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1、天津天狮学院毕业实践报告 题目：基于单片机的交通灯控制系统设计二级学院 电子与计算机学院 专 业 08级电子信息工程技术 学生姓名 指导教师 2011年5月24日25摘 要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、路三者关系得和谐已成为交通治理部分必需要解决的主要问题之一，本交通灯设计系统用于对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。本设计主要为实现一款带时间自主修改功能的多功能交通灯。本文选定了采用单片机技术实现交通灯功能，本设计应用AT89C51芯片作为核心，CD4511芯片作为显示芯片驱动，详细介绍了Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点，
2、以及CD4511原理和特性，指出了交通灯设计系统的思路和所需考虑的问题，详细描述了交通灯系统的硬件、软件设计以及系统仿真调试过程等。该设计的优点是电路简单、性能可靠、实时性好、时间精度高，操作简单，可广泛应用于各个交通要道。关键词：单片机,交通灯,控制器 AbstractThis design is mainly for realizing a paragraph of time the independent modify functions with multi-function traffic. This paper adopts single-chip microcomputer se
3、lected technologies to realize this design, lights function AT89C51 chip as the core, CD4511 chip as display chip drive, introduces in detail the AT89C51 Atmel company performance and characteristics of CD4511 principle and characteristics, and lights design system, points out the idea and the probl
4、ems needed to consider the advantages of this method is reliable in performance, simple circuit, good real-time, high precision time, simple operation. And widely used in various hubs.When entering adjustment function can add, subtract function operation, in order to achieve timing function, thus ca
5、n undertake traffic lights countdown system. When the timing Settings, system through the AT89C51 control things, sn of traffic light real-time status. Eight LED digital tube will show countdown time, time display format for: ten - bytes; And have real-time display current countdown time functionsKe
6、ywords: a single-chip microcomputer, the lights, controller, design, realization目录一、绪论2二、系统设计22.1 功能22.2交通灯硬件组成32.2.1单片机最小系统32.2.2 数码管及显示驱动电路72.2.3交通灯电路82.2.4键盘电路82.2.5电路原理图设计92.3 软件设计102.3.1 主程序流程图102.3.2 键盘子程序设计112.4 主程序设计11三、系统调试与仿真123.1 KeilC51进行程序调试123.1.1 KeilC51软件介绍123.2 Proteus软件简介133.3 Prot
7、eus 电路图设计143.4 Proteus中仿真过程14四、结论16参考文献18附录19一、绪论十字路口车辆穿梭，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。本设计是根据我所学习的单片机课程，按照大纲要求对我进行的一次课程检验，是进行单片机课程训练的必要任务，也对我们掌握单片机应用有很大的帮助。掌握单片机技术是一门不可或缺的技术，对我将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。当今世界的发展是以科学技术为基础的，微控技术在生产中所占的比重也越来越大。单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑。近年来，随
8、着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。在今天，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。这一技术在19世纪就已出现了。近年来交通事故情况日趋严重，如果将每个交通十字路口的多余交通警察撤回，安排在最不利于管理和事故高发的地方，不但可以大大的降低交通事故的发生率，而且可以节省大量的人力财力。在本次研究实践中，我采用单片机和汇编语言编程来自动控制交通灯通灯有现实的社会意义
9、。二、系统设计2.1 功能本交通灯设计系统不仅具有普通十字路口交通灯的基本功能，而且还具有自主设定时间的功能以及倒计时显示时间功能，时间自主设定功能可以根据各种不同的路况而自主设定时间从而适应各种交通情况的路口，倒计时显示时间功能显示范围为0至99，该功能可以大大降低过路行人危险性，使人们可以在过马路时注意红灯时间以免引发危险，使该设计具有更高的普及性，采用了大量的已有技术的微电子器件和集成电路，大大的降低了成本，提高了性能价格比例。综上所述，开发一款具有倒计时自主设定功能的交通灯在设计上是可行的，在市场上也是需要的。2.2交通灯硬件组成由晶振电路传给单片机达到产生脉冲信号的作用，通过单片机复
10、位电路对系统进行系统复位从而使系统初始化，单片机传出信号控制红、黄、绿3种颜色的交通灯电路使其发光，键盘电路输入信号给单片机实现加、减、换挡、确定计时功能控，单片机输出信号给数码管驱动显示电路，经数码管驱动显示电路编译传给8段数码管显示电路。 如图 2-1单片机3种颜色的交通灯电路8段数码管显示电路数码管驱动显示电路键盘电路晶振电路复位电路 图 2-1交通灯系统设计流程图2.2.1单片机最小系统单片机最小系统包括单片机、晶振电路和复位电路，如图 2-2所示。晶振电路有两个电容和一个石英谐振器组成。 图2-2 单片机最小系统AT89C51简介：AT89C51单片机是一款低功耗，低电压，高性能CM
11、OS 8位单片机，片内含4KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89C51是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域。如图2-3AT89C51具有与8031 CPU与MCS-51 兼容、4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)、全静态工作：0Hz-24KHz、128*8位内部RAM、
12、32条可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、6个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式和片内振荡器和时钟电路等主要性能。AT89C51管脚说明：1)VCC：AT89C51电源正极输入，接+5V电压。 2)GND ：电源接地端。3)XTAL1：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。4)XTAL2：接外部晶振的一个引脚。是接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 5)RST：AT89C51的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此
13、引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。 6) P0口(P0.0P0.7)是一个8位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。7) P1口(P1.0P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)。仅供用户作为输入输出用的端口。8)P2口(P2.0P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向
14、IO口用。9)P3口(P3.0P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下： P3.0：RXD串行通信输入。 P3.1：TXD串行通信输出。 P3.2：外部中断0输入，低电平有效。 P3.3：外部中断1输入，低电平有效。 P3.4：T0计数器0外部事件计数输入端。 P3.5：T1计数器1外部事件计数输入端。 P3.6：外部随机存储器的写选通，低电平有效P3.7：外部随机存储器的读选通，低电平有效10)：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器
15、取指期间，每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。11)/VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。12)ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作
