九江职业技术学院
单片机交通灯设计
班级：电气综1101
小组成员：侯政 刘述全
游子民 罗垂军
目录
第一章：任务分析与设计....................... 1
1.1 任务分析 .............................. 1
1.2 设计思路 .............................. 1
第二章：硬件与软件设计....................... 1
2.1 硬件组成 .............................. 1
2.1.1 设计电路 .......................... 1
2.1.2 交通灯电路 ........................ 1
2.1.3 倒计时显示电路 .................... 2
2.1.4 硬件电路图 ........................ 3
2.2 软件设计 .............................. 3
2.2.1 程序流程图 ........................ 3
2.2.2 程序代码 .......................... 5
第三章：调试与运行........................... 7
第四章：心得体会............................. 7
参考文献..................................... 8
第一章：任务分析与设计
1.1 任务分析
本次设计要求：运用所学单片机原理、模拟和数字电路等方面的知识，设计出一台交通信号灯，模拟路口交通信号。交通灯要求如下：
1）交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通，红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替；
2）用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间，东西或南北通行时间为25秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒。
1.2 设计思路
1.利用Proteus 7.5 SP3仿真软件按下列要求绘制仿真实例
用4个共阳极LED数码管的分别表示东、西、南、北四个方向路口，以数码管的上、中、下3个横段分别代表红、黄、绿3盏灯
用P0、P1口分别输出控制模拟交通灯的状态显示的数码管和倒计时显示数码管的状态码 P3^1、P3^2、P3^4~~~P3^7控制数码管的位选
P2^0~~~P2^4接收中断信号并反馈给INT0接口进行中断处理
2.按照基本要求编制程序实现相应功能。
第二章：硬件与软件设计
2.1 硬件组成
2.1.1 设计电路
设计电路主要由两部分组成，一部分为P1口与十二个发光二极管连接电路，另一部分是P0、P2口与八个七段显示器相连的电路，下面分别详细说明。
2.1.2 交通灯电路
设计中采用发光二极管作为交通灯来使用，单片机的I/O接口直接和交通灯（发光二极管）连接。在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中，东西方向道路上的两组同色灯连接在一起，南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在，受单片机P1.0~P1.5控制。单片机的I/O
接口与交通灯电路的具体连接方式为：P1.0~P1.2分别接东西方向的红、黄、绿共6个放光二极管，P1.3~P1.5分别接南北方向的红、黄、绿共6个发光二极管。12个发光二极管采用了共阳极的连接方式，因此I/O口输出低电平时，与之相连的发光二极管会亮，I/O口输出高电平时，相应的发光二极管会灭。
2.1.3 倒计时显示电路
该显示装置选用七段数码管来显示交通灯转换的剩余时间，根据控制要求，每个路口需要两个数码管，这样四个路口就要求八个数码管。有序AT89C51单片机的I/O作为输出时，具有较强吸收电流能力，因此我们可以选用共阳型数码管，这样由单片机的I/O就可以直接驱动，从而简化硬件电路的设计。四个路口倒计时显示被置在同一时刻显示相同的数字，期中P0口用来显示时间的十位，P2口用来显示时间的个位。
2.1.4 硬件电路图
2.2 软件设计
2.2.1 程序流程图
2.2.2 程序代码
第三章：调试与运行
1、按照硬件连接图，相应的，P1.0接红灯,P1.1接黄灯,P1.2接绿灯,P1.3接红灯,P1.4接黄灯,P1.5接绿灯
2、从0100H单元开始连续运行，观察六个LED灯是否与交通显示情况对应，如果有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。
