课程设计报告

1概述

自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年

里，交通灯改变了交通路况，也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。本模拟交通灯系统利用单片机AT89C52作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。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硬/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，较好的模拟了交通路面的控制。

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2 系统总体方案及硬件设计

2.1设计内容

交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C52单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。

（1）数码管选用2位共阴极显示的数码管，共4个；

（2）东西通行时间为80s，南北通行时间为60s，缓冲时间为3s； 2.2 设计要求 ? 设计单片机最小系统（包括复位按钮、晶振电路等）； ? 绘制实现本设计内容的硬件电路（原理图），系统的组成框图。 ? 相应的控制状态表； ? 编写本课程设计内容的软件设计（包含程序流程图和对程序注释）。 ? 硬件实验部分可选用实验箱测试或Proteus仿真软件实现。 2.3 总体设计思想（供参考） ? 利用定时器T0产生每10ms一次的中断，每100次中断为1s； ? 对两个方向分别显示红、绿、黄灯的剩余时间即可； ? 用MAX7219芯片实现共阴极显示驱动； ? A方向的红灯时间=方向的绿灯时间+黄灯缓冲时间。 2.4 设计参考

交通灯控制器设计有电源电路、单片机主控电路、显示电路、信号灯电路等组成，如图1所示： 2.5 知识点准备： ? +5V电源原理及设计； ? MAX7219工作原理； ? 单片机复位电路工作原理及设计（元件选择的依据）； ? 单片机晶振电路工作原理及设计（元件选择的依据）； ? 数码管显示特性、驱动设计及应用； ? LM1602液晶显示屏特性、驱动设计及应用； ? 89C51单片机引脚资源、引脚分配等； ? 单片机汇编语言及程序设计（中断、延时子程序的设计）。

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3各模块设计

3.1设计项目简介

功能：交通灯控制器，通过单片机控制交通灯和数码管，实现4路口交通灯的正确亮灭，并能显示发亮交通灯发亮状态的剩余时间。东西通行时间为80s，南北通行时间为60s，缓冲时间为3s。

类似产品简介：

基于数字电子技术设计的交通灯控制器：元器件多而复杂，连线复杂易出错，设计困难，且功耗较大，不经济，不利于节约环保。

基于PLC技术设计的交通灯控制器：设计程序简单易懂，但价格较贵，不经济。

项目特色：通过单片机控制，进行模块化处理，体积小，功耗低，元器件少且简单，价格实惠，功能齐全，能够实现正常显示，而不会出现4路口交通灯混乱的情况，时间显示正常。 3.2总体设计

总体设计模式图：

AT89C52单片机控制中心 MAX7219控制模块 4路口交通灯模块 路口数字显示模块 用一片AT89C52单片机控制4路口交通灯的亮灭。单片机发送地址、数据信息给MAX7219，通过MAX7219控制数码管的时间显示。 3.3硬件设计

硬件原理图：

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晶振模块 单片机中心模块 数字显示模块 复位模块块 MAX7219模块 交通灯模块

电路图：

硬件选型及相关依据：

AT89C52：4组8位I/O输入/输出端口，可满足控制所需I/O口数目要求。可外接时钟电路，有复位管脚，接复位电路可实现复位功能。接5V高电平，功耗小，价格低。

MAX7219：串行输入，16位并行输出，可控制8位八段数码管显示。满足设计中的四位控制要求。

4组2位共阴数码管：4路口两位数显示，满足所需，易实现控制。

4个LED-GREEN：10mA额定电流，2.2V额定电压，用于模拟十字路口绿灯亮灭显示。

4个LED-YELLOW：10mA额定电流，2.0V额定电压，用于模拟十字路口黄灯亮灭显示。

4个LED-RED：10mA额定电流，2.0V额定电压，用于模拟十字路口红灯亮灭显示。

4个280Ω电阻、8个300Ω电阻：由VCC=V+IR，（VCC：5V；I：LED灯

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