﹑D路口绿灯亮60秒;然后A﹑C路口不变,B﹑D 路口绿灯闪5下,然后B﹑D路口黄灯亮;再变为A﹑C路口绿灯,B﹑D红灯延时3秒;然后A﹑C 路口绿灯闪5下,再黄灯亮,B﹑D不变。

交通灯单片机课程设计

交通灯单片机课程设计

交通灯单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本原理和功能,掌握交通灯控制系统的组成和工作原理。

2. 学会使用编程软件进行单片机程序设计,实现交通灯的定时切换功能。

3. 了解交通灯控制系统在实际生活中的应用,认识到科技与生活的紧密联系。

技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够独立完成交通灯单片机电路的搭建和程序编写。

2. 提高学生问题分析能力,能够针对实际交通灯控制需求进行程序设计和优化。

3. 培养学生团队协作能力,学会在小组合作中共同解决问题和分享成果。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机技术的兴趣,激发学习热情,树立科技创新意识。

2. 培养学生遵守交通规则的意识,提高社会责任感和道德素养。

3. 培养学生勇于挑战困难的精神,增强自信心和自我成就感。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机技术,通过实际操作和编程实践,使学生掌握交通灯控制系统的设计与实现。

学生特点:学生具备一定的电子基础和编程能力,对单片机有一定了解,喜欢动手实践,善于合作学习。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与课堂,鼓励学生提出问题、解决问题,关注学生的个体差异,提供个性化指导。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识运用到实际项目中,提高综合运用能力。

二、教学内容1. 单片机基础知识:介绍单片机的组成、工作原理及特点,使学生了解单片机在交通灯控制系统中的应用。

教学内容:第一章单片机概述,第二节单片机的基本组成。

2. 交通灯控制系统原理:讲解交通灯控制系统的工作原理,分析各模块功能及相互关系。

教学内容:第三章控制系统,第四节交通灯控制系统。

3. 编程软件使用:学习使用编程软件进行交通灯控制程序的设计与调试。

教学内容:第二章编程软件,第三节Keil编程软件的使用。

4. 单片机程序设计:学习C语言编程基础,掌握交通灯控制程序的设计方法。

教学内容:第四章C语言编程,第五节控制语句与函数。

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计

单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基础知识,掌握交通灯系统的基本原理;2. 学会使用特定编程语言(如C语言)编写单片机程序,实现交通灯控制功能;3. 了解并掌握交通灯系统的电路连接和调试方法。

技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建一个简单的单片机交通灯控制系统;2. 通过实际操作,提高编程能力和动手实践能力;3. 学会分析并解决交通灯控制过程中出现的问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱科学、勇于探索的精神,增强学习单片机及相关课程的兴趣;2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力,提高解决实际问题的信心;3. 增强学生的环保意识,了解交通灯系统在现实生活中的重要作用。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机原理、编程和电路知识,旨在培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点:本课程针对的是初中或高中年级的学生,他们对单片机有一定了解,具备一定的编程基础和动手能力。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动探索,关注学生的个体差异,鼓励学生相互交流、合作,提高课堂教学效果。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 单片机基础知识:回顾单片机的组成、工作原理,重点掌握I/O口控制、定时器、中断等基本功能;教材章节:第一章 单片机概述,第二章 单片机硬件结构。

2. 编程语言:学习C语言基础,掌握语法结构,能运用C语言编写交通灯控制程序;教材章节:第三章 编程语言基础,第四章 C语言编程。

3. 交通灯系统设计:了解交通灯系统的电路设计、程序设计及调试方法;教材章节:第五章 单片机应用实例,第六章 交通灯控制系统设计。

4. 实践操作:分组进行电路搭建、程序编写、系统调试,实现交通灯控制功能;教材章节:第七章 实践操作。

教学进度安排:1. 前两周:回顾单片机基础知识,学习C语言基础;2. 中间两周:学习交通灯系统设计,进行分组讨论和实践操作;3. 最后两周:总结、展示、评估,针对学生个体差异进行辅导。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单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。