3、调试完灯的显示后，从0100H开始连续运行，观察数码管显示的是否正常，如果不正常，则运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。
4、整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满足要求。
第四章：心得体会
通过一个星期的交通灯课程设计，我们对单片机相关知识有了更深的了解。对于管脚及相关的控制寄存器，有了更进一步的巩固和了解，尤其是I/O口的实用及编程，相当于重新细细温习了一遍。特别对protues软件画电路图及仿真的过程，我几乎是从零开始学习并使用的。说到这里，得感谢小组里同学们的指导，同时也幸好大家都很繁忙，让我有更多的独立探索学习和思考的空间，将这些东西变成自己的。这次课程设计的任务是通过单片机的I/O口来控制交通灯。主要完成两大项任务，第一就是硬件连接图；第二是编写相应的程序来实现硬件功能。看似简单，实际上需要过硬的知识作为基础，平时看看书考试那样的过程，是难以完成这样的任务的。
这次设计过程中，遇到了很多棘手的问题，很多东西，动起手来束手无策，大多都只得先通过查阅资料或者参考别人做类似课题，才能自己动手设计画图，编程调试。过程中还错误不少，就这个程序吧，我写了改，改了写，花了很长时间。还有就是protues软件仿真原来及整个过程，虽然并不太难，但是我是通过这次才真正弄明白的。通过这次课程设计，关于单片机的知识深入了解了更多，但更多是让我知道了知识的欠缺，很多环节，都慢慢翻书或者查找资料才能完成。让我明白，在以后的学习中，应更注重知识的应用，更注重实质的掌握。 当然这次课程设计，提高了知识的应用能力和和实践能力，同时提高了独立思考独立完成任务的能力，当然同组之间，遇到了实在没办法解决的问题，也相互的咨询和讨论，加强了大家的合作精神和团结能力。这对以后的学习和工作都有重要意义。
参考文献
【1】李伯成：《单片机及嵌入式系统》，清华大学出版社，2005
【2】胡汉才：《单片机原理及接口技术》，清华大学出版社，2000
【3】王田苗：《嵌入式系统设计与实例开发》，清华大学出版社，2002
【4】蔡伟智：《LED道路交通灯的研制》，液晶与显示，第20卷第五期
【5】张友德：《单片机原理与应用》，复旦大学出版社，2002
【6】倪继烈：《微型计算机原理与接口技术》，清华大学出版社，2005
【7】李群芳：《单片微型计算机与接口技术（第三版）》，电子工业出版社，2008
【8】张大明：《单片机控制实训》，机械工业出版社，2007
九江职业技术学院
单片机交通灯设计
班级：电气综1101
小组成员：侯政 刘述全
游子民 罗垂军
目录
第一章：任务分析与设计....................... 1
1.1 任务分析 .............................. 1
1.2 设计思路 .............................. 1
第二章：硬件与软件设计....................... 1
2.1 硬件组成 .............................. 1
2.1.1 设计电路 .......................... 1
2.1.2 交通灯电路 ........................ 1
2.1.3 倒计时显示电路 .................... 2
2.1.4 硬件电路图 ........................ 3
2.2 软件设计 .............................. 3
2.2.1 程序流程图 ........................ 3
2.2.2 程序代码 .......................... 5
第三章：调试与运行........................... 7
第四章：心得体会............................. 7
参考文献..................................... 8
第一章：任务分析与设计
1.1 任务分析
本次设计要求：运用所学单片机原理、模拟和数字电路等方面的知识，设计出一台交通信号灯，模拟路口交通信号。交通灯要求如下：
1）交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通，红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替；
2）用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间，东西或南北通行时间为25秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒。
1.2 设计思路
1.利用Proteus 7.5 SP3仿真软件按下列要求绘制仿真实例
用4个共阳极LED数码管的分别表示东、西、南、北四个方向路口，以数码管的上、中、下3个横段分别代表红、黄、绿3盏灯
