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1、微机原理及应用课程单片机课课程设计计题目：定定时交通通信号灯灯控制设设计姓名：唐唐思学号： 22010013110011020016专业： 车辆辆工程220100-2指导老师师： 卢卢毓俊 20133-066-233I任务书(一) 课题：定定时交通通信号灯灯控制系系统设计计在双干线线路口上上，交通通信号灯灯的变化化是定时时的。假假定：1. 放行线，绿绿灯亮放放行255s，黄黄灯警告告5s，然然后红灯灯亮禁止止通行。2. 禁止线，红红灯亮禁禁止300s，然然后绿灯灯亮放行行。使两条路路线交替替的成为为放行线线和禁止止线，就就可以实实现定时时交通控控制。(二) 基本要求求：1. 根据课题题的要求求
2、规划硬硬件和接接线，画画出系统统的硬件件结构图图。2. 编写系统统的用户户程序，译译成机器器码并在在试验仪仪上调试试。3. 完成课程程设计报报告(三) 课程设计计报告写写作要求求1. 课程设计计报告有有封面、设设计任务务书、目目录、摘摘要、正正文、参参考文献献、附录录等部分分组成。2. 封面可自自行设计计，应包包含课程程设计名名称及设设计题目目、专业业、班级级、姓名名、指导导教师、设设计日期期等内容容。3. 正文是设设计报告告的核心心部分。应应包含以以下内容容：概述述所做课课题的意意义、本本人所做做的工作作及系统统的主要要功能；硬件电电路设计计及描述述；软件件设计流流程图及及描述；源程序序代码
3、（要要有注释释）；体体会和建建议等。摘 要要本设计是是针对交交通灯系系统的设设计，由由单片机机AT889C551、键键盘、LLED显显示、交交通灯演演示系统统组成。单单片机是是把微型型计算机机的各功功能部件件集成在在一块芯芯片中，构构成的一一个完整整的微型型计算机机。899C511单片机机是MCC-511中的子子系列，是是一组高高性能兼兼容型单单片机，AAT899C511是一个个低功耗耗高性能能的CMMOS 8位单单片机，440个引引脚，片片内含44KB Flaash ROMM和1228B RAMM，它是是一个全全双工的的串行通通行口，既既可以用用常规编编程，又又可以在在线编程程。本设计中中的
4、数码码管的选选通采用用的方法法是动态态显示，对对每一位位数码分分时轮流流通电显显示，复复位电路路采用上上电+按按钮电平平复位，时时钟电路路采用内内部时钟钟脉冲产产生方式式。对特特殊情况况的处理理采用中中断处理理方式，在在中断处处理程序序中采用用对管脚脚的状态态查询扫扫描，已已采取相相应情况况的处理理。对设计方方案进行行电路硬硬件设计计，并将将已编程程的程序序载入调调试，可可以得到到理想的的实验效效果。 系统包包括人行行道、左左转、右右转、以以及基本本的交通通灯的功功能.具具体功能能是假如如 A 道和BB道上均均有车辆辆要求通通过时，AA、B道道轮流放放行。AA道放行行 绿灯灯亮255秒，接接着
5、黄灯灯闪烁55秒，BB道在该该过程中中亮红灯灯30秒秒；同理理交换为为B道放放行绿灯灯亮255秒，接接着黄灯灯闪烁55秒，AA道在该该过程中中亮红灯灯30秒秒。 一一道有车车而另一一道无车车，交通通灯控制制系统能能立即让让有车道道放行。关键字：单片机机AT889C551 交通通信号灯灯控制 时时间目 录录一设计计思路111.1引引言11.2方方案比较较21.3硬硬件电路路设计3a)复位位部分33 bb)时钟钟电路部部分33 cc)路口口指示灯灯部分44 dd)显示示部分441.4程程序设计计5 11.4.1程序序流程图图5 11.4.2交通通灯状态态图6 11.4.3程序序清单6二调试试77三
