C语言版交通灯课程设计

微机控制课程设计报告

课程名称 基于C语言单片机交通灯

学生姓名 张 万 双

学号 51102022004

专业班级 电子信息科学与技术2班

指导老师

2013年12月5日

目录

一.前言……………………………………………………….....3 二.功能概述 .............………………………………………….3 三.设计思路……………………………………………………4 四.硬件介绍……………………………………………………4 五.软件程序设计……………………………………………..9 六.电路图及仿真实现………...…………………………....12

七.总结……………………………………………………....14

八.源程序……………………………………………...........15

九.参考文献…………………………………......................18

一.前言

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。

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。交通信号灯控制 方式很多，在学习了单片机的有关知识之后，运用相关知识来设计完成交通信号灯。

二．功能概述

2.1 设计任务：交通灯的硬件和软件设计

2.2 设计目的

1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。

2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解 有关电路参数的计算方法。

4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应 工作打下基础。

三．设计思路

交通灯的变化规律

按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态为状态 1，南北 方向绿灯通车，东西方向红灯。经过过一段时间(25S)转换状态 2，南北方向 绿灯闪几次转亮黄灯，延时 5S，东西方向仍然红灯。再转换到状态 3，东西方向 绿灯通车，南北方向红灯。过一段时间(25S)转换到状态 4，东西方向绿灯闪 几次转亮黄等，延时 5S，南北方向仍然红灯。最后循环至南北绿灯，东西红灯。在这些状态下，有时钟倒数计时。

四．硬件介绍

基础知识

交通灯控制器实例主要使用了 89C51 单片机的定时器／计数器，基础知识主 要包括交通灯的变化规律、定时器／计数器的概念、定时器／计数器的相关寄存 器、定时器／计数器的 4 种工作方式、以及定时器／计数器的变成。

4.1 定时器/计数器

定时器／计数器是单片机中最常用、最重要的功能模块之一，本节通过交通灯控 制器实例来演示定时器的使用，并复习如何使用散转程序。

首先介绍交通灯以及定时器／计数器的基础知识，接着介绍本实例的硬件电路构 成，然后逐步分析定时器的变成以及程序的全貌，最后总结一下本实例的技巧与 注意点。

4.2 定时器／计数器的概念

89C51 单片机内有两个可编程的定时器／计数器 T0、T1。 当定时器／计数器用作“定时器”时，每经过 1 个机器周期(12 个时钟周期)， 计数器加 1。 当定时器／计数器用作“计数器”时，计数器在对应的外部输入管脚(T0 为 P3.4 引脚，T1 为 P3.5 引脚)上每发生一次 1 到 0 的跳变时加 1。使用“计数器”功 能时，外部输入每个机器周期被采样一次。当某一周期管脚状态采样为高电平而

下一周期采样为低电平时，计数器加 1。由于检测下降沿跳变需要两个机器周期(24个时钟周期)的时间，所以技术频率最大值只能为时钟周期的 1／24。计数器对外部输入信号的占空比并无限制，但为了保证给定的电平信号在其改变之前 至少被采样一次，外部输入信号必须至少保持一个完整的机器周期。

4.3 定时器／计数器的相关寄存器

与定时器／计数器相关的寄存器有定时器／计数器工作方式寄存器(TMOD)、定 时器／计数器控制寄存器(TCON)。TCON 已经在 2.5 节受控输出实例中介绍过， 因此，在本例中主要介绍 TMOD 寄存器。 定时器／计数器工作方式寄存器(TMOD)，字节地址 89H，不可进行位寻址。

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