第二章:单片机课程设计报告-基于单片机的交通灯控制系统
单片机课程设计报告-基于单片机的交通灯控制系统 本文关键词：单片机、交通灯、控制系统、课程设计
单片机课程设计报告-基于单片机的交通灯控制系统 本文简介:单片机原理及系统课程设计报告单片机原理及系统课程设计评论:考勤(10)纪律(10)流程(40)设计报告(30)答辩(10)总分(100)专业:自动控制班:姓名:学号:导师:2013年3月7日9日，兰州交通大学自动化与电气工程学院基于单片机的交通灯控制系统摘要。交通灯控制等
单片机课程设计报告-基于单片机的交通灯控制系统 本文内容：
单片机原理及系统课程设计报告
单片机原理及系统课程设计
评语：
考勤(10)
守纪(10)
过程(40)
设计报告(30)
答辩(10)
总成绩(100)
专
业：
自动控制
班
级：
姓
名：
学
号：
指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2013
年
3
月
7
日
9
基于单片机的交通灯控制系统
摘
要
当今时代是一个自动化时代，许多行业的设备，如交通灯控制，都与计算机密切相关。因此，良好的交通灯控制系统将对道路拥挤等交通状况进行技术创新。本文主要介绍89C52单片机交通灯控制系统详细介绍了89的使用C52设计和模拟交通灯控制系统的过程，重点详细分析各模块的硬件设计、软件编程、调试分析和流程，并逐一介绍各部分的电路。本电路由AT89C52单片机、按键、数码管和LED并在Protues在软件上实现仿真。
关键词：交通控制；单片机；AT89C52
Abstract
The
ages
is
an
automation
ages
nowadays
and
traffic
light
control
s
waiting
a
lot
of
equipments
of
professions
is
closely
related
with
calculator.
Therefore,a
good
traffic
light
control
system
will
hustle
for
road,give
technique
innovation.
This
paper
describes
a
89C52
microcontroller-based
traffic
light
control
system,detailed
description
of
the
use
89C52
development
process
of
the
traffic
light
control
system.
Focus
on
a
detailed
analysis
of
the
hardware
design,software
programming,analysis
and
debugging
process
of
the
modular
system,on
the
part
of
the
circuit
are
introduced
one
by
one.
The
circuit
is
made
up
of
AT89C52
microcomputer,keyboard,digital
tube
and
LED
lamp
display
and
realize
simulation
in
the
Protues
software.
Keywords:Traffic
Control;
Single
Chip
Microcomputer
;AT89C52
1
引言
信号灯的出现有效控制了交通，对疏通交通流量、提高道路交通能力、减少交通事故有明显效果。交通灯在城市交通中起着重要的作用。它与人们的日常生活密切相关，是人们旅行的安全保障。因此，有必要提供一个可靠、安全、方便的多功能交通灯控制系统。
1.1设计目的
通过应用单片机的相关知识，可以独立设计基于单片机的交通灯控制系统，并要求中断控制指示灯在紧急情况下转换道路交通方向。
1.2设计要求
本设计是单片机控制的交通灯控制系统设计。需要为大十字路口设计交通信号灯控制系统。通过单片机AT89C52控制LED灯具和数码管，模拟现实生活中交通灯的工作场景。
1.3设计方法
