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1、株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文基于单片机交通灯的控制姓名:周超英指导老师:肖利君专业:应用电子技术班级:07级应电班学号:04207114时间:2010-3-5至2010-6-8摘要摘要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。靠的就是交通信号灯的自动指挥系统来实现这井然秩序。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC
2、51和可编程并行I/O接口芯片8255A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P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能;红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示(交通灯信号通过PA口输出,显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管;车辆闯红灯报警;绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。关键词:单片机交通灯闯红灯检测车流量AbstractAbstractIn recent years along with technical rapid development, monolithic integrated circuit
3、 application unceasingly thorough, simultaneously leads the traditional control examination technology to renew day by day.In the real-time examination and in the automatic control monolithic integrated circuit application system, the monolithic integrated circuit often took a core part uses, the mo
4、nolithic integrated circuit aspect knowledge is only insufficient, but also should act according to the concrete hardware architecture software and hardware union, consummates.The intersection vehicles shuttle, the pedestrian is bustling, car dealership traffic lane, human sidewalk, methodical.Depen
5、ds on is the street-traffic control lights automatic command system realizes this orderly order.The street-traffic control lights control mode are very many.This system uses MSC-51 series monolithic integrated circuit ATSC51 and programmable parallel I/O connection chip 8255A is the central componen
6、t designs the traffic light controller, realized has been able to act according to the actual traffic flow magnitude to establish, the green light red through 8051 chip P1 mouths burns the bright time the function; The traffic light circulation lightens, the countdown remains when for 5 seconds the
7、yellow light twinkle police shows (traffic light signal through PA mouth output, demonstration time directly through 8255 PC mouth output to two-position nixietube; The vehicles run a red light report to the police; The green light time may examine the traffic flow magnitude and may through the two-
8、position nixietube demonstration.This system usability strong, operation simple, expansion function.Keywords:monolithic integrated circuit traffic light runs a red light the examination traffic flow magnitude目录目录摘要 . I ABSTRACT . I I 目录 . III 第1章绪论. (1第2章总体规划方案 (42.1规划设计方案 (42.2交通管理的方案论证 (4第3章系统的芯片简
9、介 (63.1MSC-51芯片简介 (63.1.1 MCS-51单片机内部结构 (63.1.2 MCS-51的引脚和功能概述 (83.28255芯片简介 (93.2.1 8255A 的内部结构 (93.2.2 8255可编程并行接口芯片简介 (11第4章系统硬件设计 (154.1系统总框图设计 (154.2各个模块电路设计 (164.2.1 键盘设置电路 (164.2.2 看门狗硬件电路 (194.2.3 显示电路 (204.2.4 交通灯的控制电路 (21第5章系统的软件设计 (235.1系统总程序设计 (235.2每秒钟的设定 (245.2.1计数器初值计算 (245.2.2 计算公式 (
10、245.2.3 1秒的方法 (255.2.4 相应程序代码 (255.2.5 软件延时 (265.3显示程序设计 (275.3.1显示原理 (275.3.2 8255输出信号与数码管的连接 (275.3.3 8255与8051的连接 (28第6章结论 (29参考文献 (30致谢 (31附录 (32附录1:总图 (32附录2:程序源代码 (33第1章绪论第1章绪论当今,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。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。18
11、68年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国,这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。1918年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏
12、感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。1968年,联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。本论
13、文是基于单片机的交通灯控制设计。本论文使用单片机的原因是看到单片机的发展趋势。单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。单片机在目前的发展形势下,表现出几大趋势:可靠性及应用越来越
14、水平高和互联网连接已是一种明显的走向。所集成的部件越来越多;NS(美国国家半导体公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中,也就是说,单片机的意义只是在于单片集成电路,而不在于其功能了;如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步,最终人们可能发现:单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以辨认。所以用单片机将越来越普遍,而且实用性强、操作简单、扩展功能强。随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎,他怀着“科学救国”的抱负到美国深造,在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天,他站在繁华的十字路口等待绿灯信号,当他看到红灯而正要过去时,一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过
