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指導(dǎo)教師：

道路交通信號燈是交通安全產(chǎn)品中的一個類別，是為了加強道路交通管理， 減少交通事故的發(fā)生，提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，使用單片可編程來實現(xiàn)交通燈的功能。利用單片機的外圍擴展，顯示電路構(gòu)成基本硬件。然后編程實現(xiàn)對定時、控制、顯示電路的控制，然后調(diào)試，完成設(shè)計。

本此設(shè)計交通燈系統(tǒng)利用單片機AT89C52作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應(yīng)用前景。  

交通燈控制器設(shè)計主要功能是用單片機控制LED燈模擬指示。模擬東西南北方向的十字路口交通燈信號控制情況。本模擬系統(tǒng)由單片機硬/軟件系統(tǒng)，用keil和proteus軟件來實現(xiàn)兩位8段數(shù)碼管和LED燈顯示系統(tǒng)，較好的模擬了交通路面的控制。

單片機具有性價比高、集成度高、可靠性好、抗干擾性強等特點，廣泛運用于各種智能儀器中�；�于新型規(guī)則的可編程交通控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對車輛、行人的控制，使的交通便于管理。所以，采用單片機自動控制交通燈有現(xiàn)實的社會意義。

通過本次設(shè)計，使學(xué)生不僅更加深刻領(lǐng)會微型計算機從硬件組成到軟件編程的基本原理和知識，而且更要學(xué)會應(yīng)用，務(wù)必做到理論和實踐相結(jié)合，掌握硬件分析、軟件設(shè)計的基本思想和方法，提高分析問題、解決問題和工程實踐的能力。

2）紅綠燈不變期間，在七段數(shù)碼管上顯示每秒倒計時。

3）計時到最后5秒時，兩個方向的黃燈同時閃爍直至計時到0。

模擬交通燈控制器就是使用單片機來控制一些LED燈和數(shù)碼管，模擬真實交通燈的功能。當(dāng)南北主干道通車時綠燈亮，而東西次干道干道紅燈亮；當(dāng)55s通車時間到后，主干道綠燈熄滅，黃燈亮，黃燈亮5s后由主干道切換到次干道通車。此時主干道黃燈熄滅，紅燈亮，而次干道紅燈熄滅，綠燈亮，次干道開始通車； 40s通車時間到后，次干道綠燈熄滅，黃燈亮，黃燈亮5s后由次干道切換到主干道通車。此時次干道黃燈熄滅，紅燈亮；而主干道紅燈熄滅，綠燈亮，如此不斷循環(huán)。紅、黃、綠交替閃亮，利用數(shù)碼管倒計數(shù)顯示間隔等，用于管理十字路口的車輛及行人交通。

利用AT89C52單片機完成交通信號燈控制器的設(shè)計，該交通信號燈控制器由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號燈，數(shù)碼管顯示剩余時間。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈，8個共陰極數(shù)碼管顯示剩余時間，

根據(jù)設(shè)計功能及要求，我們可得系統(tǒng)的原理框圖如圖2-1所示。

圖2-1  系統(tǒng)原理圖(見51hei附件)

AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2 個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。

如下圖3-1所示：

圖3-1  AT89C52單片機

時鐘電路用于產(chǎn)生MCS-52單片機工作時所必須的時鐘控制信號。其內(nèi)部電路在時鐘信號控制下，嚴(yán)格地按時序執(zhí)行指令進行工作。在執(zhí)行指令時，CPU首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼，并由時序電路產(chǎn)生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定操作。

本設(shè)計采用12MHz晶振和兩個27Pf瓷片電容，他們構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。該電容的大小影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。為單片機提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘。其中兩個瓷片電容起微調(diào)作用。 如圖3-2所示：

復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。

復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。

該設(shè)計采用加電直接復(fù)位，復(fù)位電容采用10uF，電阻10000歐。加電瞬間，RES管腳為高電平。通過電阻回路放電，使電壓逐漸降為零，從而實現(xiàn)了復(fù)位功能。

其連接圖如下圖3-3所示：

此處采用的數(shù)碼管時共陰極數(shù)碼管，G、F、E、D、C、B、A七個端口是輸入端口，對其各位進行賦值，置位則亮，復(fù)位則滅，用此來顯示出相應(yīng)的數(shù)字；1、2兩端口用來控制高位和低位的選通顯示，只要對端口置位，便可以選擇該端口，并對其所代表的位進行賦值，顯示。數(shù)碼管如下圖3-5所示。