本设计是将事先准备好的程序输入单片机，利用单片机的定时、查询和中断功能，根据十字路口两个方向的车辆动态状态给予一定的通行时间，其中特殊情况采用中断处理。
2
设计方案及原则
交通灯的控制分为自动控制和人工控制两种方式。正常情况下，交通灯处于自动控制模式。此时，东西方向和南北方向的交通灯轮流传输。特殊情况下，东西方向或南北方向的交通灯可以手动延长。设计两个按钮K1、K2.延长南北交通导通时间和东西交通导通时间。
自动控制模式：系统上电后处于自动控制模式。首先是南北交通导通，南北绿灯，东西红灯，数字管倒计时20秒，每1秒减少1秒。倒计时结束时，南北黄灯开始闪烁，闪烁间隔为0.5秒，共闪烁5秒。黄灯闪烁5秒倒计时后，东西方向交通，东西方向绿灯，南北方向红灯，数字管从20秒倒计时开始，每1秒减少1次。
手动控制模式：交通信号灯控制系统配备手动控制开关。在东西车道放行期间，如果南北交通流量较大，按下开关K1.南北车道放行；南北车道放行期间，如果东西交通流量大，按下开关K2放行东西车道。中断服务程序采用外部中断执行，中断设置为低优先级中断。总体设计框图如图1所示。
图1
框图的总体设计
3
硬件设计
3.1主控制系统模块
采用主控制器AT89C52单片机。AT89C52具有1个8KB的FLASH一个512字节的程序存储器RAM，双向可位寻址4个8位I/O端口，3个16位定时/计数器，1个串行口，6个向量二级中断结构。单片机的P一口用于控制东西车道和南北车道的通行灯，P0口和个别P3口用于2个2位LED控制计时器。
3.2时钟电路模块
时钟电路由一个12MHZ晶体振荡器和两个30pF时钟电路由瓷片电容钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号。如图2所示。
图2
时钟电路模块
3.3复位电路模块
复位电路是使单片机CPU或者系统中的其他部件处于一定的初始状态，并从这种状态开始工作。除了进入系统的正常初始化外，当系统因程序运行错误或操作错误而锁定时，还需要按复位电路重新启动，以摆脱困境。由于本设计中的功能具有倒计时记忆功能，因此不能对单片机进行硬件复位，只能使用软件复位，软件复位实际上是当程序执行时，程序通过跳转指令完成复位。如图3所示。
图3
复位电路模块
3.交通灯输出控制模块
路口交通灯指示采用高亮度红、黄、绿色发光二极管。发光二极管按程序要求通过连接驱动电阻照明。路如图4所示。
图4
交通灯输出控制电路
3.5时间显示电路模块
道口通行剩余时间倒计时采用高亮红色7段LED发光数码管显示，采用共阴极数码管。电路图如图5所示。
图5
数码管显示模块
4
软件设计
主程序采用查询方式定时，通过调用0.5S延时子程序的次数，从而获取交通灯的各种时间。子程序采用定时器1方式1查询定时，定时器定时50ms，确定50ms循环20次，从而获得1S的延时时间。
有车车道的放行的中断服务程序首先要保护现场，因而需用到延时子程序，子程序采用定时器0方式1查询式定时，定时器定时50ms，确定50ms循环20次，从而获得1S的延时时间，保护现场时还需关中断。
由软件查询外中断，判别哪一道有车。待交通灯信号出现后，保持10S的延时，然后关中断，恢复现场，再开中断返回主程序。
4.1程序流程图
图6
程序流程图
5
系统仿真及实际调试
正常情况下的南北车道绿灯20S放行仿真图如附图1所示。
当南北车道无车，东西车道有车时，切换到东西车道绿灯时的仿真图附图2所示。
6
总结
通过此次课程设计，复习巩固以前我们所学习的数字、模拟电子技术、单片机原理及接口等课程知识，加深对各门课程及相互关系的理解，并成功使用了Proteus
Isis电子软件，使理论知识系统化、实用化。制作过程中遇到了很多问题，通过不断地查资料，不断地调试，一一解决。
此次课程设计巩固了我的基础知识，提高了我的应用水平，锻炼了我的动手能力，使我受益匪浅。然而，在吸取经验的同时，我也吸取了不少教训。在编写软件中，在此过程中我更为熟练得掌握汇编语言各种指令的使用方法，掌握了keil软件的使用。在编程、仿真方面都走了不少弯路。在软件调试过程中，使我又一次复习了keil和proteus联合使用的方法。在调试时曾经遇到数码管倒计时显示时间两位不能同时显示，后来经过查找资料不断调试才领悟到原来在显示的过程中要循环显示才能使得显示稳定下来。
