【毕业设计】单片机模拟交通灯设计

由此可见，本身就是个功能相当强大的位微型机，所以在我的设计中选择作为核心器件。

系列的内部结构可以划分为存储器并行口串行口定时器计数器中断逻辑几部分。

图的内部结构中央处理器的中央处理器由运算器和控制逻辑构成，其中包括若干特殊功能寄存器。

存储器组织单片机的存储器结构特点之是将程序存储器和数据存储器分开，并有各自的寻址机构和寻址方式，这种结构称为哈佛结构单片机。

这种结构与通用微机的存储器结构不同，般微机只有个存储器逻辑空间，可随意安排或，访存时用同种指令，这种结构称为普林斯顿型。

单片机在物理上有四个存储空间片内程序存储器和片外程序存储器片内数据存储器和片外数据存储器。

种端口端口是计算机的输入输出接口是输入，是输出之意。

单片机中的端口都是芯片的辅入输出引脚。

这些端口，可分为以下几种类型总线输入输出端口用户端口。

由用户用于外部电路的输入输出控制。

单片机内部功能的输入输出端口。

例如，定时器计数器的计数辅入外部中断源辅入等。

基本功能单元基本功能单元是为满足单片机测控功能而设置的些电路，是用来完善和扩大计算机功能的些基本电路，如定时器计数器，中断系统等。

定时器计数器在实际应用中作用非常大，如精确的定时，或者对外部事件进行计数等。

单片机附属电路片内电路与片外器件就构成个时钟产生电路，的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。

片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率，般多在之间选取。

是反馈电容，其值在之间选取，典型值为。

本电路选用的电容为，晶振频率为。

这样就确定了单片机的个周期分别是振荡周期机器周期指令周期。

图时钟产生电路下面为单片机复位电路。

单片机在开机时都需要复位，以便中央处理器以及其他功能部件都处于个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

单片机的复位后是靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的引脚上出现个时钟振荡脉冲个机器周期以上的高电平，单片机便可实现初始化状态复位。

单片机的引脚是复位信号的输入端。

例如若单片机时钟频率为，则复位脉冲宽度至少应该为。

复位电路般有上电复位手动开关复位和自动复位电路种，如图所示。

由于在我的设计中仅仅在应急情况下才使用复位电路，所以，我使用手动复位电路。

图手动复位电路图上电复位电路图自动复位电路的功能在本设计中，我采用总线驱动器作为字形驱动芯片。

接在口作为数码管的段码输入。

是原码三态输出的缓冲数码驱动器，其管脚分布图如图所示，为控制端，又称为使能端其工作原理如下当时，输入为低电平时，输出也为低电平。

当时，输入为高电平时，输出为高电平。

输出输入图的逻辑功能表图的管脚分配图的功能因为我在设计中使用的是共阴极的数码显示，所以需要个反相器将口输出的高电平转换为低电平来驱动数码管，而即是个反相器，所以我使用作为路反相驱动器。

是六缓冲的数码驱动器，它是有个集电极开路的非门所组成，管脚分布如图所示，接在单片机的口，其工作原理如下，当使能端为低电平时，输入为高电平时输出也为高电平，当输入为低电平时输出也为低电平，其逻辑表达式为图的管脚分配图数码显示七段数码管七段数码管结构七段数码管构成日字形，还有只发光二极管作为小数点。

因此，这种七段数码管又可称为八段数码管。

如图所示，这八段发光管分别称为，。

通过个发光段的不同组合，可以显示和等个数字字母，从而可以实现十六进制整数和小数的显示。

数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构。

共阴极结构如果所有的发光二极管的阴极接在起，称为共阴极结构，则数码显示段输入高电平有效，当段输入高电平该段便发光。

共阳极结构如果所有的发光二极管的阳极接在起，称为共阳极结构，则数码显示段输入低电平有效，当段输入低电平该段便发光。

在此设计中我使用的是共阴极，将所有的发光二极管的阴极接在起，段码接的口，位码接口，在备的重要功能。

实现同步工作计算机有了中断功能后，就解决了快速与低速外设之间的矛盾，可以使与外设同时工作。

实现实时处理在实时控制系统中，为使控制系统能保持在最佳工作状态，被控系统的各种控制参量可随向计算机发出中断请求，要求处理。

对此，必须作出快速响应和及时处理，这种实时处理功能只有靠中断技术才能实现。

在这里我们使用中断的第个作用，实现同步工作，以达到在二极管显示状态的同时在数码管上显示时间，从而提醒路人注意，根据时间准备停止或准备行走。

还用于判断个状态是否显示完，实现交通灯轮流显示。

中断程序流程图中断服务程序保护现场判断到了没判断本次状态时间到没判断次状态走完没重装初状态恢复表址取下个状态时间取下个状态重装初值恢复现场中断返回图中断程序流程图部分中断程序介绍保护现场，判断定时器是否到，重装初值，判断本次状态是否显示完，判断本次状态时间是否走完，重装状态时间，重送初状态，查表取状态送寄存器，状态送口显示指针加取状态时间送按键子程序流程图它包含倒计时调整和紧急状态两个状态。