6、检测测评价119四心得得体会110五元件件清单110六附录录111III定时交通通灯信号号控制设设计编写人：10车车辆工程程2班 唐唐思1 设设计思路路个人摘要要：根据据AT89C511单片机机的特点点及交通通灯在实实际控制制中的特特点，本本文提出出一种用用单片机机自动控控制交通通灯及时时间显示示的方法法。同时时给出了了软硬件件设计方方法,设设计过程程包括硬硬件电路路设计和和程序设设计两大大步骤，对对在单片片机应用用中可能能遇到的的重要技技术问题题都有涉涉足。本本文对十十字路口口状态预预设为两两种，一一种是正正常状态态，另一一种是故故障或紧紧急状态态，并分分别用黄黄、红、绿绿色灯的的不同组组合
7、来表表示。本本文介绍绍了控制制基本原原理以及及控制的的表现，同同时也介介绍了城城市交通通信息系系统的设设计目标标, 开开发途径径及其系系统结构构与功能能和数据据地理编编码、建建库, 同时, 论述述了系统统中交通通现状、交交通管理理、交通通规划及及背景信信息查询询模块的的建造及及应用。介介绍了用用于城市市交叉路路口的三三色程控控交通信信号时间间显示器器的研制制方案，对对其电源源供电、发发光二极极管构成成的负载载结构、灯灯色时间间检测都都给出了了精巧合合理的优优化结构构，大幅幅度地提提高了产产品可靠靠性并降降低了制制造成本本。1.1引引言：随着我国国国民经经济的快快速发展展，我国国机动车车辆发展展
8、迅速，而而城镇道道路建设设由于历历史等各各种原因因相对滞滞后，交交通拥挤挤和堵塞塞现象时时常出现现。如何何利用当当今计算算机和自自动控制制技术，有有效地疏疏导交通通，提高高城镇交交通路口口的通行行能力，减减少交通通事故是是很值得得研究的的一个课课题。目目前，国国内的交交通灯一一般设在在十字路路口，在在醒目位位置用红红、绿、黄三种种颜色的的指示灯灯加上一一个倒计计时的显显示器来来控制行行车。本设计是是单片机机控制的的交通灯灯控制系系统设计计随着社社会经济济的发展展，城市市交通问问题越来来越引起起人们的的关注。人人、车、路路三者关关系的协协调，已已成为交交通管理理部门需需要解决决的重要要问题之之一
9、。城城市交通通控制系系统是用用于城市市交通数数据监测测、交通通信号灯灯控制与与交通疏疏导的计计算机综综合管理理系统，它它是现代代城市交交通监控控指挥系系统中最最重要的的组成部部分。所所以，如如何采用用合适的的控制方方法，最最大限度度利用好好耗费巨巨资修建建的城市市高速道道路，缓缓解主干干道与匝匝道、城城区同周周边地区区的交通通拥堵状状况，越越来越成成为交通通运输管管理和城城市规划划部门亟亟待解决决的主要要问题。关键词：单片机机、交通通灯、控控制1.2方方案比较较与确定定经过一定定的筛选选，最终终能有三三个方案案较为实实际。1.2.1 方方案一：通过数数字电路路达到实实验目的的。状态控制制器主要
10、要用于记记录十字字路口交交通信号号灯的工工作状态态通过状状态译码码器分别别点亮相相应状态态的信号号灯。秒秒信号发发生器用用以产生生整个定定时系统统的时基基脉冲，通通过减法法计数器器对秒脉脉冲进行行减计数数达到控控制每一一种工作作状态的的持续时时间。减减法计数数器的回回零脉冲冲使状态态控制器器完成状状态转换换同时状状态译码码器根据据系统下下一个工工作状态态决定计计数器下下一此减减计数的的初始值值。减法法计数器器的状态态由BCCD译码码器译码码，由数数码管显显示。在在黄灯亮亮期间，状状态译码码器将秒秒脉冲引引入红灯灯控制电电路使红灯灯闪烁。1.2.1方案案二：通通过单片片机达到到实验目目的。AT8
11、99C511单片机机具有定定时器/计数器器功能，只只要外在在接入一一个时钟钟脉冲，就就可以完完成红灯灯、绿灯灯、黄灯灯所需的的时间的的计时。同同时，。用用AT889C552芯片片的P22口（P2.0P2.5）分分别接上上两组六六位信号号灯。通通过中断断程序可可以实现现红灯、绿绿灯、黄黄灯之间间的转换换。1.2.2方案三三：通过过控制电电路达到到实验目目的。该控制机机用于控控制十字字路的交交通信号号灯，查查个电路路采用七七块集成成电路，组组成程序序式的定定时电路路，自动动按三个个程序循循环控制制东西南北方方向的红红、黄、绿绿信号灯灯的亮与与灭。定定时电路路器由IIC1（5555）、RR1、CC1
