5、单片机课程设计任务书——交通灯设计

单片机课程报告设计题目：交通信号灯模拟控制系统设计专业：电子信息科学与技术班级：学号：姓名：指导老师：年月日※※※※※※前言※※※※※※本课程设计的目的和意义本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。

该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

*******目录*******一、设计要求二、设计内容三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图四、交通信号灯模拟控制系统原理图五、交通信号灯模拟控制系统主程序六、运行步骤七、检测与调试八、课程设计体会九、参考文献十、说明一、设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。

用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。

二、设计内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。

假设一个十字路口为东西南北走向。

初始状态0为东西红灯，南北红灯。

然后转状态1东西红灯，南北绿灯通车，。

过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西仍然红灯。

再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。

过一段时间转状态4，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。

最后循环至状态1。

注意：.双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。

当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。

三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图四、交通信号灯模拟控制系统主程序ORG 0000HSJMP A3ORG 0030HA3: MOV SP,#60H ;设栈指针初值MOV A, #24HMOV P1, ASETB P3.2CLR P3.3CLR P3.4SETB P3.5 ；全部红灯亮MOV R4,#00H ；显示0秒MOV R7,#00H ；显示0秒MOV R2,#03HLCALL XI ；调用子程序A2 : MOV A,#0CHMOV P1,ASETB P3.2SETB P3.3CLR P3.4CLR P3.5 ;东西红灯，南北绿灯MOV R4,#14H ; 显示20秒LOOP2 : MOV R2,#03HLCALL XIDJNZ R4,LOOP2 ;判断20秒显示时间到否MOV R2,#03HLCALL XILOOP8: MOV R2,#03H ；南北黄灯闪3次LCALL XIMOV R4,#05H ；设南北黄灯亮长显示5秒SETB P3.2CLR P3.3A1: MOV A,#14HMOV P1 ,ASETB P3.4CLR P3.5 ；东西红灯，南北黄灯MOV R2,#01H ；定时LCALL DELAY ；调用延时子程序MOV A ,#04HMOV P1 ,ACLR P3.4CLR P3.5 ；东西红灯，南北不亮即意思要南北黄灯闪烁MOV R2 ,#01H ；定时LCALL DELAYDJNZ R4,LOOP8 ；判断南北黄灯闪烁，显示5秒到否？MOV A, #61HMOV P1,ACLR P3.2CLR P3.3CLR P3.4SETB P3.5 ；东西绿灯，南北红灯MOV R4,#14H ；显示20秒LOOP3:MOV R2,#03HLCALL XIDJNZ R4,LOOP3 ；判断20秒显示时间到否MOV R7,#05H ；设东西黄灯亮长显示5秒SETB P3.5A0: MOV A,#0A2HMOV P1,ACLR P3.2CLR P3.3CLR P3.4 ；东西黄灯，南北红灯MOV R2,#01H ；定时LCALL DELAYMOV A,#20H ;MOV P1,ACLR P3.2CLR P3.3CLR P3.4 ；南北红灯，东西不亮即意思要东西黄灯闪烁MOV R2,#01H ；定时LCALL DELAYDJNZ R7,A0 ；判断东西黄灯闪烁，显示5秒到否？LJMP A2 ；循环回状态1，即东西红灯，南北黄灯DELAY: PUSH 2PUSH 1PUSH 0 ；进栈DELAY1: MOV 1,#00HDELAY2:MOV 0,#0B2HDJNZ 0,$ ；判断是否运行完0B2HDJNZ 1,DELAY2DJNZ 2,DELAY1POP 0POP 1POP 2 ；出栈DJNZ R2 ,DELAY ；判断R2是否运行完RET ；返回主程序XI: MOV A,R4MOV B,#10DIV ABMOV R6,AMOV DPTR,#TABMOV A,BMOVC A,@A+DPTRMOV SBUF,AMOV R7,#0FHH55S: DJNZ R7,H55SMOV A,R6MOVC A,@A+DPTRMOV SBUF,AMOV R7,#0FHH55S1: DJNZ R7,H55S1LCALL DELAYRETTAB:DB 0fch,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0hDB 0feh,0f6h,0eeh,3eh,9ch,7ah,9eh,8ehEND五、交通信号灯模拟控制系统原理图设计的连线图提示：(1) 完整的DVCC实验箱面板（2）硬件电路连接说明六、运行步骤：①8051 P1.0—P1.7、P3.2—P3.5依次接发光二极管L1—L12。

单片机交通灯课程设计一、课程介绍：本课程名为“单片机交通灯课程设计”，旨在通过教授单片机的基本原理和应用，使学员能够设计和实现一个简单的交通灯控制系统。

课程将围绕单片机的硬件组成、编程语言、接口技术等方面展开，使学员深入了解单片机的运作机制，掌握交通灯控制系统的原理和设计方法。

通过本课程的学习，学员将能够独立设计和实现一个交通灯控制系统，提高他们的实践能力和创新能力。

二、学习者分析：目标受众为具有一定电子工程或计算机科学背景的大学生，他们的年龄一般在18-25岁之间，学历水平主要为本科或研究生。

他们对电子技术和编程语言有一定的了解，具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力。

先备知识方面，学员应掌握基本电路原理、C语言编程和微控制器的基本概念。

三、学习目标：1.认知目标：学生应该了解单片机的硬件组成、工作原理和编程语言；掌握交通灯控制系统的原理和设计方法。

2.技能目标：学生应该能够使用单片机开发工具进行程序编写和调试；能够设计和实现一个简单的交通灯控制系统。

3.情感目标：学生应该培养对电子技术的兴趣和热情，提高他们的问题解决能力和创新意识。

四、课程内容：1.模块/单元划分：将课程内容划分为以下几个模块：模块一：单片机基础知识；模块二：C语言编程；模块三：单片机接口技术；模块四：交通灯控制系统设计。

2.内容描述：模块一将介绍单片机的硬件组成、工作原理和编程环境；模块二将教授C语言的基本语法和编程技巧；模块三将讲解单片机接口技术的原理和应用；模块四将引导学员设计和实现一个简单的交通灯控制系统。

