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1、编号： 单片机机控制应应用实训说明明书题 目： LLED灯灯模拟交交通灯 院 （系系）： 机电电工程学学院 专 业： 机机械设计计及其自自动化 学生姓名名： 李李建来 龙俊光光 李东东安学 号：0900112207334 09001122072220901112007266 指导教师师： 范勇勇 20122年 11月077日目 录1 设计计任务和和性能指指标11.1设设计任务务11.2性性能指标标12 设计计方案222.1任任务分析析22.2方方案设计计23 系统统硬件设设计33.1单单片机的的最小系系统33.2电电源电路路43.3数数码管显显示时间间电路设设计43.4信信号灯控控制电路路设计
2、554 系统统软件设设计54.1 主程序序设计555 调试试及性能能分析665.1 调试试分析665.1.1 软软件调试试65.1.2 硬硬件调试试65.1.3 系系统功能能调试666 心得得体会66参考文献献8附录1 系统原原理图99附录2系系统仿真真图10附录3程程序设计计原理111121 设计计任务和和性能指指标1.1设设计任务务我们利用用单片机机设计了了简单的的交通信信号灯模模型，该该可以模模拟实现现交通信信号灯的的红绿黄黄灯变换换，达到到引导交交通的效效果。控控制器由由一条支支干道路路和一条条主干道道路汇合合成十字字路口，在在每个入入口处设设置红、绿绿、黄三三色信号号灯，红红灯亮禁禁
3、止通行行，绿灯灯亮允许许通行，黄黄灯亮则则给行驶驶中的车车辆有时时间停在在禁行线线外。用用红、绿绿、黄发发光二极极管作信信号灯。如如图上图图所示。1.2性性能指标标（1）处处于常允允许通行行的状态态，支干干道有车车来时才才允许通通行。主主干道亮亮绿灯时时，支干干道亮红红灯；支支干道亮亮绿灯时时，主干干道亮红红灯。（3）绿绿灯亮到到红灯亮亮的转换换过程中中，要亮亮5秒黄黄灯作为为过渡。黄黄灯亮时时，原红红灯按11Hz的的频率闪闪烁。2 设计计方案2.1任任务分析析模拟交通通灯控制制器就是是使用单单片机来来控制一一些LEED 和和数码管管，模拟拟真实交交通灯的的功能。当当南北方方向通车车时绿灯灯亮
4、，而而东西方方向红灯灯亮；当当通车的的时间到到后，南南北方向向绿灯熄熄灭，而而黄灯亮亮，黄灯灯亮后由由南北方方向切换换到东西西方向通通车。此时南北北方向黄黄灯熄灭灭，而红红灯亮，东东西方向向红灯熄熄灭，而而绿灯亮亮，东西西方向开开始通车车，通车车的时间间到后，东东西方向向的绿灯灯熄灭，而而黄灯亮亮，黄灯灯亮后由由东西方方向切换换到南北北方向，东东西方向向黄灯熄熄灭，红红灯亮；而南北北方向红红灯熄灭灭，绿灯灯亮，如如此不断断循环。红红、黄、绿绿交替闪闪亮，利利用数码码管倒计计数显示示间隔等等，用于于管理十十字路口口的车辆辆及行人人交通。2.2方方案设计计设计以单单片机为为核心部部件的模模拟交通通
5、灯，利利用80051系系列单片片机作为为断码驱驱动器，8051作为位码驱动，LED九断数码管作为计时显示用，用发光二极管指示交通的通行，使两个方向都亮红灯，绿灯亮通行，红灯亮停止通行。本设计利用定时器进行定时，配合软件计数器，调用中断程序使定时器定，达到定时5S的目的，同时调用显示程序，显示到计时的时间，用单片机AT89C51作为核心部件,9路AT89C51总线驱动器作为字形驱动芯片和6路驱动74ls07位选码作为中心器件来设计交通灯控制器，实现了交通灯的控制，显示时间直接通过89C51的P0口输出；交通灯信号通过P0口输出,本交通灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳
6、定可靠等优点。单片机可可选用AAT899C511，它与与80551系列列单片机机全兼容容，但其其内部带带有4KKB的FFLASSH RROM，设设计时无无需外接接程序存存储器，为为设计和和调试带带来极大大的方便便。南北北向和东东西向各各采用22个数码码管计时时，同时时需要对对该方向向的指示示灯的点点亮时间间进行倒倒计时。键键盘系统统可以根根据系统统的需要要设置不不同的键键的个数数，可以以选择线线式键盘盘或矩阵阵式键盘盘，若单单片机的的IO口口不够用用时，可可以考虑虑扩展882555或81155满满足系统统的要求求。80511单片机机3 系统统硬件设设计3.1单单片机的的最小系系统89C551单
7、片片机它是是硬件电电路的核核心部分分，时钟钟电路晶晶振使用用12MMHz。单片机系系统的时时钟电路路3.2电电源电路路设计 电源用用5V直直流变压压器直接接供电。3.3数数码管显显示电路路显示电路路采用88个共阴阴数码管管，P11口作为为数码管管的输入入，P000、PP01、PP02、PP03、PP04、PP05分分别作为为东西南南北四路路数码管管的位选选端。数码管显显示电路路4 系统统软件设设计开始4.1 主程序序设计参数初始化显示子程序中断处理紧急中断子程序系统程序序流程图图 芯片初始化东西方向绿灯亮5秒，南北方向红灯亮5秒东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪烁5秒东西方向红灯亮5秒，南北方向绿
