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1、江苏农牧科技职业学院 毕业设计（论文） 题目： 基于单片机控制交通灯 姓名： xxxxxxxxx 学号： xxxxxxxxxx 二级院系部： 机电工程系 班级: 应用电子10 专业： 应用电子技术 指导教师： xxx 职称： 讲师 二 一三 年 五 月江苏农牧科技职业学院论文（设计）【摘要】随着全球城市化进程的加快,机动车的使用数量也越来越多,造成了城市交通上的各种问题,如何控制好城市的交通已经成为一个全球化的问题。交通灯的出现使交通得以有效管制,对于疏导交通流量,提高交通通行能力,减少交通事故有明显效果。本设计利用单片机8051为核心部件,外加定时器复位电路晶振电路显示电路设计一个比较符合交
2、通规则的模拟交通灯。设计中通过LED七段数码管作为计时显示用,用发光二级管指示车辆的通行,定时器工作于方式一并定时50ms,配合软件计时器调用中断程序,中断程序设置20次,从而达到1s的定时,同时调用显示程序,显示倒计时的时间。本交通灯系统简单实用性强成本低使用维护方便,软件功能强,运行稳定可靠的特点。【关键词】 单片机；交通灯；定时器Abstract As the global urbanization speeding up, the number of motor vehicles more and more, caused the various problems of urban t
3、raffic, how to control the urban traffic has become a global problem. The emergence of the traffic light is able to effectively control the traffic, for facilitating traffic flow, improve the traffic capacity, reduce traffic accidents have obvious effect. I pick made traffic lights project, analysis
4、 of the problems of modern urban traffic control and management status quo, combined with the actual situation of urban and rural traffic illustrates the working principle of traffic light control system, this design 8051 microcontroller as the core components, plus timer, reset circuit, crystals ci
5、rcuit, display circuit design a simulation traffic light compared with the traffic rules. Through the design of LED display with seven segment digital tube for timing, using leds indicate vehicle traffic, timer timing 50 ms, along with all the work on ways to cooperate with software timer calls inte
6、rrupt program, interrupt program set up 20 times, so as to achieve the timing of the 1 s, at the same time call display program, display the countdown time. This traffic light system is simple, strong practicability, low cost, convenient in operation and maintenance, software function is strong, sta
7、ble running, reliable characteristic. Key Words single chip microcomputer; The traffic light; The timer目 录【摘要】I【关键词】IKey WordsII绪 论11.设计任务及方案选定21.1设计任务21.2 设计要求21.3方案选定32. 系统所用芯片简介42.1 MCS-51单片机简介42.1.1 MCS-51单片机内部结构42.1.2 MCS-51的引脚说明52.2 8255A并行接口芯片内部结构82.3 74LS373芯片简介93. 系统硬件设计113.1交通灯硬件线路图113.2 系
8、统工作原理114.软件设计134.1延时方法的设定134.2 软件延时134.3 时间及信号灯的显示144.3.1 8255A并行口的扩展144.3.2 显示原理144.3.3 LED灯简介144.3.4 8255A输出信号与数码管的连接154.4 程序设计164.4.1流程图164.4.2 程序源代码16设计总结22致 谢23参考文献241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。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“
9、通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯。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。 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
10、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。 交通信号灯控制电路是由振荡电路、三进制计数器、译码电路、显示驱动电路和开关控制电路等电路组成。在本课程设计中，通过EDA设计程序使十字路口的工作顺序为主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；后5秒黄灯亮，黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）,依次重复。 本设计采用8051单片机实现汽车尾灯控制电路，其电路设计比较简单，外围电路少，易于控制
11、和检查，单片机的应用具有范围广的特点，对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。采用单片机来对他们控制，不仅具有控制方便、简单和灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控对象的技术指标，从而大大提高控制器的质量。11.设计任务及方案选定1.1设计任务本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。最后，系统要求实现如下的交通灯的功能：1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。 3）黄灯亮时，要求
12、每秒闪亮一次。4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。 5）依次重复。1.2 设计要求 该设计在熟练掌握单片机及其仿真系统的使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术等课程方面的知识，设计一个采用8051单片机控制的交通灯控制电路。 根据设计功能及要求，我们可得系统的原理框图如图1-1所示。 图1-1 系统的原理框图 根据系统的原理框图，分别分析各部分电路的元器件的功能以及选择合适的元件。具体设计思路如下：收集并整理资料，硬件设计，软件设计，Proteus仿真，设计体会与总结。1.3方案选定 交通灯在安全行车过程
13、中起着十分重要的作用，现在交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯， 加上一个倒计时的显示计时器来控制行车， 对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用， 但根据实际行车过程中出现的情况， 如何全面有效地利用交通灯指示交通情况，我们尝试用单片机来控制交通灯，在软、硬件方面采取一些改进措施,，使交通灯在控制中灵活而有效。 硬件系统是指构成单片机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个硬件的芯片，在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件
14、和软件，才能构成一个单片机应用系统。该交通灯拟系统的硬件部分主要由键盘、显示和运算部分组成。按照题目的设计要求，本课题需要使用LED数码管显示和扩展键盘。在该交通灯系统的设计中采用8051单片机。2. 系统所用芯片简介2.1 MCS-51单片机简介 2.1.1 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，如图2-1所示。图2-1 8051内部结构图中央处理器： 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。 程序存储器(