用P0、P1口分别输出控制模拟交通灯的状态显示的数码管和倒计时显示数码管的状态码 P3^1、P3^2、P3^4~~~P3^7控制数码管的位选
P2^0~~~P2^4接收中断信号并反馈给INT0接口进行中断处理
2.按照基本要求编制程序实现相应功能。
第二章：硬件与软件设计
2.1 硬件组成
2.1.1 设计电路
设计电路主要由两部分组成，一部分为P1口与十二个发光二极管连接电路，另一部分是P0、P2口与八个七段显示器相连的电路，下面分别详细说明。
2.1.2 交通灯电路
设计中采用发光二极管作为交通灯来使用，单片机的I/O接口直接和交通灯（发光二极管）连接。在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中，东西方向道路上的两组同色灯连接在一起，南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在，受单片机P1.0~P1.5控制。单片机的I/O
接口与交通灯电路的具体连接方式为：P1.0~P1.2分别接东西方向的红、黄、绿共6个放光二极管，P1.3~P1.5分别接南北方向的红、黄、绿共6个发光二极管。12个发光二极管采用了共阳极的连接方式，因此I/O口输出低电平时，与之相连的发光二极管会亮，I/O口输出高电平时，相应的发光二极管会灭。
2.1.3 倒计时显示电路
该显示装置选用七段数码管来显示交通灯转换的剩余时间，根据控制要求，每个路口需要两个数码管，这样四个路口就要求八个数码管。有序AT89C51单片机的I/O作为输出时，具有较强吸收电流能力，因此我们可以选用共阳型数码管，这样由单片机的I/O就可以直接驱动，从而简化硬件电路的设计。四个路口倒计时显示被置在同一时刻显示相同的数字，期中P0口用来显示时间的十位，P2口用来显示时间的个位。
2.1.4 硬件电路图
2.2 软件设计
2.2.1 程序流程图
2.2.2 程序代码
第三章：调试与运行
1、按照硬件连接图，相应的，P1.0接红灯,P1.1接黄灯,P1.2接绿灯,P1.3接红灯,P1.4接黄灯,P1.5接绿灯
2、从0100H单元开始连续运行，观察六个LED灯是否与交通显示情况对应，如果有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。
3、调试完灯的显示后，从0100H开始连续运行，观察数码管显示的是否正常，如果不正常，则运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。
4、整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满足要求。
第四章：心得体会
通过一个星期的交通灯课程设计，我们对单片机相关知识有了更深的了解。对于管脚及相关的控制寄存器，有了更进一步的巩固和了解，尤其是I/O口的实用及编程，相当于重新细细温习了一遍。特别对protues软件画电路图及仿真的过程，我几乎是从零开始学习并使用的。说到这里，得感谢小组里同学们的指导，同时也幸好大家都很繁忙，让我有更多的独立探索学习和思考的空间，将这些东西变成自己的。这次课程设计的任务是通过单片机的I/O口来控制交通灯。主要完成两大项任务，第一就是硬件连接图；第二是编写相应的程序来实现硬件功能。看似简单，实际上需要过硬的知识作为基础，平时看看书考试那样的过程，是难以完成这样的任务的。
这次设计过程中，遇到了很多棘手的问题，很多东西，动起手来束手无策，大多都只得先通过查阅资料或者参考别人做类似课题，才能自己动手设计画图，编程调试。过程中还错误不少，就这个程序吧，我写了改，改了写，花了很长时间。还有就是protues软件仿真原来及整个过程，虽然并不太难，但是我是通过这次才真正弄明白的。通过这次课程设计，关于单片机的知识深入了解了更多，但更多是让我知道了知识的欠缺，很多环节，都慢慢翻书或者查找资料才能完成。让我明白，在以后的学习中，应更注重知识的应用，更注重实质的掌握。 当然这次课程设计，提高了知识的应用能力和和实践能力，同时提高了独立思考独立完成任务的能力，当然同组之间，遇到了实在没办法解决的问题，也相互的咨询和讨论，加强了大家的合作精神和团结能力。这对以后的学习和工作都有重要意义。
参考文献
【1】李伯成：《单片机及嵌入式系统》，清华大学出版社，2005
【2】胡汉才：《单片机原理及接口技术》，清华大学出版社，2000
【3】王田苗：《嵌入式系统设计与实例开发》，清华大学出版社，2002
【4】蔡伟智：《LED道路交通灯的研制》，液晶与显示，第20卷第五期
【5】张友德：《单片机原理与应用》，复旦大学出版社，2002
【6】倪继烈：《微型计算机原理与接口技术》，清华大学出版社，2005
【7】李群芳：《单片微型计算机与接口技术（第三版）》，电子工业出版社，2008
【8】张大明：《单片机控制实训》，机械工业出版社，2007