十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。

那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。

交通信号灯控制方式很多,在学习了单片机的有关知识之后,运用相关知识来设计完成交通信号灯。

我对单片机很感兴趣,所以在听了老师给我们讲解单片机相关知识以后,我自己课后查找资料,不断学习单片机方面的知识。

这次课设给了我学以致用的机会,我利用自己学的单片机知识,做了一个基于单片机的模拟交通灯控制的设计。

目录1 设计目的.................................. 错误!未定义书签。

2 设计内容.................................. 错误!未定义书签。

3 总体设计 (2)4 硬件设计介绍 (2)4.1数码管倒计时显示的理论分析 (3)4.2三极管的工作原理 (3)4.3二联共阳数码管原理 (4)4.4 74LS573驱动芯片原理 (6)5 电路图及仿真设计 (7)6 源程序 (8)7 设计体会及建议 (13)单片机交通灯设计一、设计目的(一)通过设计了解一个十字路口交通灯基本工作原理(二)掌握89C52计数器/定时器的工作方式和74LS573驱动芯片的工作原理;(三)掌握keil软件的使用(四)学会team work团队合作二、设计内容设计一个模拟十字路口交通灯控制器,程序运行后,初始状态时东南西北方向红灯全亮5秒,接着程序开始循环以下的程序:先东西绿灯和南北红灯亮15秒;然后南北红灯亮和东西黄灯闪5秒;接着南北绿灯和东西红灯亮15秒;最后东西红灯亮和南北黄灯闪5秒。

三、总体设计本设计采用单片机89C52作为控制器,通行时间及等待时间使用数码管以倒计时的方式显示,使用单片机P1口控制交通灯(红黄绿三色LCD)的替换。

用单片机的P1.0-P1.5六个I/O口控制东西南北的红黄绿灯,用P0.0—P0.7八个I/O口控制数码管的段选,用P2.4—P2.7四个I/O口控制数码管的位选,其中用四个NPN三极管放大数码管位选的电流,用驱动芯片74LS573驱动数码管的段选。

四、硬件设计介绍1. 数码管倒计时显示的理论分析利用MCS-51内部的定时器/计数器进行,配合软件延时实现倒计时。

在工作之前必须通过软件设定它的工作方式,即对寄存器TMOD中每位进行设定,格式如表3所示。

表3 TMOD格式其中,低四位用于决定T0的工作方式,高四位用于决定T1的工作方式,M1 和M0 工作方式控制位用以确定 4 种工作方式,如下表4所示:表4 M1和M0控制4种工作方式采用T0方式1,定时1S,系统时钟为6MHZ,所以时钟周期=(12*1/6)us=2us;采用每隔100ms中断一次,中断10次为1S,使时间的计数值减1,实现了倒计时的功能。

计算计数初值X:(216-X)*2us=1s,所以X=15536=3CB0H,因此TH0=3CH,TL0=B0H。

状态灯显示的理论分析南北通行,东西禁止时利用定时器中断倒计时15S;东西通行,南北禁止时利用定时器中断倒计时15S。

中断理论分析MCS-51中断系统有5个中断源,分别是外部中断0、外部中断1、定时器/计数器T0溢出中断、定时器/计数器T1溢出中断、串行口中断请求。

MCS-51的CPU对中断源的开放和屏蔽,是由片内的中断允许寄存器IE控制。

中断允许控制寄存器IE的格式,如表5所示。

EA —中断允许总控制位,EA=0,中断总禁止,禁止所有中断。

EA=1,中断总允许,总允许位打开后,各中断的允许或禁止由各中断允许控制位设置决定。

EX0(EX1)—外部中断允许控制位,EX0(EX1)=0,禁止外部中断。

EX0(EX1)=1,允许外部中断。

ET0(ET1)—定时/计数中断允许控制位, ET0(ET1)=0,禁止定时/计数中断。

ET0(ET1)=1,允许定时/计数中断。

ES—串行中断允许控制位,ES=0,禁止串行中断。

ES=1,允许串行中断。

利用MCS-51内部的中断进行,采用外部中断0,跳沿触发方式;外部中断0的中断入口地址为0003H。

2.三极管的工作原理三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。

分成NPN和PNP两种。

我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。

这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。

三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。

如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。

我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。

3. 二联共阳数码管原理①静态显示静态显示是当显示器显示某个字符时,相应的段恒定地导通或截止,指导显示另一个字符为止当采用静态显示方式时,各段公共端接地(共阴极)或接电源(共阳极),段选线与一个8位锁存器的输出口相连,显示器的各位相互独立静态方式显示器亮度较高,编程容易,但占用的IO口线资源较多,日常生活中比较少用。

②动态显示数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。

通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。

在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。

4. 74LS573驱动芯片原理说明:LS573 的八个锁存器都是透明的 D 型锁存器,当使能(G)为高时,Q 输出将随数据(D)输入而变。

当使能为低时,输出将锁存在已建立的数据电平上。

输出控制不影响锁存器的内部工作,即老数据可以保持,甚至当输出被关闭时,新的数据也可以置入。

这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载,可以直接与系统总线接口并驱动总线,而不需要外接口。

