基于单片机的交通灯课程设计报告(含源程序+仿真)

1.引言................................................................. 错误！未定义书签。

2.总体设计方案 (2)2.1. 设计思路 (2)2.1.1.设计目的 (2)2.1.2.设计任务和内容 (3)2.1.3.方案比较、设计与论证 (3)2.1.4.芯片简介 (6)2.2. 设计方框图 (12)3.设计原理分析 (13)3.1. 交通灯显示时序的理论分析与计算 (13)3.2. 交通灯显示时间的理论分析与计算 (15)3.3. 电路模块 (16)3.3.1.LED数码管显示模块 (16)3.3.2.LED红绿灯显示模块 (19)3.3.3.复位电路 (22)3.3.4.晶振电路 (23)4.结束语 (23)6.附录 (24)6.1. 附录1：程序清单 (24)6.2. 附录2：电路设计总图 (32)6.3附录3：实物图 ....................................... 错误！未定义书签。

1.总体设计方案1.1.设计思路1.1.1.设计目的（1）加强对单片机和汇编语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。

（2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。

（3）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。

（4）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

（5）提高实践动手能力。

1.1.2.设计任务和内容1.1.2.1.设计任务单片机采用用AT89S52芯片，使用发光二极管（红，黄，绿）代表各个路口的交通灯，用8段数码管对转换时间进行倒时（东西路口15秒，南北路口25秒，黄灯时间5秒）。

1.1.2.2.设计内容（1）设计并绘制硬件电路图（2）制作PCB并焊接好元器件（3）编写程序并将调试好的程序固化到单片机中1.1.3.方案比较、设计与论证1.1.3.1.电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源，采用单片机控制模块提供电源。

基于51单片机控制交通灯课程设计报告本设计课程使用STC89c52型号的芯片及相关元器件自己组装单片机最小系统，并编写程序用于控制交通信号灯。

1.STC89c52的芯片元器件的说明：STC89c52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。

此外，STC89c52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。

在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。

掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能，STC89c52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

2.STC89c52的功能是：·标准MCS-51内核和指令系统·片内8kROM（可扩充64kB外部存储器）· 32个双向I/O口· 256x8bit内部RAM（可扩充64kB外部存储器）· 3个16位可编程定时/计数器·时钟频率3.5-12/24/33MHz·向上或向下定时计数器·改进型快速编程脉冲算法· 6个中断源· 5.0V工作电压·全双工串行通信口·布尔处理器—帧错误侦测· 4层优先级中断结构—自动地址识别·兼容TTL和CMOS逻辑电平·空闲和掉电节省模式· PDIP(40)和PLCC(44)封装形式3.管脚说明VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

基于51单⽚机的智能交通灯课程设计报告书简易智能交通灯设计1、设计背景⾃从1886两个德国⼈发明了第⼀辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被⼈们所重视。

从英国伦敦街头的第⼀个以燃煤⽓为光源的红，蓝两⾊的机械扳⼿式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三⾊交通灯，不知不觉中交通信号灯在⼈们⽇常⽣活中占据了重要地位。

随着⼈们社会活动⽇益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路⽇渐拥挤，交通灯更加显⽰出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提⾼道路导通能⼒，减少交通事故有显著的效果。

近年来，随着科技的飞速发展，电⼦器件也随之⼴泛应⽤，其中单⽚机也不断深⼊⼈民的⽣活当中。

本次课程设计以模拟交通灯系统利⽤单⽚机AT89C51作为核⼼元件，实现了通过信号灯对路⾯状况的智能控制。

在⼀定程度上解决了交通路⼝堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。

在该次的设计系统具有结构简单、可靠性⾼、成本低、实时性好、安装维护⽅便等优点，有⼴泛的应⽤前景。

本模拟系统由单⽚机软件系统，两位8段数码管和LED灯显⽰系统。

和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路⾯的控制。

1.1 设计思路（1）分析⽬前交通路⼝的基本控制技术以及各种通⾏⽅案，并以此为基础提出⾃⼰的交通控制的初步⽅案。

（2）确定系统交通控制的总体设计，包括，⼗字路⼝具体的通⾏禁⾏⽅案设计以及系统应拥有的各项功能，在这⾥，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显⽰提⽰，并基于实际情况，⼜增加了紧急状况处理和通⾏时间可调这两项特特殊功能。

