交通灯课程设计

1. 设计概述

每15秒（能够更换）进行一次红绿等的转换，在绿灯变红灯的末3秒时，黄灯亮，亮3秒后黄灯灭，红灯亮，如斯轮回。当显现紧急情形时，打开紧急情形开关，所有红灯亮。

该设计重要由如下部分构成：AT89S51单片机、复位电路、紧急情形电路、数码管显示电路、交通灯电路。总体设计筹划图如图1。

AT89S51 电源电路 交通灯 复位电路 紧急情形电路 数码管

图1 总体筹划设计图

2. 单位模块设计

体系整体硬件电路重要包含电源电路、复位电路、紧急情形电路、数码管显示电路、交通灯电路。

2．1电源电路

图2 电源电路

如图2电源能够输入直流，也能够输入交换电，输出均为稳固的直流电。 由USB接头输入电压，流过电桥进行整流，整流后由电容滤波，再由7805芯片稳压，输出稳固的+5V电压。

2．1．1 7805概述

电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78**系列和负电压输出的79**系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的模样象是通俗的三极管，TO- 220 的标准封装，也有9013模样的TO-92封装。

用78/79系列三端稳压IC来构成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调剂管的爱护电路，应用起来靠得住、便利，同时价格廉价。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。

78**系列的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压为输出电压的3-4V以上。 7805电参数表: 参数 输出电压 线性调剂率 负载调剂率 静态电流 静态电流变更率 符号 Vo △Vo △Vo IQ △IQ 测试前提 Tj=25℃ 5.0mA<1o<1.0A,Po<15W Vi=7.5v to 20v Tj=25℃,Vi=7.5V to 25V Tj=25℃,Vi=8V to 12V Tj=25℃,lo=5.0mA to 1.5A Tj=25℃,lo=250mA to 750mA Tj=25℃ lo=5mA to 1.0A 最小值 4.8 4.75 典范值 5.0 5.00 4.0 1.6 9 4 5.0 0.03 最大年夜值 5.2 5.25 100 50 100 50 8 0.5 单位 V V mV mV mV mV mA mA 输出电压温漂 输出噪音电压 纹波克制比 输入输出电压差 输出阻抗 短路电流 峰值电流

△Vo/△T VN RR Vo Ro 1SC 1PK Vi=8V to 25V lo=5mA f=10Hz to 100KHz,Ta=25℃ f=120Hz,Vi=8V to 18V lo=1.0A,Tj=25℃ f=1KHz Vi=35V,Ta=25℃ Tj=25℃ 62 0.3 0.8 42 73 2 15 230 2.2 0.8 mA mV/ ℃ μV dB V mΩ mA A 2．2复位电路

图3 按钮复位电路

按钮复位电路（如图3）是上电复位加手动复位，应用比较便利，在法度榜样跑飞时，能够手动复位，如许就不消重启单片机电源，就能够实现复位，一样按键时刻为10ms。

2．3紧急情形电路

图4 紧急情形操纵电路

当显现紧急情形时，按下开关S2，使INT0口处于低电平，然后直截了当传递给给单片机的P3.2口，INT0是P3.2口的第二功能端口，是单片机的外部中断，触发外部中断有两种情形：

（1）降低沿触发 （2）低电平触发

那个地点的紧急情形电路所用的触发方法是低电平触发方法，当INT0口处于低电日常平凡，触发单片机的外部中断，使之履行中断法度榜样，所有的红灯亮，时刻显示为0，达到紧急情形所须要求。

2．4交通灯电路

图5 交通灯电路

图6 P0口上拉电阻

给发光二级管接一个限流电阻，使之在工作时能达到最好的工作状况。发光二极管在电流范畴为If=5mA~20mA内都能正常发光。则限流电阻

RfVccVfVOLIf

一样发光二极管的Vf取1.8V，假设单片机低电平输出才能足够强，即

ROL=0V，则Rf=160~640。最终接在AT89S51单片机的P0口，并给P0口一

个上拉电阻，使之能正常的输出高电平旌旗灯号。

2. 4. 1上拉电阻的感化

一样作单键触发应用时，假如IC本身没有内接电阻，为了使单键保持在不被触发的状况或是触发后回到原状况，必须在IC外部另接一电阻。 数字电路有三种状况：高电平、低电平、和高阻状况，有些应用处合不欲望显现高阻状况，能够经由过程上拉电阻或下拉电阻的方法使处于稳固状况，具体视设计要求而定。

一样说的是I/O端口，有的能够设置，有的弗成以设置，有的是内置，有的是须要外接，I/O端口的输出类似与一个三极管的C，当C接经由过程一个电阻和电源连接在一路的时刻，该电阻成为上C拉电阻，也确实是说，该端口正常时为高电平；C经由过程一个电阻和地连接在一路的时刻，该电阻称为下拉电阻。