3.核心概念：每个模块中都包含关键概念或理论，如单片机的硬件组成、C语言的编程语法、接口技术的原理等。

这些核心概念是课程的重点，学员需要深入理解和掌握。

五、教学策略：为了达到本课程的学习目标，我们将采用多种教学方法、活动设计和技术的整合。

1.教学方法：我们将结合讲授、讨论、合作学习和实验等方法。

讲授法用于向学生传授单片机和C语言的基础知识；讨论法用于激发学生的思考，解决学习过程中遇到的问题；合作学习使学生在团队中共同完成项目，培养沟通和协作能力；实验法让学生亲手操作，加深对知识的理解和应用。

单片机电子课程设计交通灯交通灯常见于城市道路、车站、机场、海港等交通要冲，是一种用信号灯控制各车辆行驶、停车的交通工具。

而单片机技术正是为了实现智能交通而应运而生的，因此，我们可以通过设计交通灯的单片机电路来实现流程自动化，避免了人工操作不方便的弊端。

一、需求分析交通灯在不同场合下有不同的物理参数要求，不同的拓扑结构也会影响其电气参数的差异。

为了更好的符合实际需求，我们先进行需求分析：1. 主控芯片：采用单片机STC89C52，因为这款单片机要比其它的芯片更加亲民，支持到C语言，所以很受工程师们的欢迎。

2. 输入电压：12V左右，输入电压需要与单片机匹配。

3. 信号灯：使用三个LED灯组成信号灯，包括红、绿、黄三个灯，这也是所有交通灯的通用范式。

4. 播放器：交通灯需要有一个提示音来唤醒周围乘客的注意，使用一个嗡嗡声的蜂鸣器来实现这个功能。

二、硬件设计主要包括电源部分，人机交互部分和输出部分。

1. 电源部分：整个交通灯主要由一个电源进行供电，这个电源需要输入片内的电路以及输出到LED灯、蜂鸣器等。

2. 人机交互部分：由于本交通灯是一种提示型的交通工具，因此需要设计一个LED灯和蜂鸣器与主控单片机相连，当在运行时，单片机向蜂鸣器发送数据，嗡嗡声为“开始”，当交通灯需要改变状态时，再次发送数据，交通灯会判断状态，根据状态切换LED灯颜色。

3. 输出部分：输出部分主要是三个LED灯，分别为红、黄、绿色，蜂鸣器则是用于提示音的唤醒。

三、软件设计在软件设计中，我们主要是用C语言编写交通灯的驱动程序，并将其应用于单片机的开发板之上。

1.驱动程序设计：我们需要在单片机上编制驱动程序。

该驱动程序主要包括交通灯的启动和状态轮询。

当驱动程序启动时，单片机会向蜂鸣器发送几个分别代表交通灯状态的字符。

状态的不同时，LED灯的颜色也会发生变化，同时蜂鸣器会再次响起提示音。

2.调试程序:调试交通灯程序时，我们需要模拟各种交通状态，并通过改变状态的方式对交通灯进行测试，确保其在各种状态下都能够正常工作，避免了交通事故发生后，将灯的控制交给交警的尴尬做法。

课程设计报告〔2022—2022学年第2学期〕课程名称：单片机课程设计班级：学号：姓名：指导教师：2022年03月三、过程〔如实际程序开发、电子制作，具体讲明有关原理、开发过程、调试过程、结果〕交通灯：(一)、功能描述：这是一个交通灯模拟系统，每组有绿，红，黄色3支共两组发光二极管表示交通信号灯，数码管2只共两组以递减的方式表示各色信号灯的时刻。

在双干线路口上，交通信号灯的变化是定时的。

初始时刻设定为红灯30秒，绿灯25秒，黄灯5秒，在此本原上可通过按键修改红绿灯的时刻。

(二)、硬件局限：电源模块：1、模块功能简介：此模块为整个系统提供稳定的5V电压。

2、电路图：3、所用芯片介绍：LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。

要紧特性：最大输出电流：3A；最高输进电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V；输出电压：、5V、12V、15V和ADJ〔可调〕等可选；振动频率：52kHz；转换效率：75%～88%〔不同电压输出时的效率不同〕。

单片机最小系统模块：1、模块功能介绍：本系统包括时钟电路和复位电路。

本课程设计采纳的单片机是SST89E58，晶振采纳12MHz。

2、电路图：8段数码管显示模块：1、模块功能介绍：此模块用来显示实验中药显示的时刻等数字。

这是由条形发光二极管组成“8”字形的LED显示器。

发光响应快，亮度强，高频特性好。

2、电路图：为了给发光二极管加驱动电压，上图中公共引足的接法为共阳极接法，把发光二极管的阳极连在一起作为阳极公共引足，如此阴极引足上加低电平常即可导通点亮。

3、显示原理介绍：本次课程设计中为并排使用的4位数码管，采纳动态显示方式。

显示时通过位控信号采纳扫描的方法逐位地循环点亮各位数码管。

尽管在任一时刻只有一位数码管被点亮，然而由于人眼具有的视觉残留效应，瞧起来与全部数码管持续点亮的效果一样。