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1、.摘 要近年来,随着国民经济的快速发展,车辆的数量也在飞速增长,交通拥挤和阻塞的现象也频繁的出现。交通阻塞已经成为城市交通所迫切要解决的难题。而交通信号灯的出现对于解决这种问题产生了重要的意义。现在各个路口的路况都不是固定不变的,而是随着时间的变化而不断变化的,有些时候,可能还会发生各种意想不到的突发状况,所以设计出一个智能的交通控制系统意义深远。交通信号灯的控制方式有很多,本系统采用MCS-51系列单片机AT89C51和8255等来设计交通控制器,实现能根据实际车流量实时的改变红、黄、绿灯的持续时间,也可以手动的设置控制各方向红、黄、绿灯持续时间的智能交通控制系统。同时可以实现紧急情况处理,
2、以及一路有车一路无车等特殊情况下的交通情况控制。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。关键词：交通灯,单片机,MSC-51,计时AbstractIn recent years, with the rapid economic development, the number of vehicles is also in rapid growth, traffic congestion and jam phenomenon also frequently appear. Traffic jams have become city transportation urgent to solve the
3、 problem. And the appearance of the traffic lights to solve this problem has an important significance. Now each intersection road conditions are not fixed, but as the change of time and constant change, some time, may still occur various unexpected emergencies, so to design a intelligent traffic co
4、ntrol system is of far-reaching significance. The control of traffic lights in many ways, the system USES the MCS-51 single-chip microcomputer AT89C51 and 8255 series design and traffic controller, can realize real-time traffic according to actual change red, yellow, and green duration, also can set
5、 the direction of the manual control red, yellow, and green duration of intelligent traffic control system. At the same time can realize the emergency, and a car all the way along the way, no car special situations of the traffic control. This system is practical, simple operation and strong functio
6、n expansion.Key words: the Traffic lights, Single-chip microcomputer, MSC-51, the timer .目 录摘要I目录1第一章绪论21.1交通灯简介2交通灯的历史2交通灯的出现2交通灯的背景以及意义21.2单片机介绍3单片机3单片机的发展历程3单片机的特点31.3 MCS-51系列单片机41.3.1 MCS51单片机内部结构有8大部分4单片机的内部结构51.3.3 MCS-51的引脚说明5第2章单片机控制交通系统总体设计72.1单片机交通控制系统通行方案设计72.2单片机交通控制系统的功能要求8倒计时显示8时间手动设置
7、82.2.3 紧急处理92.3单片机交通控制系统的基本构成及原理9第3章系统硬件电路设计103.1系统硬件总电路构成及原理103.2系统工作原理10第4章系统软件设计124.1一道有车另一到无车的程序设计124.2出现紧急状况程序设计124.3键盘功能处理程序设计124.4 LED倒计时显示154.5源程序设计15结论16参考文献17致谢18附录A 源程序19附录B 控制系统流程图22第一章 绪论1.1交通灯简介交通灯的历史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
8、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。
9、交通灯的出现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,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
10、、空交通领域了。交通灯的背景以及意义交通灯是交管部分管理城市交通的重要工具。目前绝大部分交通灯其时间都是设定好的,不管是车流高峰还是低谷,红绿灯的时间都固定不变；还有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间,但控制起来都不是很灵活,这使得城市车流的调节不能达到最优。所以如果能够设计出更加合理智能化的交通灯控制系统,一定会对城市交通问题的解决提供很多发的帮助。1.2单片机介绍单片机单片微型计算机Sing Chip Microcomputer,简称单片机,是近代计算机技术发展的一个分支嵌入式计算机系统。他是将计算机的主要部件CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出接口电路等继承在一块大
11、规模的集成电路中,形成的芯片级的微型计算机。自从单片机问世以来,就在控制领域得到广泛的应用,特别是近年来,许多功能电路都被继承在单片机内部,如A/D、D/A、PWM、WDT等,极大提高了单片机的测量和控制能力,我们现在所说的单片机已突破了微型计算机Microcomputer的传统内容,更准确地名称应为微控制器Microcontroller,虽然我们任然称其为单片机,但应把他认为是一个单片形态的微控制器。单片机的发展历程 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。 在MCS-51系列单片机中,有两个子系列：
12、51子系列和52子系列。每个子系列有诺干中型号。51系列有8051、8751和8031三个型号,后来经过改进产生了80C51、87C51、80C31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号,改进后的型号是80C52/87C52、80C32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司,于是出现了许多与MCS-51兼容的单片机。现在生产MCS-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89S51等。 通
13、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。单片机的特点1性价比高,开发周期短,易于产品化,2集成度高,可靠性好,抗干扰性强,3功能完善,接口多样,4低功耗、低电压 一般电源供电电压在0.53V范围内单片机都能正常工作,供电的下限可达12V。5总线多样,易于扩展 单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种
14、规模的应用系统。外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。1.3 MCS-51系列单片机 MCS51单片机内部结构有8大部分1一个8 位的中央处理器 CPU又称为微处理器中央处理器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。2有 128字节 的片内数据存储器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RA
15、M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。 34KB片内 程序存储器ROM或EPROM 8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据. 4片内 18个 特殊功能寄存器SFR 54个8位 的并行输入输出I/O口PIO8051共有4组8位I/O口,用于对外部数据的传输P0口 P0.0P0.7 输入与输出 分时的传送地址低8位与数据线P1口 P1.0P1.7 输入与输出 无第二功能P2口 P2.0P2.7 输入与输出 传送地址的高8位P3口 P3.0P3.7 输入与输出 P3.0RXD：串行口输入端P3.1TXD：串行口输出端P3.1TXD：串行口输出端P3.2：外部中断0中断请求输入端P3.3：外部中断1中断请求输入端P3.4T0：定时器/计数器0外部输入端P3.5T1：定时器/计数器1外部输入端P3.6：外部数据存储器写选通信号P3.7：外部数据存储器读选通信号61个 串行口I/OSIO/UART完成单片机与其他微机的之间的串行通信72/3个16位 定时器/计数器TIMER/COUNTER8可处理 5个中