圖3-5 數(shù)碼管

一條主干道和一條次干道匯合成十字路口，南北方向道路為主干道，東西方向干道為次干道。每個路口都采用了三個LED燈來顯示，分別代表了紅黃綠三種燈，來模擬路口交通燈的變換。LED信號燈如下圖3-6所示。

圖3-6 LED信號燈設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求和所需電路，得到系統(tǒng)硬件總電路圖如圖3-7所示。

圖3-7 系統(tǒng)硬件總電路圖

4.2.1循環(huán)流程控制思路

打開Proteus軟件，按照硬件系統(tǒng)圖3-7所示接線,連線完畢后，通過keil把編好的c語言程序轉(zhuǎn)換為.hex文件，并將其放入單片機內(nèi)。

設(shè)置好仿真器后，編譯程序無誤后調(diào)試執(zhí)行程序，結(jié)果顯示符合要求。

根據(jù)功能要求分別仿真各種情況下的亮燈情況，具體如下：

1.如下圖5-1仿真圖所示，南北方向主干道亮綠燈，東西次干道方向亮紅燈。

圖5-1  南北綠燈東西紅燈

2.如下圖5-2所示，南北方向倒計時5s后變?yōu)辄S燈，東西為綠燈。

圖5-2南北黃燈東西紅燈

3.如下圖5-3所示，東西方向變?yōu)榫G燈，南北方向變?yōu)榧t燈。

圖5-3南北紅燈燈東西綠燈

4.如下圖5-4所示，東西方向在變?yōu)辄S燈

設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當(dāng)今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。

這次的單片機設(shè)計大概用了一個月的時間，在這一個月的時間當(dāng)中，雖然開始遇到了很多的困難，但是由于合理地進行設(shè)計安排，分工合作，并各自查閱了相關(guān)的資料，最后在大家共同努力下我們順利地完成了本次單片機設(shè)計，同時也學(xué)到了很多東西。

回顧起此次單片機設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整一星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。例如我們在設(shè)計數(shù)碼管顯示的時候，剛開始的時候，由于對數(shù)碼管引腳的不熟悉，我們都無法讓數(shù)字顯示，后來發(fā)現(xiàn)時十位和個位的置位、復(fù)位發(fā)生了問題，我們對此進行了修改，可以正確的顯示出十位及個位的數(shù)值，但是數(shù)字的顯示不穩(wěn)定，不停的跳動，我們?yōu)榇瞬殚喠撕芏嗟馁Y料，但還是未能解決，最后我們不停地對程序進行修改，終于發(fā)現(xiàn)了問題所在，在顯示子程序上存在缺陷未能快速的切換對十位、個位的置位和復(fù)位，經(jīng)過這樣的修改，終于可以完美的顯示時間了。我們也更好地掌握了對數(shù)碼管的使用，這都是課堂上學(xué)不到的知識。   
    這次的單片機設(shè)計是通過實踐操作和理論相結(jié)合，提高動手實踐能力，提高科學(xué)的思維能力。與此同時，我們也對分工合作有了進一步的認(rèn)識，只有通過合理的分工合作，我們們才能夠在短短一周的時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)，相信這對以后在社會上工作和學(xué)習(xí)會有很多幫助，讓我們能更好的進入工作狀態(tài)。最重要的是，這次設(shè)計也增加了我們對問題的研究和探討，們以后的學(xué)習(xí)中會有更多的幫助。

單片機為我們的主要專業(yè)課之一，對我們還是很有幫助的，設(shè)計也是為我們以后的工作提前進行了一次練手，也是我們學(xué)習(xí)生活之中少有的一次自己探索、研究，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的機會。當(dāng)然要做好一個設(shè)計也不是很簡單的，我認(rèn)為有以下幾步：

     在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。我們們通過查閱大量有關(guān)資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗和自學(xué)，若遇到實在搞不明白的問題就會及時請教老師，或者與其他小組成員討論，共同解決，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過這次設(shè)計我們也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。

通過這次設(shè)計使我更加懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正將一個東西學(xué)好學(xué)透，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。我想這對于我今后的學(xué)習(xí)生活和工作都會是有很大幫助的！