基于某51单片机交通信号灯课程设计 (2).docx

根据提供的文档信息，本文将详细解析“基于某51单片机交通信号灯课程设计”的关键技术点，包括任务目标、总体设计方案、硬件实现方案以及软件编程思路。 ### 一、任务和目的 本课程设计的主要任务是利用AT89C51单片机设计并实现一个交通信号灯控制系统。该系统旨在模拟真实世界中的交通信号灯运行机制，包括但不限于： 1. **控制四个方向（主干道与支路）的红绿灯切换**：确保在任何时刻只有一个方向上的车辆可以通行。 2. **显示通行时间**：通过数码管显示各方向允许通行的时间长度。 3. **智能调整通行时间**：如果检测到支路上没有车辆，则延长主干道的通行时间。 ### 二、总体设计 #### 核心组件 - **AT89C51单片机**：作为整个系统的控制中心，负责处理所有的逻辑运算和信号控制。 - **74LS47译码器**：用于将BCD码转换为适合数码管显示的信号。 - **74LS160计数器**：实现红绿灯的状态切换和计时功能。 - **传感器**：检测支路上是否有车辆存在。 #### 工作原理 - 使用74LS160计数器的低两位进行红绿灯状态的编码，实现红绿灯的自动切换。 - 数码管显示时间通过单片机程序输出BCD码，经74LS47译码后显示在共阳极数码管上。 - 支路的传感器检测到车辆时，向单片机发送信号，从而改变红绿灯的工作状态。 ### 三、硬件设计 #### 红绿灯电路 - **状态编码**：74LS160计数器的输出用于表示不同的红绿灯状态。例如，00代表主干道绿灯亮、支路红灯亮；01代表主干道黄灯亮、支路红灯亮等。 - **红绿灯驱动**：由于单片机输出功率有限，不能直接驱动较大的LED灯珠，因此通过使用双极性晶体管作为驱动单元，配合电力电子开关来实现对大功率LED灯珠的有效控制。 #### 数码管电路 - **BCD码输出**：单片机通过P0口输出BCD码，经过74LS47译码后显示在共阳极数码管上。 - **显示时间**：数码管显示的时间范围为45秒到0秒递减，通过不断更新P0口输出的BCD码实现。 #### 检测车辆电路 - **传感器工作原理**：通过检测车辆对地面造成的微小形变，触发传感器并向单片机发送信号。这种信号的变化可以反映是否有车辆停在等待线上。 ### 四、程序框图和清单 #### 主程序流程 1. **初始化**：设置初始状态，如数码管显示为45秒。 2. **主干道绿灯阶段**：持续45秒，期间检测支路是否有车辆。 3. **黄灯过渡阶段**：持续5秒，作为红绿灯切换的过渡期。 4. **支路绿灯阶段**：持续25秒，此时主干道为红灯。 5. **再次黄灯过渡**：同样持续5秒。 6. **回到主干道绿灯**：重复上述过程。 #### 关键代码片段 ```assembly ORG 00H AJMP START ORG 030H START: MOV P0, #088H PRE: MOVR7, #0 ; 数显表显示偏移量，偏移量为0时首显为45 ; 偏移量40时首显为5 MOVR6, #40 MOVR5, #20 MOVA, R7 ; 首显为25 C1: ACALL SEG45 MOVP0, A ; 将数显表显示数值送入P0口 ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 INCR7 ; 显示一次偏移量+1 CJNE R7, #45, C1 MOVR7, #00H JBP2.5, C1 CLRP2.4 ; 检测支路是否有车到来，若无车到来则继续主干道绿灯 ACALL DELAY5 SETBP2.4 ``` 以上代码片段展示了主程序的一部分，包括初始化、显示计时以及检测支路是否有车辆到来的过程。通过这些技术细节的介绍，我们可以更深入地理解如何利用AT89C51单片机及相关外围设备来实现一个完整的交通信号灯控制系统。