【正文】 0 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新，因此也運用到了交通信號燈控制系統(tǒng)中。單片機滲透到我們生 活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師?？萍荚桨l(fā)達，智能化的東西就越多，使用的單片機就越多。看來學(xué)單片機是社會發(fā)展的需求。 本設(shè)計由單片機 AT89S52 芯片和 LED 數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了 一個單片機交通燈。引入了電子設(shè)計自動化技術(shù)，運用了 Proteus 單片機仿真軟件 和 Keil 軟件，設(shè)計并實現(xiàn)本次的交通信號單片機控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ： 交通燈； AT89S52； LED 顯示 1 1 ABSTRACT As technology evolved in recent years, it is monolithic integrated circuits, and promote the traditional test, control technology is therefore also apply to the traffic signal control system. monolithic integrated circuits e to pervade every aspect of our lives, it is difficult to find what field did not monolithic integrated circuits of the box. Therefore, monolithic integrated circuits, exploitation and application of the study will make a number of puter applications and the intelligent control of the scientists and engineers. the more advanced technology, the more intelligent. Key words: traffic lights。at89s52。led display 2 2 目 錄 1 設(shè)計要求及總體方案介紹 ........................................... 4 設(shè)計課題任務(wù) ................................................ 4 功能要求說明 ................................................ 5 方案介紹及工作原理 .......................................... 5 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................... 7 硬件系統(tǒng)各模塊功能介紹 ...................................... 6 顯示電路設(shè)計 ......................................... 6 發(fā)光二極管指示燈電路 ................................. 7 鍵盤控制電路 ......................................... 7 數(shù)碼管電路 ........................................... 8 下載口電路 ........................................... 8 流水燈電路 ........................................... 8 電路原理圖 .................................................. 8 電路 PCB 圖 .................................................. 8 元器件布局圖 ................................................ 8 元器件清單 .................................................. 8 硬件測試 .................................................... 8 所做實物圖 .................................................. 9 3 軟件系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................... 9 單片機資源使用情況 .......................................... 9 軟件系統(tǒng)各模塊功能 ......................................... 10 顯示 .......................................... 10 亮燈模塊 ............................................. 10 顯示模塊 ............................................. 10 緊急按鈕模塊 ......................................... 10 延 時模塊 ............................................. 10 鍵處理和鍵掃描程序 ................................... 10 主程序設(shè)計 ................................................. 11 程序流程圖 ................................................. 12 交通燈程序清單 ............................................. 15 4 設(shè)計總結(jié) ........................................................ 15 使用說明 ................................................... 15 3 3 交通燈運行圖 ............................................... 