8、灯亮5秒东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯亮设计流程程图5 调试试及性能能分析5.1 调试试分析5.1.1 软软件调试试 软件件调试主主要是利利用prroteeus仿仿真软件件完成电电路的搭搭建，运运行以发发现设计计中的错错误及时时改正。5.1.2 硬硬件调试试 用用单片机机电路实实验板按按照设计计的电路路连接好好设计所所需的电电路进行行模拟，模模拟成功功，实现现了预期期设计的的模拟功功能。硬件调试试主要是是检测硬硬件电路路是否有有短路、断断路、虚虚焊等。具具体步骤骤及测试试结果如如下：（1）检检查电源源与地线线是否全全部连接接上，用用万用表表对照电电路原理理图测试试各导线线是否完完全连接接，
9、对未未连接的的进行修修复。（2）参参照原理理图，检检查各个个器件之之间的连连接是否否连接正正确，是是否存在在虚焊，经经测试，各各连接不不存在问问题。（3）以以上两项项检查并并修复完完后，给给该硬件件电路上上电，电电源指示示灯点亮亮。5.1.3 系系统功能能调试 通过过软件仿仿真显示示，系统统基本能能完成要要求，由由于设计计思路出出现问题题，键盘盘没有正正确的做做出来，没没有键盘盘电路，紧紧急情况况也可以以通过一一个按钮钮来采取取相关的的动作。6 心得得体会为期二周周的课程程设计很很快就结结束了，在在这次设设计过程程里我们们体验了了从设计计、画板板、编程程、焊板板到调试试的整个个过程。 对对于L
10、EED交通通灯这个个题目，由由于学过过单片机机这个课课程，做做过类似似相关的的实验，觉觉得这个个比较简简单而且且做出的的东西也也比较直直观，在在确定题题目之后后，查阅阅了大量量的资料料，初步步完成了了电路设设计方案案。 这这个软件件的上学学期也学学过了，但但是学的的时候感感觉很简简单，但但是到了了具体设设计的时时候，问问题不断断的出来来，比如如有的器器件库里里面没有有封装，要要自己花花封装，这这时候就就很容易易出问题题，比如如焊盘的的大小，有有的器件件上焊盘盘大小不不一样，有有个别大大的是用用来固定定的，这这个很容容易被忽忽略。 程程序的设设计，虽虽然感觉觉交通灯灯程序没没什么难难的，就就是数
11、码码管倒计计时显示示加几个个闪烁的的二极管管就完事事，但是是也许是是起初想想的太简简单，设设计时到到了细节节处，也也出了不不少问题题，而且且很难被被检查出出来，但但是最后后经过我我们的不不断努力力，还是是写出来来正确的的代码。 积极参参与单片片机课程程设计，不不仅让我我们充分分的体会会到自己己动手实实践的乐乐趣，获获得哪怕怕是前进进一小步步时候的的那种成成功的喜喜悦，还还能学到到很多我我们在理理论中学学不到的的知识。有有利于我我们学习习能力的的提高。表表达能力力等很多多方面有有利于我我们团队队精神的的培养。我我们都是是一起共共同完成成项目，这这就要求求我们必必须互相相信任、互互相配合合、分工工
12、合作。我我们顺利利完成了了设计作作业。 通过过这次课课设，对对以前学学过的知知识进行行了巩固固，加深深了理解解，提高高了应用用的能力力，而且且提高了了我们的的发现、分分析、解解决问题题的能力力。经历历了从最最初的设设计到最最后做出出产品的的开发过过程，提提高了对对专业的的认识及及兴趣，对对于我们们工科来来说，对对以后就就业有及及其重大大的影响响。 这这二周给给我们的的感触很很深、收收获很多多：经过过查资料料、选方方案、设设计电路路、撰写写设计报报告、使使我们得得到一次次较全面面的工程程实训练练。理论论联系实实际，提提高和培培养创新新能力，为为后续课课程的学学习，毕毕业设计计打下扎扎实的基基础。
13、参考文献献1 李继继灿. 新篇116/332位微微型计算算机原理理及应用用M. 北京: 清华华大学大大学出版版社（33）20004.1P552-PP11772 王守中中. 单单片机原原理与接接口技术术M.北京京: 清清华大学学大学出出版社,20004.22 P779-PP1666.3 徐维祥祥.单片片微型机机原理及及应用 大连理理工大学学出版社社，20006.124胡胡汉才.单片机机原理与与接口技技术MM.北北京: 清华大大学大学学出版社社,20004.1-5505.5 闫胜利利.Alltiuum DDesiigneer 66.中中文版使使用教程程电子子工业出出版社20007.666 康华光光
14、.电子子技术基基础模拟拟部分M.北京：高等教教育出版版社（55）20006.1 PP1011-P1114.7 毛敏 MCSS-511系列单单片机系系统及应应用实践践教程M. 北京京：高等等教育出出版社220066.7 P1228-PP1388.附录1 系统原原理图附录2 系统仿仿真图附录3 程序设设计原理理 ;程序实实现功能能东西向绿绿灯亮若若干秒，黄黄灯闪烁烁5次后后红灯亮亮， 红红灯亮后后，南北北向由红红灯变为为绿灯，若若干秒后后南北向向黄灯闪闪烁5此此后变红红灯，东东西向变变绿灯，如如此重复复。;西南北北路口直直行与转转弯交替替通行，数数码管显显示直行行通行倒倒计时，红红绿黄灯灯显示包包括人行行道在内内的道路路交通状状态。