交通灯控制系统课程设计.docx

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交通灯控制系统课程设计

2011年至2012年第1学期

《单片机原理与应用》课程设计

班级1006402

指导教师涂立旎

学生人数____3_____

设计份数1

2011年12月23日

城市交通灯控制系统设计报告

1006402-42流溪1006402-24钱升1006402-06毛运鹏

一．设计时间

2012年12月19日——2011年12月23日

二．设计地点

一实验楼401机房

三．设计小组及成员分工

1006402-42流溪（组长，编写及调试程序）

1006402-24钱升（负责设计报告的书写及资料整理）

1006402-06毛运鹏（原理图、流程图设计）

四．指导老师

涂立老师，旎老师

五．设计题目

基于51型单片机的城市交通灯控制系统

六．设计容及目标

1.该交通灯系统的设计容

本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统，利用6个发光二极管模拟交通灯。

按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。

2.该交通灯系统的设计目标

本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。

本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

七．流程图与原理图及部分说明

1.程序流程图如图1所示：

图1.程序流程图

2.主程序流程图步骤说明：

（1）东西方向车道红灯亮，南北方向车道绿灯亮。

表示东西方向车道上的车辆禁止通行，南北方向车道允许通行。

绿灯亮足规定的时间隔时，控制器发出状态信号，转到下一工作状态。

（2）东西方向车道红灯亮，南北方向车道黄灯闪亮。

表示南北方向车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，东西方向车道禁止通行。

黄灯闪亮足规定时间间隔时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。

  （3）东西方向车道绿灯亮，南北方向车道红灯亮。

表示东西方向车道允许通行，南北方向车道上的车辆禁止通行，绿灯亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。

  （4）东西方向车道黄灯闪亮，南北方向车道红灯亮。

表示南北方向车道禁止通行，东西方向车道上位过限停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。

黄灯闪亮足规定的时间间隔时，控制器发出状态转换信号，系统又转换到第

（1）种工作状态。

表1.元件清单表

器件名称

型号大小

数量

单片机

AT89C52

1

晶振

11.0592MHz

1

电解电容

22uF

1

瓷片电容

30pF

2

排阻

470Ω

1

电阻

470Ω

1

发光二极管

红

4

黄

4

绿

4

3.交通灯系统原理图如图2所示：

图2.电路原理图

4.实验原理图说明：

用12个二极管分别表示东西南北四方向的红、蓝、黄交通灯，12个二极管均由P1口控制。

八．实验过程

1.开打keil软件，建立一个新工程单击【Project】在下拉菜单中找到【Newproject...】选项，如图3所示：

图3.新建工程

2.选择工程要保存的路径，并且输入工程文件名。

Keil的一个工程里通常含有很多小文件，为了方便管理，一般将一个工程放在一个独立的文件夹下，比如保存到课程设计文件夹，工程文件的名字为“交通灯系统”，如图4所示：

图4.保存文件

3.单击保存后会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号，可以根据使用的单片机来选择。

KeilC51几乎支持所有的51核的单片机，在这里选择Atmel的AT89C52，如图5所示，选择后单击保存。

图5.选择Atmel

4.完成上一步骤后，窗口界面如图6所示：

图6.完成新建AT89C52文件

5.到此为止，还没有建立好一个完整的工程，虽然工程名有了，但工程当中还没有任何文件及代码，接下来的就是添加文件及代码。

6.单击【File】菜单中的【new】菜单项，或单击界面上的快捷键图标

。

如图7：

图7.添加新文件

7.新建文件后的窗口界面如图8所示：

图8.新建文件

8.此时光标在编辑窗口中闪烁，可以输入用户的应用程序，但此时这个新建文件与刚刚建立的工程还没有直接的联系，单击图标

，窗口界面如图9所示：

图9.建立联系

9.输入要保存的文件名，同时必须输入正确的扩展名（如果用C语言编写的程序，则扩展名必须是.c；如果用汇编语言编写的程序，则扩展名必须是.asm）.这里的文件名不一定要和工程名相同，可以随意填写文件名，然后单击【保存】按钮。

如图10：

图10.保存文件名

10．回到编辑界面，单击【Target1】前面的“+”号，然后在【SourceGroup1】单击右键，弹出如图所示的菜单然后选择【AddFilestoGroup‘SourceGroup1’】菜单项弹出如图11对话框：

图11.添加到SourceGroup1

11.选中【交通灯系统.C】，单击【Add】按钮，再单击【Close】按钮，然后再单击左侧【SourceGroup1】前面的“+”，屏幕窗口如图12所示，接着是在编辑窗口中编写程序：

图12.编写程序

12.编写好程序就要进行程序的编译，单击工具栏上的

进行编译，在编译过程中如果出现错误，修改程序直到没有错误为止，然后在依次点击

和

，在此过程中出现错误的，也要修改程序直到没有错误为止，编译过程中出现警告一般可以不必考虑，但特殊时也要通过修改程序消除警告。

13.把文件转化成十六进制文件，点击【Project】在下拉菜单里找到【OptionsforTarget‘target1】’，如图13所示单击【OptionsforTarget‘target1’】会弹出下面的对话框：