12、及四四双开关关向开关关IC66控制的的定时电电阻RTT、RGG、RGG1、RRG2等等组成，IIC6采采用CDD40666、RRT、RRG是秒秒步进和和十秒步步进的波波段开关关，其电电阻均为为6.22K，最大大定时时时间为110S。RRG1、RRG2是是秒步进进和十秒秒步进的的波段开开关，秒秒步进开开关的电电阻为66.2KK，十秒秒步进开开关电阻阻为6.2K，十秒秒步进开开关电阻阻为6.2K，最大大可设置置时间为为1100S，时时间长短短要预置置，六程程序电路路IC33采用十十进制计计数器/脉冲分分配器CCD40017，将将5脚和和复位端端15脚脚相连，使使之成为为六进制制计数分分配器，加加电
13、源后后，ICC3的QQ0-QQ5依次次，输出出高电平平，至第第六个定定时器脉脉冲到来来时，QQ6（55脚）的的高电平平加至115脚，使使IC33复位，然然后又重重复循环环，形成成六程序序控制。闪烁电器器电器IIC2和和R2、RR3、CC3组成成无稳态态多谐振振荡器，ff=1.44/（R22+2RR3）CC3，它它的输出出经选通通门ICC4加至至译码和和驱动电电路，矩矩阵电路路由D11-D110组成成，用来来选择每每步程序序的交通通信号灯灯，并推推动ICC3、IIC7为为专用灯灯驱动电电路MCC14113,可可接控制制L1-L5的的通断,点亮各各色信号号灯。综上所述述，单片片机具有有结构简简单、
14、编编程方便便、经济济、易于于连接等等优点, 特别别是其内内部定时时器计数数器、中中断系统统资源丰丰富, 可对交交通灯进进行精确确的控制制, 有有应用价价值。本本实验使使用单片片机实现现定时交交通信号号灯控制制。1.3硬硬件电路路设计1.3.1组成成：ATT89CC51单单片机、复复位电路路、振荡荡电路、LLED数数码管、交交通灯。1.3.2各组组成部分分电路设设计：a. 复位部分分复位电路路采用上上电+按按钮电平平复位是是上电复复位与按按钮复位位的组合合，当振振荡频率率是6MMHz时时，电容容C取222uff, RR取1KK，Rss取2000左右右。上电电瞬间复复位端（RRST/Vpdd）的电
15、电位与VVcc相相同，随随着充电电电路电电流的减减少，RRST/Vpdd的电位位下降，最最后为00V，当当按钮按按下后，电电源Vccc通过过电阻RR，施加加在单片片机复位位端RSST/VVpd上上实现复复位，电电路连接接图如图图（2）:复位电路路（2）b.时钟钟电路部部分本系统采采用内部部时钟产产生方式式：在和和两端跨跨接陶瓷瓷谐振器器，与内内部反相相器构成成稳定的的自激振振荡器采采。晶振振采用112MHHz的振振荡频率率和两个个30PPf瓷片片电容CC1、CC2，两两个电阻阻对频率率有微调调作用。其其电路如如图（33） c.路口口指示灯灯部分采用红黄黄绿三种种颜色的的发光二二极管共共12个个
16、分为44组代表表路口的的交通灯灯（电路路图中用用两组示示意）.其中每每两组控控制一个个路口,具体时时序如表表1:表1：方向灯色东西南北红灯3030黄灯55绿灯2525d.显示示部分采用两位位一体共共阳极数码码管,分分别显示示南北和和东西灯灯的剩余余时间.片选部部分和数数码段显显示部分分,分别别接单片片机管脚脚的P22口和PP0口,具体的的共阴数数码管管管脚分布布位置见见图（44）.1.4程程序设计计开始初始化AT89C51东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，延时南北方向剩余时间1S？东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪亮，延时南北方向剩余时间0S？东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，延时东西方向剩余时间1S