15 設(shè)計體會 ................................................... 15 結(jié)束語 …………………………………………………………………………………………… 18 致謝 ………………………………………………………………………………… .19 參考文獻 …………………………………………………………………………… .20 附錄 A............................................................. 21 附錄 B……………………………………………………………………………… ..22 附錄 C……………………………………………………………………………… ..23 附錄 D……………………………………………………………………………… ..24 附錄 E……………………………………………………………………………… ..25 附錄 F………………………………………………………………………………… 33 4 4 1 設(shè)計要求及總體方案介紹 設(shè)計課題任務(wù) 設(shè)計一個具有特定功 能的十字路口交通燈。該交通燈上電或按鍵復(fù)位后能自動顯示系統(tǒng)提示符“ P.”， 進入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。按開始鍵則開始工作，按結(jié)束鍵則返回“ P.”狀態(tài)。要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，甲車道為主車道，每次通車時間為 60 秒，乙車道為次車道，每次通車時間為 30 秒，要求黃燈亮 3 秒，并且 1 秒閃爍一次。有應(yīng)急車輛出現(xiàn)時，紅燈全亮，應(yīng)急車輛通車時間 10 秒，同時禁止其他車輛通過。 功能要求說明 本次課程設(shè)計所做的交通燈所實現(xiàn)的功能有： 在系統(tǒng)上電或按鍵復(fù)位后顯示“ P.” ，進入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。 按開始鍵開 始工作，按結(jié)束鍵則返回“ P.”狀態(tài)。 甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，且甲為主車道，乙為次車道； 其中主車道通行時間為 60s，次車道通行時間為 30s；黃燈亮三秒，并閃爍 1s。 出現(xiàn)緊急車輛時，要求紅燈全亮，緊急車輛通車時間為 10s，同時禁止其他車輛 出行。 方案介紹及工作原理 本設(shè)計采用一主（甲）車道（東西方向），一次（乙）車道（南北方向）的路 口，主車道的通行時間為 60s（為次車道的 2 倍）。在正常情況下，兩車道的交通燈 按表 進行轉(zhuǎn)換，并以倒計數(shù)的方式 將剩余時間顯示在每個干道對應(yīng)的兩位 LED 上；另發(fā)揮部分主要有 :1. 當(dāng)按下開始鍵后，系統(tǒng)才開始工作 2.當(dāng)按結(jié)束鍵時， 系統(tǒng)返回 ，結(jié)束鍵松開則恢復(fù)原來狀態(tài)； 情況時，路口的交通 燈全為紅燈，控制碼為 CF，時間為 10s,緊急情況解除時，恢復(fù)到原來的狀態(tài)。 交通燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 如示。 5 5 表 1 交通燈狀態(tài)表 次（乙）車道 主（甲）車道 剩余口線 控制碼 狀態(tài)說明 綠燈 黃燈 紅燈 紅燈 黃燈 綠燈 — — 1 1 0 1 1 0 1 1 DB 主車道綠燈亮次車道紅燈亮57s 1 1 0 1 0 1 1 1 D7 主 車 道 黃 燈閃，次車道紅燈亮 3s 0 1 1 0 1 1 1 1 6F 1 0 1 0 1 1 1 1 AF 主 車 道 紅 燈亮，次車道綠燈亮 27s 1 1 1 0 1 1 1 1 EF 主車道紅燈亮，次車道黃燈閃 3s 圖 1 交通燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 AT89S52鍵盤 8 位數(shù)碼顯示時鐘電路復(fù)位電路晶振電路 6 6 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 硬件系統(tǒng)各 模塊功能介紹 顯示電路設(shè)計 單片機應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示器是 LED（發(fā)光二極管顯示器） 、 LED（液晶顯示器） 。這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)。它們的驅(qū)動電路簡單、易于實現(xiàn)且價格低廉，因此，得到了廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計要顯示數(shù)字倒計時，用數(shù)碼管動態(tài)顯示。將 LED 顯示器各位數(shù)碼管的所有段控端相應(yīng)地并聯(lián)在一起，由 P0 的 8 個口線控制，形成段選線多路復(fù)用，而各位數(shù)碼管的共陽極實現(xiàn)各位的分時選通。共陽極數(shù)碼管字形代碼表如表 2 所示。 表 2 共陽極數(shù)碼管字形代碼表 字型 共陽代碼 字型 共陽代碼 0 C0H 6 82H 1 F9H 7 F8H 2 A4H 8 80H 3 B0H 9 90H 4 99H P. 0CH 5 92H 滅 FFH 發(fā)光二極管指示燈電路 該電路部分是交通信號燈的主要顯示部分。采用發(fā)光二極管構(gòu)成，按交通規(guī)劃 分紅、黃、綠三種顏色。發(fā)光二極管直接與單片機的 I/O 端口相連，綠燈和黃燈控 制器還有紅燈控制器的控制信號都是由秒脈沖發(fā)生器給出的。 鍵盤控制電路 鍵盤是最常用的輸入設(shè)備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。按其結(jié)構(gòu)形式可分為非編 碼 鍵盤和編碼鍵盤。 編碼鍵盤采用硬件方法產(chǎn)生鍵碼。每按下一個鍵，鍵盤能自動生成鍵盤代碼， 鍵數(shù)較多，且具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜。非編碼鍵盤僅 提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其鍵碼由軟件確定，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，廣泛 應(yīng)用于各種單片機應(yīng)用系統(tǒng)，在單片機控制電路中，可把單片機使用的鍵 7 7 盤分為獨 立式和矩陣式兩種。獨立式實際上