课 程 设 计 说 明 书题 目 交通灯系统设计 系 (部) 信息工程系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 070812327 12 月 7 日至 12 月 18 日 共 2 周指导教师(签字) 系 主 任(签字) 2009年 12 月 4 日课 程 设 计 任 务 书题 目 交通灯系统设计 系 (部) 信息工程系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 070812327 12 月 7 日至 12 月 18 日 共 2 周指导教师(签字) 系 主 任(签字) 2009年 12 月 4 日一、设计内容及要求假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。扩展部分：用LED数码管显示时间。设计要求有具体的硬件电路和软件实现，方案切实可行，使用简单方便。二、设计原始资料单片机实验十八-交通灯控制实验；为我们开始完成相应的单片机设计提供了思路。利用系统提供的双色LED显示电路。单片机实验九-串行静态数码显示实验使用四只74LS164组成四位静态数码管显示电路，在数码管上滚动显示“0”到“F”十六进制字符。三、设计完成后提交的文件和图表1计算说明书部分说明具体实现过程，方案等，相关计算等2图纸部分：相关电路原理图、软件流程图、系统框图和源程序等四、进程安排12月7日发题目；12月7日-12月8日查找资料，讨论。12月8日-12月16日具体设计。12月16日-12月18日论文撰写。12月18日上交论文。五、主要参考资料 何立民. 单片机高级教程 第1版北京：北京航空航天大学出版社，2001 赵晓安. MCS-51单片机原理及应用. 天津：天津大学出版社，2001.3 李广第 单片机基础 第1版北京：北京航空航天大学出版社，1999成 绩 评 定 表口试（答辩）成绩报告成绩总评成绩目录一、设计任务与要求.11、设计任务与要求的分析1二、软件设计21、显示原理22、计数器初值计算23、每秒钟的设定24、控制系统、时间显示模块3三、硬件电路设计51、74LS164的应用52、LED显示器件工作原理 5四、安装与调试5五、结论与心得7六、参考文献7附录：1、源程序2、系统原理图摘 要本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、数码管显示、交通灯演示系统组成。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、信号灯闪烁、信号灯颜色分时亮、分时段调整信号灯的点亮时间等功能。同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤， 关键词：AT80C51单片机、交通灯控制系统、定时循环、数码管显示、延时。一、设计任务与要求假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。扩展部分：用LED数码管显示时间。1、设计任务与要求的分析对于具体过程的分析：东西南北红灯（0.1S）东西绿南北红（20S）东西绿灯闪烁（3S）东西黄灯亮（1S）南北绿灯亮（20S）南北绿灯闪烁（3S）南北黄灯亮（2S）.上述思路可分为两个循环：一个是在南北绿灯亮之前，南北红灯一直亮着（25S）随后是南北灯亮的过程中东西红灯一直亮着（25S）。分别用数码管定时20S，25S记录红灯和绿灯持续时间。25秒后南北方向的持续情况与东西对调这样就完成了一次整体循环。二、软件设计1、显示原理交通信号灯控制逻辑如下：假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,延时一段时间后,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,延时一段时间后,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。静态数码管显示电路由四只74LS164、四只共阴极LED数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。四只74LS164首尾相连，每只74LS164的并行输出作为LED数码管的段码。双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，共用负极，当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。2、计数器初值计算该实验采用定时/计数器T0定时，循环一秒的子程序。首先采用定时50ms，然后再计数20次的方法实现。（1）T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：M1M0=01,GATE=0,C/T=0，可取方式控制字01H.（2）计算计数初值X：晶振为12MHz，所以机器周期1us。计算后将3CH送入TH0中，0E1H送入TL0中。2、计数器初值计算该实验采用定时/计数器T0定时，循环一秒的子程序。首先采用定时50ms，然后再计数20次的方法实现。（1）T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：M1M0=01,GATE=0,C/T=0，可取方式控制字01H.（2）计算计数初值X：晶振为12MHz，所以机器周期1us。计算后将3CH送入TH0中，0E1H送入TL0中。3、控制系统、时间显示模块源程序如下DISPLAY: ;数码显示MOV A, SECOND1;东西秒寄存器MOV B, #10;拆成两个10进制数DIV ABMOV DBUF+1,AMOV A,BMOV DBUF, AMOV A, SECOND2MOV B, #10;16进制数拆成两个10进制DIV ABMOV DBUF+3, AMOV A,BMOV DBUF+2, AMOV R0,#DBUFMOV R7,#4DP10:MOV DPTR,#LEDMAPMOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOV R1,AINC R1DJNZ R7,DP10MOV R0,#TEMPMOV R1,#4DP12:MOV R7,#8MOV A,R0DP13:RLC AMOV DIN,CCLR CLKSETB CLKDJNZ R7,DP13INC R0DJNZ R1,DP12RETLEDMAP: DB 3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5DB 7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，BDB 58H,5EH,7BH,71H,0,40H ;C，D，E，F， , -三 硬件电路设计1、74LS164的应用对于74IS164，我们用来联系单片机与数码管，将单片机的P1.6与P1.7口输出信号显示在数码管中。2、LED数码管显示器件工作原理即为我们选择的led工作原理图。P10同时接G1、G3；P11同时接R1、R3；P12同时接G2、G4；P13同时接R2、R4；P16、P17分别接静态数码显示的DIN、CLK。四安装与调试1）系统各跳线器处在初始设状态。P10同时接G1、G3；P11同时接R1、R3；P12同时接G2、G4；P13同时接R2、R4；P16、P17分别接静态数码显示的DIN、CLK。2）启动PC机，打开Keil uVision2软件，加载程序，编译，下载，运行。3）观察十字路口交通灯效果 可见开始为四个路口的红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后（20秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南