17、？东西方向黄灯闪亮，南北方向红灯亮，延时东西方向剩余时间0S？图（5）主程序流程图1.4.1流程程图1.4.2交通通灯状态态表：状态北西南东绿黄红绿黄红绿黄红绿黄红000100100100110011000011002001010001010310000110000140100010100011.4.3程序序清单：主程序序ORG 00000HH MAINN:MOOV DDPTRR,#00FF220H初初始化MOV A,#03HH MOVXX DDPTRR,A MOV 2AHH,#11FH 设置置时间显显示初始始值311s四种状状态MOV P1,#0CCH A线线放行BB线禁止止MOV R7,#
18、199H 延时时秒数 25PRG11: LLCALLL DELLAY11 调用用延时子子程序DJNZZ R77,PRRG1 MOV P1,#0AAH A线线警告BB线禁止止MOV R7,#055H 延时时秒数55PRG22: LLCALLL DDELAAY1 调用用延时子子程序DJNZZ R77, PPRG22 MOV P1,#211H A线线禁行BB线放行行MOV 2AHH,#11FH 设置置时间显显示初值值31ssMOV R7, #119H 延时时秒数 25PGR33: LLCALLL DDELAAY1 调用用延时子子程序DJNZZ R77,PGGR3 MOV P1,#111H A线线禁行
19、BB线警告告MOV R7,#055H 延时时秒数55PGR44: LLCALLL DDELAAY1 调用用延时子子程序DJNZZ R77, PPGR44 AJMPP MAAIN DELLAY11延时子子程序DELAAY1:DECC 2AAH MOV A,22AH 显显示秒数数减一MOV B,#0AHH 循环控控制子程程序LOOPP: MOVV A,R2 MOV R44,#002H LCALLL DISSPLAAY MOV A,R1 MOV R4,#011H LCALLL DISSPLAAY DJNZZ RR6,LLOOPP二调试试硬件调试试是利用用开发系系统、基基本测试试仪器（万万用表、示示波
20、器等等），检检查用户户系统硬硬件中存存在的故故障。硬硬件调试试可分为为静态调调试与动动态调试试两步进进行。a)静态态调试：静态调试试是在用用户系统统未工作作时的一一种硬件件检测。 第一步：目测。检检查外部部的各种种元件或或者是电电路是否否有断点点。 第二步：用万用用表测试试。先用用万用表表复核目目测中有有疑问的的连接点点，再检检测各种种电源线线与地线线之间是是否有短短路现象象。 第三步：加电检检测。给给板加电电，检测测所有的的插座或或是器件件的电源源端是否否符合要要求的值值 第四步：是联机机检查。因因为只有有用单片片机开发发系统才才能完成成对用户户系统的的调试。 b)动态态调试： 动动态调试试
21、是在用用户系统统工作的的情况下下发现和和排除用用户系统统硬件中中存在的的器件内内部故障障、器件件连接逻逻辑错误误等的一一种硬件件检查。动动态调试试的一般般方法是是由近及及远、由由分到合合。 由分到合合是指首首先按逻逻辑功能能将用户户系统硬硬件电路路分为若若干块，当当调试电电路时，与与该元件件无关的的 器件件全部从从用户系系统中去去掉，这这样可以以将故障障范围限限定在某某个局部部的电路路上。当当各块电电路无故故障后，将将各电路路逐块加加入系统统中，在在对各块块电路功功能及各各电路间间可能存存在的相相互联系系进行调调试。由由分到合合的调试试既告完完成。 由近及远远是将信信号流经经的各器器件按照照距
22、离单单片机的的逻辑距距离进行行由近及及远的分分层，然然后分层层调试。调调试时，仍仍采用去去掉无关关元件的的方法，逐逐层调试试下去，就就会定位位故障元元件了。 软件调试试是通过过对拥护护程序的的汇编、连连接、执执行来发发现程序序中存在在的语法法错误与与逻辑错错误并加加以排除除纠正的的过程。程程序后，编编辑，查查看程序序是否有有逻辑的的错误。三检测测评价：经过检测测，该程程序设计计合理正正确，调调试后能能够正常常运行，基基本能够够实现要要求。能能够实现现：红绿绿灯循环环点亮，倒倒计时剩剩5秒时时黄灯闪闪烁警示示，然后后变为红红灯，并并且能够够显示时时间。系系统稳定定可靠，易易于修改改。能够够在现实
