单片机课程设计--基于单片机的城市道口交通灯控制系统.doc

摘要
本课程设计的城市道口交通灯控制系统模型以MSC-51系列单片机AT89C52为核心,通过8255芯片扩展,由发光二极管,共阳极数码管,以及中断电路组成。城市道口交通灯控制系统实现了发光二极管作为直行、左拐,右拐的指示灯,数码管实现倒计时指示,以中断实现特种车辆通行十字路口,当有特种车辆通过路口时,其他车辆全部禁止通行并在指定时间内恢复原来的通行状态。本组在此次设计过程中先先分析设计要求,根据提出的设计画硬件系统方框图和软件流程图,在用Keil软件编写程序,通过STC软件下载到单片机,反复调试,最终完成交通灯控制系统的设计。
关键词:AT89C52;8255;数码管;中断电路;交通灯
目录
1、方案论证与对比 1
1
2
3
2、系统硬件设计 3
3
硬件模块 4
4
LED灯输出显示单元 4
8255扩展芯片 5
LED数码管 5
6
6
3、系统软件设计 7
7
7
7
8
9
10
12
4、调试与功能分析 13
13
13
14
软件调试 14
14
14
14
特种车检测模块调试 14
5、总结与致谢 15
15
15
参考文献 15
6、附录 16
16
17
城市道口交通灯控制系统
设计要求:
用单片机设计一个城市道口交通灯控制系统。
每个方向具有左拐、右拐、直行通行的指示灯。
计时牌显示剩余时间。
当有特种车辆通过路口时,其他车辆全部禁止通行,15秒后恢复通行。
1、方案论证与对比

城市道口交通灯控制系统模型采用标准STC89C52单片机[1]作为控制器,通行倒计时显示采用位数码管,指示灯采用LED,利用定时器,采用动态扫描法,以节省端口数。当有特种车辆通行时采用外部实时中断完成,系统转为特种车辆放行,其它车辆禁行通行的状态,15s后系统自动恢复正常管理。方案一原理[2]框图如图1所示:
LED交通指示灯
定时中断
P1
STC89C52
INT0
INT0

位选
PA
8255


PB
上电复位
数码管显示时间

段选
特种车辆检测
图1 硬件系统方框图

采用STC89C2051单片机[1]作为控制器;通行倒计时显示采用16×16点阵LED发光管,左拐、右拐、直通通行指示灯也采用16×16点阵LED发光管。该系统设计框架如图2所示。列驱动采用74LS595
[3]以实现串行端口[4]扩展,行驱动采用4/16译码器74LS154动态扫描,译码器74LS154生成16条行选通信号线,再经过驱动器驱动对应的行线。每条行线上需要较大的驱动电流,应选用大功率三极管作为驱动管。
列驱动器74LS595
RED
TXD
单
片
机
I/O口
电源
双色LED
显示点阵
(每个路口7个)
行
驱
动
器
图2 硬件系统方框图

按方案一系统设计构架设计,单片机端口资源刚好满足要求。该系统具有电路简单,设计方便,显示亮度高,耗电少,可靠性高等特点。
方案二设计方案的图案显示逼真,单片机占用端口资源少;缺点是需要大量的硬件,电路复杂,耗电量大,在模型制作中较少采用。
通过以上综合分析可以看出,方案一具有综合设计优点,因此城市道口交通灯控制系统采用方案一设计。
2、系统硬件设计

LED闪烁灯
主
控
制
模
块
STC89C52
外部中断电路
LED数码管显示
8255并口扩展芯片

图3 硬件总体框图
城市道口交通灯控制系统设计硬件电路由主控制模块STC89C52、8255外部扩展和数码管显示模块,LED显示模块,外部中断控制模块等四大模块构成。
硬件模块

根据设计要求,采用单片机STC89C52RC作为主控制器,它是ATMEL公司生产的一款性能稳定的8为单片机。具有32个可编程I/0口线,2个16