通过这次课程设计，我掌握了用单片机设计交通灯的基体方法，增强了我寻找问题，解决问题的能力。在今后的学习和实践中，我将继续努力钻研，提高自己，争取在学术和记忆上获得更大的进步。
参考文献
[1]李华,王思明，张金敏.单片机原理及应用[M].兰州：兰州大学出版社,2001.5
[2]杨居义.单片机课程设计指导[M].北京:清华大学出版社,2009.12
[3]卢艳军.单片机原理及应用系统[M].北京：机械工业出版社，2005.2
附录
程序源代码
ORG
0000H
；初始化
AJMP
BEGIN
ORG
0003H
LJMP
ZD
ORG
0013H
LJMP
ZD
ORG
0030H
BEGIN:
MOV
SP,#6FH
；设置中断位
SETB
EA
；打开总中断
SETB
EX0
；打开外部中断0
SETB
EX1
；打开外部中断1
CLR
IT0
CLR
IT1
AL:
MOV
R7,#20
；南北车道亮绿灯20s程序
MOV
P1,#0DEH
LCALL
TIME1S
MOV
R4,#05
AH:
MOV
P1,#0DDH
；南北方向亮黄灯
MOV
R5,#05
AAA:
LCALL
TIME01S
；延时0.5s
DJNZ
R5,AAA
MOV
P1,#0DFH
MOV
R5,#05
BBB:
LCALL
TIME01S
；延时0.5s
DJNZ
R5,BBB
DJNZ
R4,AH
BL:
MOV
R7,#20
；东西方向亮绿灯20s程序
MOV
R0,#0F3H
MOV
P1,R0
LCALL
TIME1S
MOV
R4,#05
BH:
MOV
R0,#0EBH
；东西方向亮黄灯
MOV
P1,R0
MOV
R5,#05
BA:
LCALL
TIME01S
；延时0.5s
DJNZ
R5,BA
MOV
R0,#0FBH
MOV
P1,R0
MOV
R5,#05
BB:
LCALL
TIME01S
；延时0.5s
DJNZ
R5,BB
DJNZ
R4,BH
JMP
AL
TIME1S:
MOV
R3,#50
；延时1s
CLR
A
ABC:
MOV
A,R7
LCALL
XS
DJNZ
R3,ABC
DJNZ
R7,TIME1S
RET
TIME01S:
MOV
R7,#05
；延时0.1s
CLR
A
BCD:
MOV
A,R4
LCALL
XS
DJNZ
R7,BCD
RET
TIME10MS:
MOV
R2,#20
；键扫描10ms子程序
YS:
MOV
R6,#248
DJNZ
R6,$
DJNZ
R2,YS
RET
XS:
MOV
R6,A
；延时20ms并输出秒数
MOV
R1,#40H
MOV
A,R6
MOV
B,#10
DIV
AB
MOV
@R1,A
INC
R1
MOV
@R1,B
MOV
DPTR,#LIST
MOV
A,@R1
MOVC
A,@A+DPTR
MOV
P0,A
CLR
P3.7
LCALL
TIME10MS
SETB
P3.7
DEC
R1
MOV
DPTR,#LIST
MOV
A,@R1
MOVC
A,@A+DPTR
MOV
P0,A
CLR
P3.6
LCALL
TIME10MS
SETB
P3.6
RET
LIST:DB
3FH,06H,5BH,4FH
；查表
DB
66H,6DH,7DH,07H
DB
7FH,6FH,77H,7CH
DB
39H,5EH,79H,71H
DB
40H,00H
ZD:
MOV
43H,R7
；中断
PUSH
43H
MOV
44H,R0
PUSH
44H
MOV
45H,R6
PUSH
45H
MOV
46H,R3
PUSH
46H
JNB
P3.2,S1
JNB
P3.3,S2
RET
S1:
MOV
R7,#10
；由东西方向切换为南北方向
MOV
R0,#0DEH
MOV
P1,R0
LCALL
TIME1S
AJMP
FINALLY
S2:
MOV
R7,#10
；由南北方向切换为东西方向
MOV
R0,#0F3H
MOV
P1,R0
LCALL
TIME1S
AJMP
FINALLY
FINALLY:
POP
46H
MOV
R3,46H
POP
45H
