简易交通灯控制逻辑电路设计-电子技术课程设计报告

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1、电子技术课程设计报告题目：简易交通灯控制逻辑电路设计学生姓名：学生学号：年级：2014级专业：自动化班级：（1）班指导教师：机械与电气工程学院制2017年5月简易交通灯控制逻辑电路设计机械与电气工程学院自动化专业1设计的任务与要求1.1课程设计的任务本系统由单片机系统、数码管显示、交通灯显示系统组成。系统除基本的交通功能外，还具有倒计时。东西、南北两个干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换。1.2课程设计的要求本次课程

2、设计实现的交通灯是带有额外的功能，预期实现的主要功能如下。(1)具有时间显示功能，就是数码管倒计时功能；(2)红绿灯具有两种状态，南北直行，东西直行；(3)具有模式转换功能，切换到不同状态，交通灯通行时间不一样；程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s，后东西段通行、南北段禁止60s，依此循环。系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。正常模式：直行时间显示数码管显示60。此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁止（红灯）60s，倒计时到3s时，黄

3、灯亮，提醒人们注意了。然后是东西段通行（绿灯），南北段禁行（红灯），一直循环下去。繁忙模式：南北段、东西段的通行时间改为30s，其它与正常模式类似。特殊模式：特殊模式红灯全亮，倒计时20s，到最后3秒黄灯闪3次后并转入正常模式。2简易交通灯控制逻辑电路设计方案制定2.1简易交通灯控制逻辑电路设计的原理系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0口，在此同时用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1，刷新LED数码管。时间到达一个状态所

4、要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，当然，还要开启两个外部中断，其一为紧急情况处理中断，一旦信号有效，即K键为低电平时进入中断服务子程序，东西南北路口的保持现有通行状态，再按一下Ｋ键，中断结束返回。其二为通行时间调整中断，若按键有效，进入相应的中断子程序，对时间进行调整，可延长或减少某一路段的通行时间，此后再按键则中断结束返回。2.2简易交通灯控制逻辑电路设计的技术方案单P0口片机P2口P1口P3口数码管红绿灯模式显示按钮图1简易交通灯硬件框图开始初始化黄灯闪3S南北

5、停东西行南北行东西停NN60S？60S？YY图2总程序流程图INTO响应T0定时器中断正常模式设置“正常”键按下1S到？“繁忙”键按下繁忙模式设置倒计时减1计数清空特殊模式设置返回“特殊”键按下返回图3定时器中断的流程图图4外部中断0的中断流程图3简易交通灯控制逻辑电路设计方案实施3.1复位电路单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。复位电路由手动

6、复位和上电复位两部分组成。上电复位电路要求接通电源后，通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。上电瞬间RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RERST引脚的高电平将逐渐下降。RERST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。手动复位：手动复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。单片机复位期间不产生ALE和PSEN信号，即ALE=1和PSEN=1。这表明单片机复位期间不会有

7、任何取指操作。图5复位电路3.2振荡电路单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全称叫晶体振荡器，它结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。单片机的时钟电路设计有两种方式，一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。在内部时钟方式下单片机内部的高增益、反相放大器通过XTAL1、XTAL2外接作为反馈元件的外部晶体管振荡器与电容组成的并联谐振回

8、路构成一个稳定的自激振荡器，向内部时钟电路提供振荡时钟。震荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率。MCS-51单片机的晶体振荡频率可以在1-12MHz范围内选择，电容C1、C2的选择范围是15-45pF，电容的大小会影响振荡器的稳定性和起振速度。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。此方式常用于多片单片机同时工作，以便于各单片机的同步。一般要求外部信号高电平的持续时间大于20μs，且为频率低