单片微机原理课程设计任务书。
单片微机原理课程设计任务书。
目录。1 引言3
2 单片机应用设计---交通灯模拟控制器3
2.1 设计要求3
2.2 功能要求3
2.3 技术要求3
3 系统设计4
3.1 功能设计4
3.2 红绿灯显示电路4
3.3 时间显示电路6
3.4 中断控制（紧急情况6
3.5 按键控制7
3.6 晶振电路7
3.7 总的硬件设计电路图8
4 软件实现9
5 系统调试10
6 设计心得10
7 设计参考11
8 致谢11
9附录12摘要：
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
交通信号灯控制方式很多。本系统采用msc-51系列单片机atsc51和可编程并行i/o接口芯片8255a为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的p1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过pa口输出，显示时间直接通过8255的pc口输出至双位数码管）；本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词：单片机交通灯闯红灯
1 引言 这个学期我们学习了单片机，单片机又被称为微控制器，是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：cpu、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
一块单片机芯片加上必要的外围器件，就可构成完整的计算机硬件系统。具有体积小，可靠性高，性价比高，控制能力强，使用方便，容易产品化的特点。单片机由于其体积小、功耗低、**低廉，且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能，广泛应用于智能仪表、可编程控制器、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
如今，随着我国社会主义事业的快速发展，人民的生活水平都得到了极大的提高，越来越多的人购买了私人轿车。如此多的车就给道路交通造成了很大的压力。此次我们单片机课程设计的课题是道路交通灯，交通灯的使用在很大程度上对拥挤的道路起到了一个管理和规范的作用。
交通灯的设计由来已久，以前由于技术的限制我们通常使用的是一些数字电路上面的器件来实现的，但是这样使用的器件多，线路设计复杂，产品可靠性低。而今单片机的引进使得交通灯控制模拟器的设计游刃有余，从而能够使用软件语言来实现以前硬件所实现的功能。
2 单片机应用设计---交通灯模拟控制器。
2.1 设计要求：
十字路**通灯控制器按管制运行和自由通行两种模式工作。管制运行分为4种管制状态：南、北直行，东、西直行，南、北右转，东、西右转。
设有红、绿、黄三色信号灯和运行方向指示灯。在每种管制状态下的运行时间实行数码显示。
2.2 功能要求：
2.2.1.能够设置和修改4种管制状态下的运行时间。
2.2.2.在零点到6点为自由通行时间，各通道黄灯以秒为单位闪烁，提醒司机注意安全。
2.3技术要求：
2.3.1系统停电后上电，各通道黄灯以秒为单位闪烁，设置好时钟和管制时间后，系统正常运行。
2.3.2系统安全可靠，不会出现死机现象。
2.3.3计时误差<0.1s。
3 系统设计。
系统总的硬件框图：
3.1 功能设计。
按照系统所需功能的要求，本系统大致可以分为一下几块来实现。首先是8051单片机，如何来使用该单片机的输出接口p0，p1，p2，p3。考虑是在十字路口使用的交通灯，所以总共需要2组共6个红黄绿发光二极管，来分别指示4个方向的车辆。
功能中还要求能够显示时间，还要4个七段数码显示管。这是硬件上的要求。软件上需要实现的是能够指示南北、东西两个方向的车辆行驶，先南北绿灯25秒，黄灯闪烁警告5秒，东西线红灯30秒；而后东西线绿灯25秒，黄灯闪烁5秒警告，南北线红灯30秒。
而后南北、东西线均黄灯10秒，使得这两个方向的车辆能够左转拐弯。这是设计的最原始的思想。但本系统有更进一步的要求，能够对系统原来预置的30秒时间进行修改，并且能够在数码显示器上进行显示。
这就需要用矩阵开关来实现时间调整的功能。
3.2 红绿灯显示电路。
硬件电路图如下：
要使两组红绿灯实现功能要求，那么需要一组控制码，亦即电平触发。当低电平时二极管被点亮，否则二极管不亮。基于此，我们设计了控制码表，当这些对应的控制码被送到p1口后，就能实现所要求的红绿灯功能。
设计时系统默认的时间时30秒，即放行线绿灯25秒，黄灯5秒禁止，禁止线红灯30秒。
1、 放行线—绿灯亮放行25秒，此时车辆可以直行也可以右转，而后黄灯警告5秒，禁止线红灯禁行30秒。
2、 禁行线—红灯亮禁止行驶30秒，而后按照放行线规律运行。
当南北线和东西线交替的成为放行线和禁止线的时候，就能够实现定时交通都能够管制功能。
控制码表。本控制码的设计思想是当两线均黄灯的时候，车辆可以向其他方向线左转，其他情况下不允许左转。当出现紧急情况需要占用车道的时候，两线均红灯禁止通行，让紧急车辆先通行，其他情况下按照一般红绿灯规律来运行。
3.3 时间显示电路。
硬件电路如下：
时间显示电路采用的是四个七段数码显示管来实现功能。分两组十位和个位显示，来分别实现南北线和东西线时间显示。因为显示的时间是按照十进制数来显示的，但是输入到单片机中的数值确实按照十六进制来显示的，所以在处理显示的时候就需要将十六进制转换成十进制，高位送显示器的十位，低位送显示器的个位，这样就可以实现倒计时时间显示的功能了。
3.4 中断控制（紧急情况）
硬件电路：本设计采用的是int0中断，应为int0中断是一个低电平有效的中断，当按动紧急按钮的时候，能够实现int0中断，当按动解除按钮的时候中断恢复。
3.5 按键设置。
因为系统要求的是能够实现显示时间可调的功能，故我们采用的是一个矩阵键盘，通过扫描键盘来进行输入时间的预置。
矩阵键盘硬件图如下：
通过扫面键盘的程序，就能够把输入的数值存贮在实现设置的单元中，这样就可以轻松的对显示时间来实现预置了。
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