23、实中起到到一定作作用。四心得得体会我这次用用得交通通灯系统统是以单单片机AAT899C511芯片为为核心部部件，实实现了能能根据实实际车流流量通过过AT899C511芯片设设置及控控制红、绿绿和黄灯灯点亮时时间来进进行交通通控制。通过这次次的课程程设计是是我学会会了很多多软件的的操作和和仿真实实验的操操作，如如keiic511和prrotuues软软件的联联接和导导入。这这俩软件件在我这这次课程程设计中中起到关关键作用用，运用用其中素素材做仿仿真，从从文件中中找各种种器材，虽虽然在这这过程中中比较繁繁杂，但但是我还还是乐此此不彼，因因为我对对这次课课设深感感兴趣，所所以再累累也值得得。在这次课
24、课程设计计的过程程中，我我遇到了了很多的的困难，譬譬如：找找实验模模版，安安装软件件，已经经源程序序的汇编编，程序序的导入入等等。但但通过自自己找老老师和同同学一起起去解决决各种问问题，终终于克服服种种困困难；仿仿真实验验和论文文写得差差不多了了。经历这次次课程设设计，使使我的动动手能力力更加迅迅速到位位了，但但是也发发现自己己的很多多不足；如：做做事比较较毛糙不不细心，在在设计中中出现很很多小错错误，导导致自己己的程序序一直都都不能运运行，最最终逐一一检查才才把问题题解决；再者是是自己的的耐力不不足，不不能一直直做下去去，中间间得停息息、调整整。这次单片片机的课课程设计计对我的的帮助太太多了
25、；经历过过这次课课程设计计，使我我的大学学生活更更加多样样了，希希望以后后老师能能再弄这这种类型型的课程程设计给给我们设设计，能能增加我我们更多多的技能能，技巧巧。五元件件清单（见见附录22）附录2.元件清清单器件名称称型号大小小数量晶振12MHHz1电阻4701LED数数码管二联共阳阳3单片机AT899C511电解电容容22uFF1瓷片电容容30pFF2排阻4701LED数数码管二联共阳阳3发光二极极管红4黄4绿4开关按键式4上拉电阻阻10K6电源5V/00.5AA1集成块74LSS24551六附录录附录1.仿真电电路图图上为 东西方方向变黄黄灯，南南北方向向禁行图上为南南北方向向通车，东东
26、西方向向禁行图上为 东西方方向通车车，南北北方向禁禁行附录3.程序源源代码：; 交交通灯 ; TTIMEE EQUU 50HH ;秒秒计数用用 TTIMEESFRR EQQU 51HH ;临临时寄存存器 CCONRR5 EQQU 52HH ;TT11秒秒定时计计数用 TTIMEED0 EQQU 55HH ;单单向最大大定时时时间,直直行开始始,人行行开始 1200 TTIMEED1 EQQU 56HH ; 各路右右转开始始时间 1100 TTIMEED2 EQQU 57HH ; 前行结结束提醒醒 770 TTIMEED3 EQQU 58HH ; 前行结结束,人人行结束束,左转转开始 60 TT
27、IMEED4 EQQU 59HH ; 左转结结束提醒醒 TTIMEED5 EQQU 5AHH ; 左转结结束 TTIMEED6 EQQU 5BHH ; TTIMEED7 EQQU 5CHH ; SSN EQUU P1 ; 南北口口 EEW EQUU P2 ; 东西口口 SSCANN EQUU P3 ;扫扫描口 LLEDOOUT EEQU PP0 ;段段码口 SSNEWWFLAAG BBIT 09HH ;东东西口与与南北口口转换标标志; 按按键在扫扫描口的的最高位位,按一一下,全全红灯,再按一一下,恢恢复原状状态; 定定时器TT0、TT1溢出出周期为为50MMS，TT0为秒秒计数用用，; 中断入
28、入口程序序 ; ORRG 000000H ;程序序执行开开始地址址 LJJMP SSTARRT ;跳到到标号SSTARRT执行行 ORRG 000033H ;外中中断0中中断程序序入口 REETI ;外中中断0中中断返回回 ORRG 0000BBH ;定时时器T00中断程程序入口口 LLJMPP INTTT0 ;跳跳至INNTTOO执行 ORRG 000133H ;外中中断1中中断程序序入口 LLJMPP INTT11 ;外外中断11中断返返回,1119.1200中断 OORG 0011BH ;定定时器TT1中断断程序入入口 LLJMPP INTTT1 OORG 00223H ;串串行中断断程