特别适用于缓冲寄存器,I/O 通道,双向总线驱动器和工作寄存器五、电路图及仿真设计设计完成原理图如下在电路连接完成后,将写好的程序放入单片机,运行。

单片机交通灯控制原理图交通灯实物图实物图六、源程序#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit red_dongxi=P1^0; //P1.0东西红灯sbit yellow_dongxi=P1^1; //P1.1东西黄灯sbit green_dongxi=P1^2; //P1.2东西绿灯sbit red_nanbei=P1^3; //P1.3南北红灯sbit yellow_nanbei=P1^4; //P1.4南北黄灯sbit green_nanbei=P1^5; //P1.5南北绿灯sbit nbweixuan1=P2^4; //P2.4南北数码管位选1sbit nbweixuan2=P2^5; //P2.5南北数码管位选2sbit dxweixuan1=P2^6; //P2.6东西数码管位选1sbit dxweixuan2=P2^7; //P2.7东西数码管位选2uint aa,shi1,shi2,ge1,ge2; //定义无符号整型变量uint code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};void delay(uint z); //延时函数声明void display(uint shi1,uint ge1,uint shi2,uint ge2);//数码管显示函数声明void init1(); //状态函数1声明void init2() //状态函数2声明void init3(); //状态函数3声明void init4(); //状态函数4声明void init5(); //状态函数5声明void main() //主函数{ P0=0xFF; //P0口初始化P1=0xFF; //P1口初始化P3=0xFF; //P3口初始化EA=1; //打开中断ET0=1;TR0=0;init1();while(1){ init2();init3();init4();init5();}}void init1() //状态函数1{ uint temp;temp=5;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){ red_dongxi=0;red_nanbei=0;green_dongxi=1;green_nanbei=1;yellow_nanbei=1;yellow_dongxi=1;if(aa==20){ aa=0;temp--;}shi1=shi2=temp/10;ge1=ge2=temp%10;if(temp==0) break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}void init2() //状态函数2{ uint temp;temp=10;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){ red_dongxi=1;red_nanbei=0;green_dongxi=0;green_nanbei=1;yellow_nanbei=1;yellow_dongxi=1;if(aa==20){ aa=0;temp--;shi1=(temp+5)/10;ge1=(temp+5)%10;shi2=temp/10;ge2=temp%10;}if(temp==0) break; display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}void init3() //状态函数3{uint temp;temp=5;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){red_nanbei=0;green_dongxi=1;if(aa==20){ aa=0;temp--;yellow_dongxi=~yellow_dongxi;shi1=temp/10;shi2=shi1;ge1=temp%10;ge2=ge1;}if(temp==0) break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}void init4() //状态函数4{uint temp;temp=10;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){ red_dongxi=0;red_nanbei=1;yellow_dongxi=1;green_nanbei=0;if(aa==20){ aa=0;temp--;shi1=temp/10;ge1=temp%10;shi2=(temp+5)/10;ge2=(temp+5)%10;}if(temp==0) break; display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}void init5() //状态函数5{ uint temp;temp=5;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){ red_nanbei=1;red_dongxi=0;green_dongxi=1;green_nanbei=1;if(aa==20){ aa=0;temp--;yellow_nanbei=~yellow_nanbei;shi1=temp/10;shi2=shi1;ge1=temp%10;ge2=ge1;}if(temp==0) break;display(shi1,ge1,shi2,ge2);}}void display(uint shi1,uint ge1,uint shi2,uint ge2) //数码管显示{ dxweixuan1=1;dxweixuan2=0;nbweixuan1=0;nbweixuan2=0;P0=table[ge1];delay(5);dxweixuan1=0;dxweixuan2=1;nbweixuan1=0;nbweixuan2=0;P0=table[shi1];delay(5);dxweixuan1=0;dxweixuan2=0;nbweixuan1=1;nbweixuan2=0;P0=table[ge2];delay(5);dxweixuan1=0;dxweixuan2=0;nbweixuan1=0;nbweixuan2=1;P0=table[shi2];delay(5);}void xtimer0() interrupt 1 //中断函数{TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;aa++;}void delay(uint z) //延时函数{ uint x,y;for(x=0;x<z;x++)for(y=0;y<110;y++);}七.设计体会与建议在本次课程设计中,重新巩固了单片机理论课时,感觉到的内容很多,知识点很杂、很繁琐。

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