毕业设计（论文）-基于单片机控制的交通灯设计
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:基于单片机控制的交通灯 设计 专 业:_电子信息工程技术_班 级:_电信07-1班 _学 号:_ _姓 名:_ _指导教师:_ _ 2009 年 12 月 30 日1 第 页 四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名班级电信07-1班专业电子信息工程技术设计（或论文）题目基于单片机控制的交通灯设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注设计（论文）内容：注意：选题要结合实际。设计（论文）内容要详细写明具体步骤；学生在该设计中具体完成的工作（结果） 1、介绍单片机的发展历史及人们对单片机技术的运用领域；2、对“单片机交通灯电路”的概述、设计和方案介绍；3、对交通灯系统的硬件设计；4、对交通灯系统的软件设计；5、着重讲解交通灯的整机工作原理：（1）东西方向（2）南北方向（3）紧急中断；6结论：简述单片机交通灯电路的系统构成及不足之处、自我总结。进度安排：要有较为详细的时间安排（时间具体到周）进度安排内容及要求备注2008.10.1310.29搜集资料并对交通灯的发展、定义等进行分析第6、7周2008.10.3011.23着重分析交通灯的工作原理第8、9、10周2008.11.1711.30分析交通灯的运行状况，完成整体的方案第10、11周2008.11.2412.28对整个论文进行整理检查第11至16周2008.12.2109.1.3毕业设计答辩第16、17周主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1胡汉才.单片机原理及其接口技术 M. 北京：清华大学出版，19962付家才.单片机控制工程实践技术M. 北京：化学工业出版社，2004.53余锡存,曹国华.单片机原理及接口技术M.陕西:西安电子科技大学出版社,2000.7审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。目录摘要1第一章 绪论21.1单片机交通灯电路概述21.2设计任务21.3方案介绍31.3.1方案设计思想31.3.2方案示意图4第二章 交通灯系统硬件设计52.1 系统框架图52.3 单元电路的分析与介绍62.3.1 MSC-51芯片简介62.3.2 LED显示数码管92.3.3 晶体振荡器102.3.4 复位电路11第三章 交通灯系统软件设计123.1主程序流程图123.2 软件延时程序123.3 中断程序133.3.1 定时器中断133.3.2 外部中断143.4 数码显示管倒计时程序143.5 LED工作程序15第四章 系统工作原理16第五章 结论18致 谢19参考文献20附录121附录222摘要当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。而近年来，中国车辆数量不断增加，这以为着交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源；使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。关键词：单片机 交通灯 全套设计加扣 3346389411或3012250582第一章 绪论1.1单片机交通灯电路概述近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P2口设置红、绿灯燃亮时间的功能，红绿灯循环点亮，倒计时为5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过P3口输出，显示时间直接通过P0和P2口输出至双位数码管）；外加紧急事件中断处理。本系统只在基础交通灯上加了一个紧急通道开关，其实用性只适合中小型城市，使用范围小，还有待改进。1.2设计任务东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。红灯的设计时间为40秒，黄灯为5秒，绿灯为34秒。1.3方案介绍1.3.1方案设计思想状态A干道灯显示B干道灯显示东西方向红灯（40s）黄灯(5s)东西方向红灯(34s)绿灯(34s)南北方向黄灯(5s)红灯(40s)南北方向绿灯(34s)红灯(34s)本方案分三步：1、要建立两路信号灯的控制系统，本设计采用AT89C51芯片通过组合逻辑控制两路灯的显示关系。2、建立显示控制系统，本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能通过8051芯片的P0和P1口分别设置南北与东西路道的红、绿、黄灯燃亮时间的功能，红绿黄灯循环点亮。3、建立反馈信息部分，主要解决显示时间和灯控的同步问题，采用倒计时系统，通过紧急中断和复位电路同步反馈到显示系统的置数环节中。注意：虽然本设计没有扩展I/O端口，但实际上8051的4个8位I/O端口中，真正能提供借用的只有P1口,因为P2和P0口通常用于传送外部传送地址和数据,P3口也有它的第二功能。因此，8051通常需要扩展。由于我们用外部输入设定红绿灯倒计时初值、数码管的输出显示、红绿黄信号灯的显示都要用到一个I/O端口，显然8051的端口是不够，需要扩展。扩展的方法有两种：（1）借用外部RAM地址来扩展I/O端口；（2）采用I/O接口新片来扩充。1.3.2方案示意图 B B 东西红灯亮 东西绿灯亮 A A （车辆禁止通行） （车辆可直线行驶和左转弯） 南北绿灯亮 南北红灯亮 （可以直线行驶和左转弯） （车辆禁止通行） 图1.1 图1.2 B 东西红灯亮 A （紧急车辆通行状态） 南北红灯亮 图1.3由上面三幅图可以知道，图1为东西（A）红灯、南北（B）绿灯状态下的正常通行状态，当南北（B）为绿灯状态时，南北方向的车辆可以通过并且可左转弯；图2同图1一样是属于正常通行状态，不过是东西（A）为绿灯、南北（B）红灯；图3为紧急车辆通行状态，当遇到紧急车辆需要通过的时候，四周红灯全亮，紧急车辆可以从十字路口通行。第二章 交通灯系统硬件设计此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口的灯，共12个LED灯。2.1 系统框架图电路板一块，AT89S51单片机一片，八段LED数码管四个。发光二极管12个（4个绿的，4个红，4个黄的），8个电阻，2个电容，1个晶振，1个电解电容，1个按键开关。（系统结构框图：图2.1）AT89C51外部晶体振荡电路按键复位电路数码显示管按键外部中断LED灯 图2.12.3 单元电路的分析与介绍2.3.1 MSC-51芯片简介MCS-51单片机内部结构8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：·中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。·数据存储器(RAM)8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 图2.2·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。·定时/计数器(ROM)： 8051有