（3）进⾏倒计时显⽰电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，⼤体分配各个器件及模块的基本功能要求。

（4）进⾏软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中⽤单⽚机c语⾔编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。

在本次课程设计中通过对单⽚机内部结构和⼯作情况做了⼀定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。

课程设计报告：交通灯单片机控制系统1. 设计目的本课程设计旨在让学生通过使用单片机开发一个简单的交通灯控制系统来加深对单片机编程和控制原理的理解。

该系统可以模拟道路上的交通灯，实现红灯、绿灯和黄灯的循环控制，并可以通过按键进行手动控制。

2. 设计原理2.1 交通灯状态交通灯状态包括红灯、黄灯和绿灯，它们按照固定的时间间隔循环切换。

2.2 按键控制设计中使用一个按键用于手动控制交通灯状态切换。

按下按键时，会切换到下一个灯状态。

3. 硬件方案3.1 单片机本设计采用ATmega328P单片机，它具有足够的GPIO引脚用于控制交通灯的LED。

3.2 LED使用红色、黄色和绿色LED模拟交通灯的三种状态。

3.3 按键一个按键连接到单片机的GPIO引脚，用于手动切换交通灯状态。

4. 软件方案4.1 控制逻辑编写单片机程序，实现交通灯状态的循环切换和按键控制逻辑。

4.2 定时器使用定时器来控制交通灯状态切换的时间间隔。

4.3 中断配置按键的中断，以便在按下按键时进行状态切换。

5. 实施过程连接硬件组件，包括LED、按键和单片机。

编写单片机程序，包括交通灯状态切换逻辑、定时器配置和按键中断处理。

编译并烧录程序到单片机。

运行程序，观察交通灯的状态切换和按键控制是否正常。

6. 测试结果经过测试，交通灯控制系统能够正常运行。

交通灯状态按照预定的时间间隔循环切换，同时按下按键可以手动切换状态，符合设计要求。

7. 问题解决在实施过程中，遇到了一些问题，如硬件连接错误和程序逻辑错误。

通过仔细检查和调试，成功解决了这些问题。

8. 总结本课程设计使我深入了解了单片机编程和控制系统的原理，通过实际动手操作，更好地掌握了这些概念。

设计交通灯控制系统是一个有趣且教育性的项目，我对单片机编程有了更深入的理解，这对我的学习和职业发展都有所帮助。

这个示例课程设计报告可以作为参考，你可以根据具体的课程设计要求和硬件平台的不同来进行调整和扩展。

单片机课程设计报告题目十字路口交通灯设计专业电气工程及其自动化班级电气081学号3080421031学生姓名董波指导教师王水鱼2010年秋季学期目录1 设计目的---------------------------------------------------------------3 2设计的主要内容和要求--------------------------------------------3 3整体设计方案----------------------------------------------------------3 4硬件电路的设计------------------------------------------------------4 5软件设计----------------------------------------------------------------5 6系统仿真----------------------------------------------------------------7 7使用说明---------------------------------------------------------------10 8设计总结---------------------------------------------------------------11 参考文献------------------------------------------------------------------11 附录------------------------------------------------------------------------12基于单片机的交通灯设计1设计目的（1）通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中，提高动手能力和动脑能力。

