加蜂鸣器 +单片机交通灯控制讲解

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1、中文摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技 术日益更新。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软硬件结合，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。那么靠什么来实现 这井然秩序呢？靠的就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STC89C51单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等 部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通 过按键对定时进行设置，而且具有

2、蜂鸣器提示。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，显示，计时ABSTRACTIn recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomp

3、uter application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect.Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people

4、walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52 and74HC245system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys

5、and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function.Keywords: traffic light，SCM，display，

6、timing目录中文摘要 1ABSTRACT 2第一章 设计的背景及意义 41.1 交通灯的背景41.1.1交通灯的历史 41.1.2交通灯的出现 41.2 交通灯的意义5第二章 系统方案设计与要求 52.1 单片机交通灯控制系统通行方案设计52.2 单片机交通控制系统的功能要求72.2.1显示模块功能 72.2.2 按键模块功能72.3 单片机交通控制系统的基本构成及原理7第三章 系统硬件电路的设计 83.1 系统硬件总电路构成83.2 单片机系统93.2.1单片机引脚介绍 9单片机主要特点： 103.2.2单片机最小系统 123.3 显示系统133.3.1 LED 显示 133.3.2数码

7、管显示 143.4 信号显示驱动电路143.5 键盘输入电路15第四章 系统软件程序的设计 174.1 程序主体设计流程174.2 子程序模块设计184. 3 KEIL51 的应用194 . 4 protel99se 的应用19第五章 问题与解决方法 21第六章 总结与展望 22附录 A24附录B错误！未定义书签。致谢 25第一章 设计的背景及意义1.1交通灯的背景111交通灯的历史当今，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。1858 年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红， 蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

8、这是世界上最早的交通信号灯。1868 年， 英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的 煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。 1869 年 1 月 2 日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。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“通行”。1918 年，又出现了带控制的红绿灯和红外 线红绿灯。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

9、灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线 红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号 灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。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，面对黄灯的车

10、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电子技术的飞速发展，给古老的锁具生产带来了巨大的变革，现代的电子技术与机械 技术相结合，产生了一大批先进的电子类产品。尤其是单片机的发展异常迅速。由于单片 机的特殊结构形式，在某些应用领域中，它承担了一些通用的微型计算机无法完成的工作， 它是一种高性能，低价格的处理器。集成度高，体积小，可靠性高，控制功能强，电压低 由于单片机具有这些特点，在人类的生活应用中得以十分广泛。112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（红、黄、绿 三种标志）于 1918 年诞生。它是三色圆形四面投影器，被

11、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、空交通领域了。1.2 交通灯的意义当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三

12、者关系 的协调，多值化方向发展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。这 些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成初期，它们也曾有效地改善了交通状 况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充 分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状 况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。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检测、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。第二章 系统方案设

13、计与要求2.1单片机交通灯控制系统通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行， 持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说 明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6 然后循环至状1， 周而复始，即如图（图2-1）所示：直至状态6 然后循环至状态1，通过具体的路口交通灯 状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下：0O红绿黄OO红绿黃图 2-1 交通状态 东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20 秒。此状态 下，东西向禁止通行，南北向允许通行。东西方向绿灯灭，同时黄灯

14、亮，南北方向红灯亮，倒计时 5 秒。此状态下，除了已经 正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30 秒。此状态 下，东西向允许通行，南北向禁止通行。南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时 5 秒。此状态下，除了已经 正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下：表 2-1 交通状态及红绿灯状态状态1状态3状态4状态6东西向禁行等待变换通行等待变换南北向通行等待变换禁行等待变换东西红灯1100东西黄灯0001东西绿灯0010南北红灯0011南北绿灯1000南北黄灯0100东

15、西南北四个路口均有红绿黄3 灯和数码显示管4 个，在任一个路口，遇红灯禁止通行， 转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表 2-1 所示。说 明：0 表示灭，1 表示亮。2.2 单片机交通控制系统的功能要求本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生， 还能进行倒计时显示。按键可以控制禁行、深夜模式、复位、东西通行、南北通行、时间 加、时间减、切换等功能。共四个二位阴极数码管，东南西北各一个显示时间，四个数码 管的阴极都接到STC89C51的P1 口，阳极接到74HC245芯片上，通过P0 口控制74HC245芯 片，起到驱动放大作用。共 12 个发光二极管，四个路口每个路口各有一个红（禁行）、黄（警告）发光二极管，四个路口的二极管接到P2 口，按键接P3 口，蜂鸣器接P3.0。221显示模块功能显示模块分数码管显示和LED显示，数码管倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯颜色发 生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意 选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是 用来减少驾驶员在信号灯色改变的关