MOV
R6,45H
POP
44H
MOV
R0,44H
POP
43H
MOV
R7,43H
RETI
EDN
仿真图
附图1
正常情况下南北车道放行20S仿真图
附图2
南北车道绿灯切换为东西车道绿灯的仿真图
篇3：十字路口交通灯PLC交通灯课程设计报告
十字路口交通灯PLC交通灯课程设计报告 本文关键词：交通灯，路口，课程设计，报告，PLC
十字路口交通灯PLC交通灯课程设计报告 本文简介：信息与电子工程学院课程设计报告课程：《电气控制与PLC应用》设计题目：十字路口交通灯专业：应用电子班级：成员：姓名学号成绩指导老师：答辩日期：目录目录一、一、课程设计概述课程设计概述.31.1课程设计内容.31.2课程设计技术指标.3二、二、方案的选择及确定方案的选择及确定4三、三、系统硬件设计系统
十字路口交通灯PLC交通灯课程设计报告 本文内容：
信息与电子工程学院
课程设计报告
课
程：《电气控制与
PLC
应用》
设计题目：十字路口交通灯
专
业：应用电子
班
级：
成
员：
姓名学号成绩
指导老师：
答辩日期：
目录目录
一、一、
课程设计概述课程设计概述.3
1.1
课程设计内容.3
1.2
课程设计技术指标.3
二、二、
方案的选择及确定方案的选择及确定4
三、三、
系统硬件设计系统硬件设计.5
四、四、
系统软件设计系统软件设计.6
五、五、
触摸屏设计触摸屏设计
8
六、六、
系统调试系统调试9
七、七、
总结以体会总结以体会
9
八、八、
参考文献参考文献10
九、九、
附录附录.10
附录
1：I/O
分配表：10
附录
2：仪器与器件10
附录
3：外部接线图11
附录
4：触摸屏页面图12
附录
5：使用说明12
一、一、课程设计概述课程设计概述
1.1
课程设计内容课程设计内容
在本设计中以城市十字路口为研究对象，根据十字路口车辆运行情况，调
整各红、绿、黄灯亮的时间，
如下图交通灯的时间和亮灯的情况表所示：
1、黄灯亮时提示相应的车辆准备。
2、绿灯亮时表示车辆直行。
3、绿灯闪烁时表示车辆转弯行驶。
4、红灯亮时表示禁止通行。
当交通灯通上电后，开始工作，一个循环时间为
70s，周而复始。此交通灯
每转换红、绿灯中间都设有黄灯
2s，即可提示相应的车辆准备又让上一步骤行
驶的车辆有效的保证全部通过十字路口，不仅提高了速度还提高了安全系数。
1.2
课程设计技术指标课程设计技术指标
1、东西红灯亮的同时南北黄灯亮
2
秒提示南北直行车辆准备，后南北绿灯亮
24
秒南北车辆可直行，然后在黄灯亮
2
秒提示南北转弯车辆准备，后在绿灯闪
烁
7
秒此时南北转弯车辆可行驶。后跳转至南北红灯同时东西黄灯亮
2
秒提示
东西直行车辆准备，后东西绿灯亮
24
秒东西车辆可直行，然后在黄灯亮
2
秒提
示东西转弯车辆准备，后在绿灯闪烁
7
秒此时东西转弯车辆可行驶，周而复始。
2、各方向的交通灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，交通灯开始工作，
且先东西红灯亮，南北黄灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都同时熄灭。
3、程序要求各方向的同色交通灯不能同时亮，并且各方向不同状态切换时都有
黄灯
2
秒的准备时间。
4、车辆的运行必须要在路口交通灯显示为绿灯的时候才能启动。
5、运用
PLC
做实验的时候必须要运用到在
PLC
仪器上的触摸屏来显示程序的
实验结果。
二、二、方案的选择及确定方案的选择及确定
方案一：用单片机技术来实现交通灯控制
采用
AT89S52
单片机为核心，由数码管、LED
显示电路以及复位电路组成。
方案二：运用
PLC
设计，其中设计原理为：
1、车辆在黄灯准备，绿灯行驶，红灯等候，
交通信号灯的控制时序是按信号灯置
1
与置
0
两种状态绘制的，置
1
表示
信号灯点亮，置
0
表示信号灯点灭。
综上所述：
方案一：采用数码管显示，这种方案只显示有限的符号和数码字符，且电路复
杂难懂。
方案二，该电路简单易懂，而且功能全面。
对比两方案，方案二不仅电路简单并且在功能上相对更全面，添加了可转
弯行驶的时间段，和准备行使时间，确保了安全。