主程序中放了个按键的判断指令，当按键按下的时候，程序就自动的跳转到按键子程序处理。

当检测到键按下的时候就自动返回到主程序。

当出现紧急的情况的时候，按下就切换到紧急状态，当紧急事件处理完毕的时候，按下，就可以返回正常状态按键程序流程图判断是否按下判断是否按下判断是否按下判断是否按下消除抖动停止定时器消除抖动开启定时器子程序返回图按键程序流程图部分按键程序介绍，判断按键是否按下软件去抖，判断按键按下转至，按下，顺序执行，状态全为红灯亮，按下，跳至按下，顺序执行，恢复初始状态子程序返回测试调试及结果分析状态灯显示测试当电路连接完毕后，将写好的测试程序刷写到芯片内，和端口分别送高电平和低电平，通电即可检测。

数码管的测试，将串口的和电路板上的接口连接，将写好的测试程序刷写到芯片内，开电源即可测试。

整体电路调试写入程序打开微福软件进行仿真器设置，设置如下图图伟福软件设置图保存程序建立自己的程序名，存在自己新建的文件夹下，方法如图图程序保存过程图运行程序编绎正确后，单击执行程序，观察执行过程，分析结果如图图程序执行过程图用扁平线连接实验箱的单片机最小应用系统模块的口和发光二极管输出模块再用串行数据通信线连接计算机与仿真器打开软件，建立项目，添加源程序，进行编译至无。

进行软件设置，打开实验箱电源与模块电源，点击运行，观察效果。

结果分析程序运行后，二极管八个状态依次循环正确，但数码管显示不正确，仔细调试后发现软件，表调用，地址指针应用而不应该用。

在遇到紧急情况时，按下，时，全部为熄灭，初值送错，应该给相应的和口送低电平，使其东西南北绿灯发光，其它均送高电平熄灭，从而可以达到在有紧急情况时，东西南北所有的车辆可以给紧急车辆让行的目地。

总结历时个月的毕业设计结束了，我的交通灯模拟程序也已经在老师的帮助下成功运行了，而且也实现了正常情况下绿灯变红灯时，要求黄灯先亮秒，黄灯亮时，绿灯灭。

在绿灯亮通行时间内和红灯亮禁止通行时间内时均有倒计时显示。

所以基本符合现实功能，能够指挥车辆在十字路口完成左转和不同路口的直行。

而且还可以在有紧急情况时，使东西南北的绿灯亮以利于特种车辆通行。

由于使用的是单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。

但是在我们设计和调试的过程中，也发现了些问题，譬如红灯和绿灯的切换还不够迅速，红绿灯规则不效率还不是很高等等，而且这些都没有考虑到些特殊人群如盲人与色盲等，应该再加些语音提示呀等等措施，相信如果这样可以大大降低交通事故率，但这需要在实践以及以后的学习中进步完善。

致谢本设计得到了指导老师的大力帮助，并查阅了大量的资料，有不妥或不对之处，欢迎指正，谢谢，感谢校领导和老师，给我们创造了个学习的机会，也特别感谢张老师在设计中对我的支持和帮助，让我在毕业的最后段时间里学到了很多知识，经过这几个月的紧张的毕业设计，使我在理论和动手能力上都有了进步的提高。

在张老师的悉心指导下，让我对所学的单片机等专业知识进行系统的复习，并且学到了许多新的知识。

在设计过程中受到老师的指导及同学的关心。

特别是张老师，她治学严谨学识渊博，直以来对本人的学习及研究工作给予悉心指导，使我的毕业设计得以顺利完成。

老师帮我解决了很多问题，在此我向老师表示衷心的感谢，同时也要感谢各位同学，是你们让我的学习和生活充满乐趣，感谢你们对本这次设计提供的帮助，三年同学之情让我难以忘怀，只是今后大家就要各奔前程，但我相信我们在起的日子，我会记辈子的。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

在设计完成之际，回忆几周的设计生活，使我感受颇深，我的成功和老师同学的帮助是分不开的，再次向你们表示真诚的谢意。

尊敬的领导，敬爱的老师，亲爱的同学，深深的道声谢谢了，参考文献李朝青单片机原理及接口技术修订版北京北京航空航天大学出版社，李广弟单片机基础北京北京航空航天大学出版社，何立民单片机应用技术大全北京北京航空航天大学出版社，张毅刚单片机原理及接口技术哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，谭浩强单片机课程设计北京清华大学出版社，徐安陈耀李玲玲单片机原理与应用年月次印刷徐爱均单片机高级语言环境编程与应用年月次印刷郭培源沈明山陈启鼎电子电路及电子器件年月次印刷杨邦文常用系列集成电路速查手册年月次印刷魏立君韩华琦模拟开关和数据选择器系列种常用电路应用年月次印刷附录程序介绍定时器初始化定时器初始化定时器初始化定时器次数初始化循环次数初始化总允许中断允许中断，查表送初值，查表取状态送寄存器，状态送口地址指针加取第个状态时间送，判断状态时间是否到地址指针加，查表取状态送寄存器，状态送口显示调用语音程序关闭定时器调用延时查表程序，调用表段码送口，位码送口调用延时子程序返回，段码表的延时程序，保护现场，判断定时器是否到，重装初值，判断本次状态是否显示完，判断本次状态时间是否走完，重装状态时间，重送初状态，查表取状态送寄存器，状态送口显示指针加取状态时间送，判断按键是否按下软件去抖，判断按键按下转至，按下，顺序执行，状态全为红灯亮，按下，跳至按下，顺序执行，恢复初始状态子程序返回毕业设计题目模拟交通灯