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

　 专

　业：

　 学

　号:

　指导教师:

　完成时间：

　 年

　 月

　日 设计题目

　 设计要求

　设计过程

　 成绩评定

　指 导教 师评语

　 课 程设 计等级

　 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：

　支红 (SR）

　）

　支黄（ SY)

　支绿 (SＧ) )

　主红 (MR）

　）

　主黄（ MY）

　）

　主绿（ MG）

　）

　00

　1 1

　０ 0 ０ 0 1 1

　0 0 １

　1 1

　0 0 0 1 1

　0 10

　0 0 １

　1 1

　0 ０ 11

　0 １

　0 1 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

　需无此因.力压体具得辆车上路馈反要需是就不并而,来到车有否是就测检要需只路支于由ﻩ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。

　。来到车有否是就测检来式形得式片贴面表似类用使是就者或ﻩ

　红绿灯总体电路图

　程序框图

　主程序：

　 OＲG 0０H

　ＴRATS PMＪＡﻩ

　H030 GROﻩSTART: H880＃,０P VOMﻩPRＥ：

　MOＶ R７,#0

　ﻩ ；数显表显示偏移量,偏移量为 0 时首显为 4５

　 MＯV R６,#40 ; 5 为显首时０4 量移偏ﻩﻩ; ０２#,５ＲﻩVOＭﻩﻩ52 为显首ﻩC１:

　MOＶ 7Ｒ，Aﻩ ５４ＧES LＬACＡﻩﻩ

　MOV;A，０P口 0P 入送值数示显内表显数将ﻩﻩ ﻩ AＣALＬ 1YＡLＥＤﻩ ；1YALED LLAＣＡﻩ

　序程子时延用调ﻩ

　7RﻩCNIﻩﻩ ﻩ ；显示一次偏移量＋1

　 CJNＥ 次５４示显否是就； 1Ｃ,５４#，7Rﻩ VOＭﻩﻩ Ｒ7,＃00H

　 ;重新填装偏移量

　1Ｃ,５、2ＰﻩBJﻩ ； 灯绿道干主续继则来到车无若，来到车有否是就路支测检ﻩ

　RＬCﻩ P2、4

　5YALED ＬLAＣAﻩﻩ

　ＳＥＴB P２、4；

　冲脉 KLC 个一出输片芯 0６1SＬ4７向ﻩC２：

　６Ｒ,AﻩVＯMﻩﻩ 54GES LLACＡﻩﻩ

　A,0P VOMﻩ

　1ＹALEＤ LLＡCAﻩ

　ACALL 1YALEDﻩ ﻩ INC 6Rﻩ ﻩ CJNＥ R６,＃45,C2

　04#,6RﻩVOＭﻩ 4、2PﻩRLCﻩﻩ

　5YALＥDﻩＬLACAﻩ

　SＥＴB 4、２PﻩC3:

　5Ｒ,AﻩVOMﻩ

　54GESﻩＬLACAﻩ A,0ＰﻩVOMﻩﻩ

　AＣＡLL 1YALＥDﻩ １YＡＬＥD LLAＣＡﻩﻩ ５RﻩＣNIﻩﻩ ﻩ CJＮＥ R５,#45,C３

　H０2#，5RﻩVOMﻩﻩ 4、2PﻩRLCﻩﻩ ５YAＬED ＬLACAﻩﻩ

　SETB P2、４ C4:

　MOＶ Ａ，R6

　 ACＡLL SＥG45

　 ＭOＶ P0，A

　１YALED LＬACAﻩﻩ

　1ＹALED LＬACAﻩ ﻩ ＩNC Ｒ6

　ﻩ CJＮＥ R6，＃45，C4

　 ０4#，６R VOMﻩ RLＣﻩﻩ P2、4

　5YAＬEDﻩＬLＡＣAﻩﻩ

　SETＢ 4、2Pﻩ 1CﻩPＭJAﻩﻩＤＥLAY5：

　NOP

　; 时延冲脉ﻩ PＯＮﻩﻩ

　PONﻩ ＰONﻩﻩ ﻩ NＯP

　ﻩ NＯP

　POＮﻩﻩ

　NOP

　 ＰOＮﻩ ＰOＮﻩﻩ PONﻩﻩ TERﻩﻩDＥLＡY1:

　052＃，3Ｒ

　 ＶOMﻩ ；500MS 延时,调用两次即为 1Ｓ延时 D1：

　052＃，2R

　 VOＭﻩD2：

　POＮﻩ

　 PONﻩ

　 PＯNﻩ

　 NＯP

　PONﻩ

　 NOP

　DJNZ R2，D2

　1D，3Ｒ ＺNJDﻩ

　 TＥRﻩ

　SＥG４5：

　INCﻩ Aﻩ

　; 库显数表秒ﻩ ﻩ MOVC A,A+ＰC

　 ＲEＴ

　 DB ０45Ｈ，０４４Ｈ,043H，042H

　ﻩ ＤB140 H830,Ｈ930，Ｈ040,Hﻩ

　DB7３0 H4３0,Ｈ5３0,H63０，Hﻩ ﻩ DB ０33H，0３2H，031H,030H

　ﻩ DB920 H6２0，H７20,H820,Ｈﻩ

　H220,H320,H420,H520 BDﻩ

　DＢ１20 H810，H91０，H0２０,Hﻩ ﻩ DB ０17Ｈ,016H，０15H，01４H

　H010,H1１0,Ｈ210,H３10 BDﻩﻩ 9BＤﻩ0０ H600,H700，H８00，Hﻩ

　DB500 H200,H300,Ｈ400，Hﻩ；Ｈ０00，Ｈ1０0 ＢDﻩﻩ码ＤＣB 位 2 得０~54 从ﻩ

　ENＤ 器件清单

　AＴ89C５1 单片机,7４LS16０计数器,74LS4７译码器,7SEG 共阳极数码管,74ＬS０0 与非门，7４LS04 非门,ZTＸ３60 双极性晶体管,电容，１2MHz 晶振 。

　检测车辆就是否到来电路在仿真过程中暂时用一个刀闸开关接地来进行模拟。

　仿真模拟

　在 Proteuｓ IＳＩS 环境中，该交通信号灯控制器能够完美得实现各路交通信号灯得指示,计时器也能正常工作。在刀闸开关开启时能模拟支路没有汽车到来得情况,当刀闸开关合上时，能也能模拟出支路有汽车得情况，与设计要求基本一致。

　课程设计 体会

　经过这个课程设计，我真正体会到了学有所用而且也加强了自己对以前学习到知识得掌握，将单片机知识还有数字电路知识以及电力电子知识融合在一起，用来完成仿真实践。大大得提高了自己得动手能力与创新能力。同时也让我更加深刻得了解数字逻辑电路得重要性,真正体会到一种共同学习、共同进步得学习气氛，一种大讨论得学习氛围.这次设计对我来说感触最深得就是,要做好一个设计，首先要了解每一个部分所涉及得知识点，掌握它得原理；然后将大得电路分成一个个模块进行设计仿真。当各模块设计仿真完成，并且能正常工作时，将其组装成一块成为一个整体电路,再稍加调试与修改便能基本完成所需要得任务。

　而且随着设计要求以及电路得复杂化,一个人单干效率往往不就是很高。此时与同学合作，一同思考往往会取得更好得效果。而且整个设计我都参与其中，这令我得分析设计以及动手能力有了很大得提高，培养了我思考问题得全面性；让我明白，做学问要有一丝不苟得态度，遇到困难要有勇往直前得精神，做事情要有耐心与毅力,工作中要学会与人合作,认真听取她人意见,这样做事情才会顺手、顺心,举得事倍功半得效果 。

　参考文献

　 1、《单片微机原理及应用》 第 3 版

　机械工业出版社 ２、《单片机原理、应用与 PROTＥUS 仿真》 电子工业出版社 ３、《数字电子技术基础》

　第五版

　高等教育出版社 4、《电力电子技术》

　社版出业工械机ﻩ 版 5 第ﻩﻩ