上拉电阻是用来解决总线驱动才能不足时供给电流的。一样说法是拉电流，下拉电阻是用来接收电流。

2.5数码管显示电路

图7 三极管

图8 四位共阴数码管

数码管为四位共阴数码管（如图8），三极管（如图7）的集电极接+5V，基极接AT89S51单片机的P2口，发射极接数码管的位选。当操纵器给三极管一个高电日常平凡，三极管导通，现在，数码管接于+5V电源，开端工作，P2口给数码管输显示段码，数码管显示时刻。

2．5．1数码管概述

数码管是一种半导体发光器件，其全然单位是发光二极管。 （1）分类

按发光二极管单位连接方法分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一路形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电日常平凡，响应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电日常平凡，响应字段就不亮。。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一路形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电日常平凡，响应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电日常平凡，响应字段就不亮。

（2）驱动方法 ①静态显示驱动 ②动态显示驱动 （3）重要参数 ①8字高度

8字上沿与下沿的距离。比外型高度小。平日用英寸来表示。范畴一样为0.25-20英寸。

②长*宽*高

长——数码管正放时，程度偏向的长度；宽——数码管正放时，垂直偏向上的长度；高——数码管的厚度。

③时钟点

四位数码管中，第二位8与第三位8字中心的二个点。一样用于显示时钟中的秒。

数码管应用的电流与电压 ④电流 ⑤电压

3. 软件编程与调试

单片机软件是单片机体系的魂魄，操纵体系的操纵才能的强弱与软件有密弗成分的关系。

此次软件编程将用到Keil C51单片机软件开创体系，Keil C51生成的目标代码效力专门高，多半语句生成的汇编代码专门紧凑，轻易明白得。在开创大年夜型软件时更能表现高等说话的优势。

法度榜样的重要功能是每15秒（能够更换）进行一次红绿等的转换，在绿灯变红灯的末3秒时，黄灯亮，亮3秒后黄灯灭，红灯亮，如斯轮回。当显现紧急情形时，打开紧急情形开关，所有红灯亮。

交通灯 上电启动 数码管 紧急开关 图9 总设计图

全部体系分为交通灯、数码管显示和紧急开关三大年夜部分。 各个子体系的法度榜样设计流程图如图10：

进入 AT89S51初始化 南、北偏向红灯亮，东、西偏向绿灯亮 南、北偏向红灯亮，东、西偏向绿灯灭黄灯亮 南、北偏向绿灯亮，东、西偏向红灯亮 南、北偏向绿灯灭黄灯亮，东、西偏向红灯亮

进入 NO 低电平？ YES 外部中断 红灯全亮 NO 高电平？ YES 交通灯复原

图10 法度榜样设计流程图

C说话相对汇编说话有易于爱护，层次明显，相符人的书写适应等长处，因此本体系的法度榜样编写应用了针关于AT89S51单片机的C51说话，具体法度榜样内容见附件2。

4. 体系功能

第一功能：正常的批示交通，每15s进行一次红绿灯的变换，当绿灯还有3s变为红灯时，绿灯灭，黄灯亮，当时刻显示为0时，黄灯熄灭，红灯点亮，进行下一次的轮回变换。

第二功能：当显现交通变乱的时刻，操纵总台按下紧急状况开关，十字路口的所有红灯亮，时刻显示器时刻显示为零，临时封锁该十字路口，等待交通警察的到来，等交通警察来到后，将交通变乱范畴操纵后，再由操纵总台封闭紧急状况开关，车辆行驶，并由交通警察协助批示。

5．设计总结

经由本次课程设计，我的着手才能和周全思虑问题的才能有了进一步的进步，经由过程对各个单位电路的分析，使我学到了的单片机常识获得了进一步巩固。

在这为期三周的设计时代，在教室上学到的逝世板的书本理论常识转换成了一个又一个有味的实验现象，使我对单片机这门课程有了更进一步的熟悉。

总的来说，经由此次的课程设计，我受益匪浅。在这几天中，领会到了联结协作的重要性和乐趣，有什么问题专门设法主意拿出来一路商量与分享，将会有更好的谜底，爽朗了一小我的思维，丰富了我们的脑筋，学会去接收别人，确信别人，同样也获得了别人的尊敬与确信，除了评论辩论之外，还需积极自力思虑，唯独经由过程本身的自力思虑，才能解决相干问题，才能进步对专业常识的熟悉程度，今后才能学会用，同样这也是我该尽力的偏向。

感激师长教师的指导以及同窗的赞助。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，由此看来实践的重要，短短三礼拜的课程设计，学到了专门多的器械，最重要的是我们本身着手把我们进修的常识用于实践，做出成功的作品，这才算真正进修到了器械。总之，此次实验我们收成颇多。实践是获得常识的一种最好的手段！