交通灯单片机课设.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.75M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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河北建筑工程学院单片机课程设计报告课程名称：交通信号灯模拟控制系统系专班学别：电气工程学院业：电气工程及自动化级：电控 121 班号： 20144080110 学生姓名：黎赛明指导教师：杜春辉 2012 年 6 月 25 日

目录第 1 章总体设计.................................................................................................. 1 1.1 课程设计的性质和目的.................................................................................................. 1 1.2 设计任务.......................................................................................................................... 1 第 2 章系统设计.................................................................................................. 3 2.1 设计方案与原理分析..................................................................................................... 3 2.2 锁存器的作用及功能..................................................................................................... 4 2.3 总线、网络标号的介绍................................................................................................. 5 2.4 发光二极管的作用......................................................................................................... 6 2.5 矩阵键盘.......................................................................................................................... 7 第 3 章设计方案与选择...................................................................................... 8 第 4 章软件调试与仿真...................................................................................... 9 第 5 章硬件设计的整体图................................................................................ 10 第 6 章硬件设计的整体图................................................................................ 12 总结.......................................................................................................................13 附录一...................................................................................................................14 附录二...................................................................................................................26 参考文献...............................................................................................................29

第 1 章总体设计 1.1、课程设计的性质和目的本课程设计的主要目的是通过对电子技术及单片机原理的学习，综合掌握电子电路综合设计的过程，设计要求和具体的设计方法。通过设计更好的复习、理解模拟电子、数字电子和单片机等课程内容，使理论和实际相结合，加强学生的动手能力以及查阅相关资料解决实际问题的能力，培养学生从事设计工作的整体观念。 1.2、设计任务 1.完成交通灯的变化规律，即一个十字路口为东西向和南北向，四个路口均有红黄绿三等和两个 LED 数码显示管。交通灯上电以后进入初始状态即东西红灯，南北红灯。5s 后转状态 1：南北绿灯亮通车，东西红灯亮，禁止通行，持续 30s；30s 后转状态 2：南北绿灯灭转黄灯闪亮，延迟 5s，东西仍然红灯；5s 后转状态 3：东西绿灯亮通车，南北转红灯，持续 30s；30s 后转状态 4：东西绿灯灭转亮黄闪灯，延迟 5s，南北仍然红灯。最后循环至状态 1。 2.用 8 个 LED 数码管（各方向均有两个 LED 数码管，分别表示个位和十位），显示倒计时。倒计时用于提醒驾驶员或者行人信号灯发生改变的时间，以便他们在“停止”和“通行”两者做出合适的选择。 3.紧急状态下，通过 K1 键手动设置，将所有路口的灯变为红灯；再次按下此键后进入状态 1，然后依次循环。第 1 页共 31 页

图 1 状态流程图 4 东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯点时间为东西、南北两干道的公共停车时间。东西道与北道指示灯点亮方案如表 1.1 所示。表 1.1 指示灯亮方案亮灯时间 5S 30S 5S 30S 5S 南北车道红灯亮绿灯亮黄灯闪红灯亮红灯亮东西车道红灯亮红灯亮红灯亮绿灯亮黄灯闪第 2 页共 31 页

第 2 章系统设计 2.1、设计方案及原理分析：方案一图 2 方案一直接进行片选和驱动 LED 数码显示的交通灯系统方案二图 3 方案二采用 74HC373 锁存器和总线的交通灯系统框图第 3 页共 31 页

2.2、锁存器的作用及功能 74HC373 的输出端 O0~O7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。方案二电路图：图 4 74HC373 芯片图图 5 带总线段选部分图 6 带总线位选部分第 4 页共 31 页

2.3、总线、网络标号的介绍 1、采用总线的作用以及优点：总线信息传输量大，效率高。在多芯片有同一脚需要连接时（数码管），采用总线的连接方法，既减少了连线量，又提高了数据的传输的速度。图 7 带总线数码管和发光二极管 2、网络标号的作用：在 protus 仿真图中，当元器件较多需要连接的线较多、电路出现故障时或引脚连接错误时，利用网络标号，减少了连线的工作量，便于查找线路的错误，同时也使 protus 仿真图简洁美观。第 5 页共 31 页

表 2.1 元器件清单器件名称数量（pcs）器件名称数量（pcs） 74HC373 锁存器电阻（20R）共阴极数码管电容（30PF）晶振（11.0592MHZ） 2 8 8 2 1 发光二极管（绿色）发光二极管（黄色）发光二极管（红色） AT89C51 芯片排阻（1k） 3 3 3 1 1 方案一电路图： 1、P0 口连接数码管的段选位（D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7） 2、P2 口连接数码管的位选位和显示状态灯 I/0（W0 W1 W2 W3 SET0 SET1 S1 S2） 3、P3 口连接 4*4 矩阵键盘 4、P1 口连接交通灯发光二极管南北绿（A0 ）、南北黄(A1)、南北红(A2)、南北绿（B0 ）、南北黄(B1)、南北红(B2) 2.4、发光二级管的原理图 8 复位电路晶振电路 51 主芯片它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为 LED。发光二极第 6 页共 31 页

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