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1、毕业论文题 目 基于AT89C51的交通信号灯 拟控制系统 系（分院） 电气工程系 学生姓名 学 号 090109 专业名称 应用电子技术 指导教师 2012年5月17日 1基于AT89C51的交通信号灯模拟控制系统摘要： 通过总体设计交通灯原理接线图，综合应用单片机原理、微机原理、接口技术等方面的知识，结合单片机仿真机系统的使用方法，通过软硬件结合，使用89C51单片机来设计出符合要求的交通灯控制系统。完成由单片机AT98C51、LED灯、开关、部分电阻、电容及晶振组成的交通灯控制系统。关键词 ：单片机 交通灯 红绿灯 LED 一 原件介绍：1. 单片机简介：单片机是一种集成在电路芯片，是采
2、用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。其中89C51使我们目前较常用的一种型号.2.AT98C51主要引脚及功能：P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原
3、码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址
4、的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1
5、（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 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
6、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才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA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，/EA将内部锁定为RESET；当/EA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
7、也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。单片机主控制电AT98C51外形及主要接口如下：图一：AT98C51外形及主要接口图二、设计目的1、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。2、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。三、设计任务和要求任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统要求：利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用由P0.0P0.7、P2.0
8、P2.3提供控制信号，实现如下控制过程，如图二所示。四、设计原理分析北口、南口：红灯亮35s东口、西口：绿灯亮30s，黄灯闪动5s北口、南口：绿灯亮30s,黄灯闪动5s东口、西口：红灯亮35s人行道人行道 人行道人行道 图二：实现控制过程 图三：十字路口1.首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如上图所以，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都LED灯全灭。然后转状态1南北绿灯通车，东西红灯亮。过30s后，转状态2，南北绿灯灭，黄灯闪5下，东西还是红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯亮。过30s后转状态4，东西绿灯灭，闪几个黄灯，南北还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。
9、控制引脚与灯的对应关系如下表1所示：表1 控制引脚与灯的对应关系位置灯颜色控制引脚（字符名）北口红P0.3（BRD）黄P0.4（BYD）绿P0.5（BLD）南口红P2.1（NRD）黄P2.2（NYD）绿P2.3（NLD）东口红P0.0（DRD）黄P0.1（DYD）绿P0.2（DLD）西口红P0.6（XRD）黄P0.7（XYD）绿P2.0（XLD）2.通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。五 软件设计编程1. 软件设计基本思想：有定时器产生0.05s定时，软件计数得到秒信号，设30s计数器，30s计数器满，绿
10、灯灭、黄灯闪烁5次，黄灯灭、红灯亮；同时，另两路口红灯灭、绿灯亮。开始 总流程图如下图所示：灯全灭南北绿灯亮东西红灯亮30s计时器清030s时间到？ N 南北黄灯闪5次闪完？ N Y南北红灯亮东西绿灯亮30s计时器清030s时间到？ N东西黄灯闪5次闪完？ N 2. 系统资源占用分配：定时器T0工作在方式1，产生0.05s定时。P0口及P2口的低四位输出控制信号。30s计时器的地址为40H。3. 程序清单如下： ;= ;预定义部分 ;= BRD EQU P0.3 BYD EQU P0.4 BLD EQU P0.5 NRD EQU P2.1 NYD EQU P2.2 NLD EQU P2.3 D
11、RD EQU P0.0 DYD EQU P0.1 DLD EQU P0.2 XRD EQU P0.6 XYD EQU P0.7 XLD EQU P2.0 NHB BIT 00H ;南北红灯标志 DHB BIT 01H ;东西红灯标志 S30 EQU 40H ;30s计数器 BUF EQU 41H ;0.05s计数器 ;= ;初始化及主程序 ;= ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH JLMP T0LOCK ;0.05s终端服务程序MAIN:MOV SP， #30H ;堆栈指针 ClR A ;A=00H MOV BUF, A ;0.05s计时器清0 MOV S30， A ;30s计时器请0 MOV TMOD, #01H ;定时器T0工作在方式1 MOV TH0， #3CH ;T0用于时钟定时，0.05s定时初值 MOV TL0， #0B0H SETB EA ;开中断 SETB ET0 SETB TR0 ;启动定时 NOP MOV P0，#0FFH ;四路口灯全灭 MOV P2，#0FFH NOPDEN-0:CLR N