目录一•交通灯课程设计功能描述 (2)1.1芯片简介 (2)1.2技术指标 (4)二•课程设计分析设计 (4)2.1设计分析 (4)三•绘制硬件图并对硬件电路进行说明 (4)3.1 MCS-51单片机内部结构 (5)3.2 MCS-51单片机芯片引脚位置及功能符号如下图所示 (6)3.3 51系列单片机运行的硬件条件 (6)3.4单片机的特点与应用 (7)四•绘制软件流程图并对软件流程图进行说明 (7)4.1软件设计 (7)4.2电路连接分配 (8)4.3 主程序流程图 (8)五•程序的源代码清单 (9)六•上机调试运行结果及分析 (13)七•课程设计的经验教训总结 (14)参考文献 (15)一•交通灯课程设计功能描述红黄绿交通灯控制器采用单片机及程序存储器的扩展控制，实现控制器的功能要求，例如红黄绿灯的交替闪烁，定时等等。

单片机将CPU,存储器，定时器／计数器及各接口电路组成，具有良好的性价比。

本控制器可分时段进行道路的管制，还可在紧急时刻进行手动控制，实施道路路况的控制。

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)；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

1.1 芯片简介MSC-51芯片简介8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。

8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)数据存储器(RAM)定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

模拟交通灯控制系统的设计一、功能要求利用红、绿、黄三种不同颜色的LED显示不同的通行情况，利用2个数码管进行1秒倒计时显示，最大定时时间为90秒；要求LED点亮时间和倒计时时间准确；完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。

模拟实际交通灯控制系统功能，完成控制软件的编写与调试。

二、方案论证采用标准AT89C51单片机作为控制器；东、西、南、北各方向通行倒计时显示采用2位LED数码管，LED显示采用直接驱动方式；模拟交通信号灯采用直径为ψ5mm的圆形发光二极管；紧急车辆通行采用实时中断完成；通过蜂鸣器实现盲人提示功能。

按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求，该系统设计方便，电路简单。

三、系统硬件电路的设计整套电路系统由控制系统模块、通行灯控制显示模块、时间显示模块、特种车辆通行控制模块和盲人提示电路模块等组成。

1、主控制系统主控制器采用AT89C51单片机的P1.0~P1.5脚用于控制东西及南北方向的通行灯，P1.6脚用于控制盲人提示电路；P0口及P2 口用于4组2位LED计时器的控制；特种车辆通过时使用外部中断0口（P3.2）.5、盲人提示电路模块道口控制系统设计中也考虑到了方便盲人过人行道的声音提示电路，采用蜂鸣器作为声括信号灯提示、数码管倒计时显示、盲人提示功能和紧急车辆通行功能等)。

1、初始化程序初始化程序主要包括声明IO口的连接对象、声明7段LED数码管驱动信号数组、声明基本变量、定义无返回函数（延时函数）。

2、主程序主程序主要负责总体程序管理功能，实现信号灯显示与数码管倒计时显示，以及蜂鸣器提示和特种车通行提示。

主程序流程图如下子程序流程图如下状态1状态2状态4 状态5五、调试及性能分析1、硬件部分首先应用Proteus软件对电路原理图进行检查，检查无误后进行焊接，焊接结束后利用万用表检查线路是否为通路。

2、软件部分首先应用keil u4软件对程序进行编译和调试，调试成功后，利用Proteus 软件进行在线仿真，经过对程序多次地修改后，仿真效果达到了预期的要求。

单片机课程设计报告院别：物理工程与科学技术学院专业班级：电子信息工程（1）班学生姓名：学号：指导教师：（课程设计时间：2015年12月21日——2015年12月26日）宜春学院目录1．课程设计目的 (2)2．课程设计题目描述和要求 (2)3．课程设计报告内容 (2)3.1 系统方案 (2)3.2 系统硬件介绍 (2)3.2.1 系统框图 (2)3.2.2 硬件连接 (3)3.3 系统调试效果 (3)4．总结 (4)附录系统完整程序 (5)1．课程设计目的掌握单片机的分析和设计方法。