图13.转换文件

14．在Eprom和Ram后面的框中填入相应的数据（也可以不进行填写），然后单击Output选项出现如图14所示界面：

图14.更改数据

15．用鼠标左键单击CreatHEXFi：

前面的方框，这时方框里会用一个对号如图15：

图15.输出HEX文件

然后点击确定对话框就会消失，这样刚刚所建立的文件就转化成十六进制的文件。

16.用40针排线把DP-51PRO试验仪（如图16）上的A1区的P1.0-P1.5分别与LED1-LED6连接起来：

图16.DP-51PRO试验仪

17.对DP-51PRO试验仪上电。

打开DPFlash软件出现如图17界面：

图17.打开DPFlash

18.点击栏中的【文件】在下拉菜单里找到【装载】，如图18所示：

图18.装载文件

或者直接点击工具栏里图标

，点击后会弹出图19所示的对话框：

图19.装载HEX文件

19．找到刚刚所建立的文件，点击后按打开按钮对话框就会消失。

然后单击

会弹出图20所示的对话框：

图20.开始编程

20.单击编程后，软件开始把程序烧入试验仪，烧片的过程如图21：

图21.编程过程

当烧片完成后，点击退出就行了。

21.关闭DPFalsh软件。

把DP-51PRO单片机仿真试验仪A1区的工作模式选择开关（MOD_sw1）切换到RUN处，然后按一下复位键（RST），MON51程序即开始运行。

观察实验运行的情况是不是符合设想,实验现象设想为灯L1、L5亮30s后熄灭；接着L3、L6亮，闪烁三次（1秒/次）后熄灭；接着L2、L4亮30s后熄灭；接着L3、L6亮，闪烁三次（1秒/次）后熄灭；接下来又是L1、L5亮30s后熄灭，如此循环，直到停止工作。

但是如果不符合，对程序进行调试直到符合。

九．调试过程中出现的问题及相应解决办法

1.程序调试出错。

原因为程序编写错误，经过多次调试后解决此问题。

2.DPflash烧制过程出错。

原因为出现通信错误，无法烧制进试验箱芯片，可能是机箱老化或连线接触不良。

经过多次更换试验机箱，终于将试验顺利进行到底。

十．设计心得

流溪：

我了解到团队的力量，我意识到了知识的乐趣性，并感觉到当知识运用于实践的时候是一件多么幸福的事情。

从此激发我的学习热情。

此次课程设计使自己又有种投身雨学海中的欲望，自己想在科学的潮流里去争夺属于自己的位置。

钱升：

课程设计使我们进一步熟悉和掌握了单片机的部结构和工作原理，了解了单片机应用系统设计的基本方法和步骤。

此次设计很好的将书本上的理论知识和实践有机的联系了起来，是我们对理论知识有了更进一步的掌握，锻炼了我们的动手能力。

毛运鹏：

更加深刻的体会到理论联系实际的重要性，同时我也发现自己的知识功底还远远不够。

平时不仅要将知识点理解掌握，还得勤动手做实验。

当然团队分工合作也让我们更加自勉、奋进。

十一．源程序

/*********************************************************************/

本程序实现目标：

按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。

/*********************************************************************/

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

ucharnum,num1;//定义变量

sbitL1=P1^0;//L1红灯（东西向）

sbitL2=P1^1;//L2绿灯（东西向）

sbitL3=P1^2;//L3黄灯（东西向）

sbitL4=P1^3;//L4红灯（南北向）

sbitL5=P1^4;//L5绿灯（南北向）

sbitL6=P1^5;//L6黄灯（南北向）

voidmain（）

{

TMOD=0x01;//设置定时器0为工作方式1

TH0=（65536-45872）/256;//装初值11.0592M晶振定时50ms数为45872

TL0=（65536-45872）%256;

EA=1;//开总中断

ET0=1;

TR0=1;//开定时器0中断

L1=0;//开始S1状态

L5=0;

while

（1）

{

if（num==10）//num用于定时器0的计数，每50ms计1次，10次为0.5s

{

num=0;//每0.5s清零一次

num1++;//每0.5s加1，即每记一次时间为0.5s

}

if（num1==54）//num1计54次时间为27s，表明27s时间到，进入S2状态

{

L5=1;//L5南北向绿灯亮27s后熄灭

L6=0;//L6南北向黄灯置亮

}

if（（num1>54）&&（num1<60））//54

{

if（num1%1==0）{L3=~L3;}//每隔0.5s黄灯状态取反，实现黄灯以0.5s频率闪烁

}

if（num1==60）//num1=60对应时间30s到了，进入S3状态

{

L6=1;//黄灯熄灭

L2=0;//L2东西向绿灯置亮

L4=0;//L4南北向红灯置亮

}

if（num1==114）//对应时间57s到了，进入S4状态

{

L3=0;//黄灯置亮

L2=1;//L2东西向绿灯熄灭

}

if（（num1>114）&&（num1<120））//对应时间57s到60s之间

{

if（num1%1==0）{L6=~L6;}//实现黄灯以0.5s频率闪烁

}

if（num1==120）//60s时间到了，进入S1状态

{

L3=1;//熄灭黄灯，并将东西向红灯和南北向绿灯置亮，num1置0，开始下一个循环

L1=0;

L5=0;

num1=0;

}

}

}

voidT0_time（）interrupt1

{

TH0=（65536-45872）/256;

TL0=（65536-45872）%256;

num++;

}

参考文献

1.GB14887-2003，道路交通信号灯[S].1998

2.宴如.模拟电子技术[M].：

高等教育.2004:

121-134

3.广弟.单片机基础[M].：

航空航天.2001:

45-47

4.何立民.单片机应用选编[M].：

电子科技大学.1998:

52-57

5.黄智伟.全国大学生电子设计竞训练教程[M].电子工业.2004.11.

6.蔡伟智.自动调光LED交通信号灯[J].国际光电与显示.2003.33（4）：

62-67

7.勋.单片机实用教程[M].：

航空航天大学，2005.05.

8.段晨东.单片机原理及接口技术[M].：

清华大学，2008.07.

9.谢自美.电子线路设计实验测试[M].：

华中理工大学，1992:

62-64.

10.查振亚，叶向阳.智能交通灯控制系统[J].华中理工大学学报，1997，25

（2）:

63-65