基于MCS-51的交通灯控制系统设计与实现

"交通灯控制系统课程设计东华大学" 在这个交通灯控制系统课程设计中，学生将学习和应用MCS-51系列的C51单片机进行系统开发。设计目标是一个十字路口的交通灯控制系统，它由红绿两色的LED显示器构成，用于指示车辆通行。系统具有以下关键特性： 1. **主干道通行时间**：主干道(A道)的通行时间为45秒，之后有5秒的红灯延时，总计50秒。 2. **支道通行时间**：支道(B道)的通行时间为25秒，加上红灯延时，共30秒。 3. **交错通行**：主干道和支道交替通行，确保交通流畅。 4. **紧急情况处理**：在紧急情况下，按下开关，主干道和支道都会显示红灯20秒，确保安全。 5. **人工控制**：根据实时交通状况，通过按键K2可使主干道延长30秒通行时间，按键K3则使支道延长30秒。 在系统设计上，采用了以AT89C51为核心控制器的电路。AT89C51是一款8位微控制器，拥有两个定时器中断(T0和T1)、两个外部中断，以及四个I/O端口(P0-P3)。设计中利用定时器T1实现定时功能，通过中断程序更新计时变量，以控制LED显示器的显示。 **设计思路**： - **模块化设计**：系统分为定时器中断控制、按键扫描和LED数码管显示三大部分。 - **可行性分析**：AT89C51的特性满足设计需求，如定时器中断和丰富的I/O端口。通过定时器T1设定1秒的定时，用于LED显示更新，而0.2秒的定时用于按键扫描。 - **节省资源**：使用串口显示芯片MAX7219驱动LED数码管，减少I/O口占用并简化硬件连接。 **硬件设计**： - **单片机最小系统**：包括AT89C51，12MHz晶振，以及必要的电源和复位电路。 - **LED显示**：使用MAX7219串行接口芯片，能有效管理8段LED显示器，显示倒计时。 - **按键部分**：独立按键K2和K3用于人工干预通行时间。 在软件方面，编程环境是Keil，采用C语言编写，利用中断服务程序和主循环实现功能。程序结构清晰，模块化编程使得代码易于理解和维护。硬件设计在Proteus环境中仿真，而软件设计则在Keil中进行编译和调试。 这个课程设计旨在让学生掌握单片机控制系统的实际设计与开发，理解定时器中断、I/O接口、串行通信以及人机交互等关键概念，同时提升问题解决和实际操作的能力。