掌握单片机系统的设计组装与调试方法。

提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力。

培养书写综合实验报告的能力。

2．课程设计题目描述和要求十字路口交通灯控制系统；用LED灯模拟显示，模拟十字路口交通情况；东西方向通行30s，南北方向通行25s黄灯缓冲3s，并用两个数码管计时（剩余时间）；用红、黄、蓝三种颜色的LED 灯模拟交通信号灯。

3．课程设计报告内容3.1系统方案采用80c51单片机作为处理机，利用定时器T0计时，定时器T0定时10ms溢出一次，溢出100次即为1s，并根据要求点亮相应的LED灯输出交通信号；另外，8位数码管显示采用动态扫描的方式，设计语言采用汇编语言。

3.2系统硬件电路介绍3.2.1系统硬件电路框图3.2.2连接图如图：3.3系统调试效果（截图）：4．总结本次实验运用所学的知识用单片机作为处理机制作了一个模拟交通灯控制器，制作过程中几乎把所有所学的知识都用上了，但这毕竟不是上课听听老师讲，看看书上例子那么简单，从设计到制作到调试都要自己动手以前在书上看到别人写的程序，感觉好像也就那么回事，但真正自己做起来并没有想象中的简单，中间遇到很多困难，和挫折，还好有老师和同学的帮助才能在这么短的时间完成，感谢老师和同学们的耐心讲解。

此次制作中主要问题还是写程序，其实大问题也没有，往往是一些细节容易被我们忽略，就比如：用keil编写程序时，必须用英文输入法，包括标点符号；使用DJNZ 指令时，数字会自动先减1再比较是否为0；还有T‘0’和T‘o’傻傻分不清等等，虽然都是些小问题，但不注意的话真的很头疼。

课程名称单片机原理及应用课程设计院部名称信息技术学院专业计算机科学与技术班级09计（嵌入式系统方向）姓名学号**********指导教师刘钰金陵科技学院教务处制摘要本文介绍了一个基于MCS-51及PROTEUS的十字路口交通灯控制系统的设计与仿真，通过对现实路况交通灯的分析研究，理解交通控制系统的实现方法。

十字路口交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下禁止普通车辆，而让紧急车辆优先通行。

本文还对MCS-51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。

最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法，利用Proteus 软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。

关键字：单片机，proteus仿真，中断，十字路口交通灯控制系统前言1，十字路口的交通控制系统指挥着人和各种车辆的安全运行，对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。

交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，使人类的聚居生活，产生了深远的影响。

使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。

2，此十字路口交通灯控制系统，分东西道和南北道，设东西道为A道，南北道为B 道。

规定：A道放行时间为2分钟，B道放行1.5分钟；绿灯放行，红灯停止；绿灯转红灯时，黄灯亮2秒钟；若有紧急车辆要求通过时，此系统应能禁止普通车辆，而让紧急车辆通过。

3，应用单片机实现对交通灯的控制，在十字路口用红，黄，绿的指示灯，加上四个以倒计时显示的数码管来控制交通。

摘要本设计是一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。

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。

本系统由单片机系统、按键、四位数码管显示、交通灯演示系统组成。

设计一个用于东西、南北走向的交通管理。

南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒。

系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

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。

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。

本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。

关键词：交通灯；单片机；AT89S52目录1 概述 (3)1.1设计背景 (3)1.2设计任务 (3)2 系统总体方案及硬件设计 (4)2.1 AT89S52单片机简介 (4)2.2 系统硬件电路的设计 (4)3 软件设计 (7)3.1 交通灯的设计程序流程图 (7)3.2定时器0及中断响应 (8)4 Proteus软件仿真 (10)4.1仿真电路图 (10)4.2 仿真步骤 (10)5 课程设计体会 (11)参考文献 (11)附1: 源程序代码 (12)附2: 系统原理图 (18)1 概述1.1 设计背景如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多，交通事故频繁发生。