三、三、系统硬件设计系统硬件设计
1、硬件框图如下图所示：
由启动停止开关通过实验箱连载到触摸屏，在通过触摸屏模拟显示交通灯
的各个灯的状态，来实现交通灯的功能。
启动停止
开关
触摸屏
CPIH
东西红灯
东西绿灯
东西黄灯
南北红灯
南北绿灯
南北黄灯
2、开启启动停止开关后电路开始工作，周而复始直到关闭启动停止开关为止。
3、在此次课程设计中，我们使用的是安装了编程软件的计算机。通过计算机绘
制
PLC
梯形图编程后将程序发送到
PLC
进行验证。
四、四、系统软件设计系统软件设计
1、交通灯流程图如下所示：
先开启电源，使交通灯处于工作状态，在工作状态时先处于南北黄灯，东西
红灯亮的状态，时间为
2
秒，接下去判断时间是否到，当时间到
2
秒时工作下
一个状态，时间若没有到则继续当前状态，直至最后一个状态为止，后在转回
第一个状态循环到停止了启动停止开关，失去电源时才停止循环。
2、主要片段说明：
1)
、启动交通灯处于工作状态。
当启动停止开关
0.00
开启时，从分支指令的连锁至解除连锁之间进入工作
状态。
2)
、控制个个交通灯的持续时间。
当定时器
T0
得电，进入
70s
倒计时状态，在时间
68s’写成了‘’,虽然找出的错误只有一处，
但却使时间和灯的亮发不对应了。
七、七、总结以体会总结以体会
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，我们迈向社会、职业，
工作前一个必不可少的一个过
程，
“千里之行始于足下”
，通过这次课程设计，我深深体会到
这句千古名
言的真正含义。
综合运用本所学课程的理论知识进行一次十字路口交通灯系统设计工作的
实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了
PLC
设计等课程所
学的内容，掌握
PLC
设计的方法和步骤，在这次课程设计的过程中，发现自己
平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补，由于经验上的不足，开始时连一
些最简单的指令也不熟悉，所以在这次课程设计过程中，有些指令不是很了解，
不能确定其正确与否，但通过做课程设计，使我更加了解了一些指令的功能及
应用。趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，同时也加强了分
析问题和解决问题的能力。
八、八、参考文献参考文献
1、
《电气控制与
PLC
应用技术》
刘铁生主编
P163
页
2、
《可编程控制器原理与程序设计》
吴文廷、陈金佳、曾喜娟主编
P138
九、九、附录附录
附录附录
1：：I/O
分配表：分配表：
输入端口功能输出端口功能
0.00启动开关100.00东西红灯
100.01东西绿灯
100.02东西黄灯
100.03南北红灯
100.04南北绿灯
100.05南北黄灯
101.00东西红灯
2
101.01东西绿灯
2
101.02东西黄灯
2
101.03南北红灯
2
101.04南北绿灯
2
101.05南北黄灯
2
附录附录
2：仪器与器件：仪器与器件
仪器：
名称型号数量
计算机DELI1
台
欧姆龙CP1H-XA40DR-A1
台
器材：
名称型号数量(个)
开关HJ-0521
触摸屏MT506T1
灯AD11-156
熔断器RL1-153
热继电器3UA59-1H1
AB
接口的
USB
接线DMP2201
附录附录
3：外部接线图：外部接线图
附录附录
4：触摸屏页面图：触摸屏页面图
此十字路口有四组共
12
盏交通灯，其中同方向的两组交通灯的亮法是相同
的。
附录附录
5：使用说明：使用说明
当外部控制电源开启时，交通灯处于工作状态，在工作状态时先处于南北
黄灯，东西红灯亮的状态，时间为
2
秒；时间到后在进入下一个工作状态，即
南北绿灯亮和东西红灯亮，时间为
24
秒；后在南北黄灯亮和东西红灯亮，时间
为
2
秒；在南北绿灯闪烁和东西红灯亮，时间为
7
秒；接下去是南北红灯亮的
同时东西灯依次为黄灯亮
2
秒，绿灯亮
24
秒，黄灯亮
2
秒，绿灯闪烁
7
秒，以
上是交通灯的一个循环，总共时间为
70
秒，周而复始。