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1、闽南理工毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的交通灯控制系 别： 电子系专 业： 电子信息工程技术班 级： 一班姓 名： 学 号： 091031127指导教师：完成时间：2012年5月目 录摘要 . 2第1 章 概述31.1课题背景 31.1.1课题来源 .31.1.2市场需求 .31.2单片机技术的发展.31.2.1单片机简介 . . . . . .31.2.2单片机发展概述.41.2.3单片机的发展趋势 6第2章 交通灯的硬件设计72.1 MSC-51芯片简介 72.2移位寄存器74LS164102.3 LED显示器.102.3.1显示器的结构和原理102.3.2 LED静态显示方
2、式112.3.3 LED动态显示方式12第3章 交通灯的设计方案123.1设计要求133.2 基本原理133.3交通灯控制线路图143.4印制电路板图14 3.4.1印制电路板图的设计要求14 3.4.2交通灯印制板图15第4章 交通灯的软件设计164.1延时设计164.1.1 硬件延时164.1.2 软件延时. . .174.2 时间及信号灯的显示184.2.1 74LS164 8位并行输出串行输入移位寄存184.2.2显示原理184.2.3数码管显示器显示184.3程序设计184.3.1流程图18 4.3.2 程序源代码194.3.3测试结果21设计感想22参考文献.231基于单片机的交通
3、灯设计【摘要】近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用越来越普遍，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是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，以及针对具体应用对象特点的软件结合，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PLC控制,微系统控制。靠的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89系列单片机AT89C51和8位并行输出串行输入移位寄存器74LS164为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过AT89C51芯片的P0、P2口设置红、绿灯燃亮时间的功能；显示时间
4、通过AT89C51的P3、0 P3、1口输出到74LS164后并行输出到七段数码管显示，系统实用性强、操作简单、扩展性强。 【关键词】单片机AT89C51 LED七段数码管 74lS164移位寄存器第一章 概述1.1课题背景1.1.1课题来源19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯-煤气交通信
5、号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩 ，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。 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
6、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，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。 从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信
7、号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。1.1.2市场需求随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等地出现了交通超负荷运行的情况，交通事故的问题也越来越严重。因此交通灯控制系统是迫切需要的。1.2单片机技术的发展1.2.1单片机简介 单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据
8、传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小然而完善的计算机系统.这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务. 由此来看,单片机有着微处理器所不具备的功能,它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,这是单片机最大的特征. 然而单片机又不同于单板机,芯片在没有开发前,它只是具备功能极强的超大规模集成电路,如果赋予
9、它特定的程序,它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统,它与单板机或个人电脑(PC机)有着本质的区别,单片机的应用属于芯片级应用,需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术,用这样特定的芯片设计应用程序,从而使该芯片具备特定的功能. 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征,即它们的技术特征均不尽相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构,用户要使用某种单片机,必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标.这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等,这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到.软件特征是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式,数据处理和逻辑处理方式,输入输出特性及对电源的要求等等.开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源.要利用某型号单片机开发自己的应用系统,掌握其结构特征和技术特征是必须的. 单片机控制系统能够取代以前利用
