课程设计报告

1主要容

单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机，又称微控制器(Microcontroller Unit)或嵌埋式控制器(Embeded Controller)，是将计算机的基本部件微型化，使之集成于一块芯片上的微机。片含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。

单片机具有体积小、功耗低、功能强、性价比高、易于推广应用等显著优点。新型单片机可承担数据与数值分析、信号处理、机器人智能控制，以及图象处理等复杂任务。目前，单片机已在自动化装置、智能化仪表、过程控制和家用电器等领域得到日益广泛的应用。

单片机交通灯系统的研制，一方面可以改善交通堵塞问题，疏导车流，提高道路利用率；另一方面可以节省交通警力，提高效率。

2需求分析

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的秩序呢？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，传统的交通信号灯控制系统一般由数字电路构成，电路复杂，体积大成本高。采用单片机控制交通信号，不仅可以简化电路结构，降低成本，减小体积，而且根据主、支干道车流量发生变化的实际情况，通过拨盘开关可以很方便地进行主、支干道通车时间的设定。本设计是模仿交通灯控制系统设计的一个交通灯控制电路，具有实用性强、操作简单的特点。

3设计思想

系统硬件的设计部分采用AT89S52单片机为核心器件，加以复位电路，时序电路构成最小系统，并通过驱动电路、数码管及晶体管构成显示部分。

红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示，红绿灯信号通过P0口输出，显示时间直接通过单片机P2口和选择端送至双位数码管，通过扫描程序实现东西和南北方向数据的显示，同时能设置红、绿灯点亮时间。

4实现方法

交通控制系统主要控制A、B两车道的交通，以AT89S52单片机为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭来控制各车道的通行，采用0.5S延时子程序的反复调用来实现各种定时时间。

该电路具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少，也非常的可靠等特点。

总体设计框图如图1所示：

图1 硬件模块图

整个过程流程图如图2所示

红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示。

初始化

东西绿灯放行，

倒计时40-0秒

南北红灯禁止，

倒计时45-0秒

倒计时5秒，

东西黄灯闪烁，

南北红灯禁止

南北绿灯放行，

倒计时20-0秒

东西红灯禁止，

倒计时25-0秒

倒计时5秒，

南北黄灯闪烁，

东西红灯禁止

图2 交通灯流程图

5芯片介绍

图3 单片机AT89S52

AT89S52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。

AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89S5 2单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89S52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89S52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

兼容MCS51指令系统· 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM

· 32个双向I/O口· 256x8bit部RAM

· 3个16位可编程定时/计数器中断· 时钟频率0-24MHz

· 2个串行中断· 可编程UART串行通道

· 2个外部中断源· 共6个中断源

· 2个读写中断口线· 3级加密位

· 低功耗空闲和掉电模式· 软件设置睡眠和唤醒功能

AT89S52P为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51核，在部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。

6实现过程

1）晶振电路模块

晶振电路由一个晶体振荡器12MHZ和两个30pF的瓷片电容组成。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工作。其电路如图4所示：

图4 晶振电路图

2）复位电路模块

复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态，并从此状态开始工作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位电路以重新启动。本设计采用的是按键复位电路。其电路如图5所示：