29、序入入口地址址 REETI ;串行行中断程程序返回回; ; ; 主 程 序序 ; ; SSTARRT: MOVV SSP,#80HH MOVV R0,#000H ;清清70HH-7AAH共111个内内存单元元 MOVV R7,#8FFH ; CLEEARDDISPP: MOVV R00,#000H ; INCC R0 ; DJNNZ R7,CLEEARDDISPP ; MOVV TTIMEED0,#788H ;单向最最大定时时时间,直行开开始,人人行开始始 1220 MOVV TTIMEED1,#6EEH ; 各各路右转转开始时时间 1110 MOVV TTIMEED2,#466H ; 前行行
30、结束提提醒 70 MOVV TTIMEED3,#3CCH ; 前行行结束,人行结结束,左左转开始始 600 MOVV TTIMEED4,#0AAH ; 左转转结束提提醒 CLRR SNEEWFLLAG ;南北先先通行标标志位 MOVV TTMODD,#111H ;设T00、T11为166位定时时器 MOVV TL00,#00B0HH ;500MS定定时初值值（T00计时用用） MOVV TH00,#33CH ;50MMS定时时初值 MOVV TL11,#00B0HH ;500MS定定时初值值（T11闪烁定定时用） MOVV TH11,#33CH ;500MS定定时初值值 ; JB SCCAN.
31、7,SSSSTT ;1200秒管理理 ;以以下为660秒管管理 LCAALL DLL1MSS LCAALL DLL1MSS LCAALL DLL1MSS JJB SCCAN.7,SSSSTT ;干扰 MMOV TIIMEDD0,#60 ;单向向最大定定时时间间,直行行开始,人行开开始600 MOVV TTIMEED1,#555 ; 各路右右转开始始时间 555 MOVV TTIMEED2,#355 ; 前前行结束束提醒 35 MOVV TTIMEED3,#300 ; 前行行结束,人行结结束,左左转开始始 300 MOVV TTIMEED4,#055 ; 左左转结束束提醒 SSSWAAIT: J
32、NBB SCAAN.77,SSSWAIIT LCCALLL DDL1MMS LCCALLL DDL1MMS LCCALLL JNNB SCCAN.7,SSSWAAIT ; SSSST: MMOV TTIMEE,TIIMEDD0 ;1220秒 LCAALL TUNNBCDD MOVV SN,#666H ; MOVV EW,#555H ; SETTB EA ;总中中断开放放 SETTB PX11 SETTB EX11 SETTB ET00 ;允许许T0中中断 SETTB TR00 ;开启启T0定定时器 MOVV R4,#144H ;1秒秒定时用用初值（550MSS20） MOVV CONNR5,#
33、200 STTARTT1: LCAALL DISSPLAAY ;调用用显示子子程序 JJNB SCCAN.7,KKEYFFUN ;手手动状态态 SSJMPP SSTARRT1 ;P1.0口为为1时跳跳回STTARTT1 ;KEYFFUN: LCAALL DIISPLLAY LCAALL DIISPLLAY JB SSCANN.7,STAART11 CLRR EET0 CLRR TTR0 MOVV SSN,#0566H ;全全车道停停,行人人通 MOVV EEW,#0566H ; MOVV TTIMEE,#000H ;时时间显示示0 LCAALL TTUNBBCD KEEYWAAIT: LCAALL DDISPPLAYY ; JNBB SSCANN.7,KEYYWAIIT ; KEEYY: LCAALL DDISPPLAYY ;等等待按键键按下 JB SSCANN.7,KEYYY