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1、黄河科技学院课程设计报告书题目: 交通灯 课 程：单片机课程设计专 业：数控技术 班 级： 学 号： 学生姓名：指导教师： 何春霞 2013年 01 月 6 日 摘 要近年来随着科技的飞速开展，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MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来
2、设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P3口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示交通灯信号通过P1口输出，显示时间通过P0口输出至双位数码管。本系统设计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。 关键词：单片机；交通灯 AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is going deep, driving the traditional detection tec
3、hniques to renew day by day. In the real-time examination and in the automatic control monolithic integrated circuit application system, the monolithic integrated circuit often took a core part uses. The monolithic integrated circuit aspect knowledge is only insufficient, but should also act accordi
4、ng to the concrete hardware architecture software and hardware union, to be improved.The intersection vehicles shuttle, the pedestrian is bustling, car dealership traffic lane, person sidewalk, methodical. Then depending on what to realizes this orderly order? the traffic lights on the automatic con
5、trol system. There are great number kinds of modes to control the traffic lights. The system uses a series of MCS-51 as the center AT89C51 single-chip device designed to control the traffic lights, so as to realize the function of setting red, green light time by 8051 chips P3 port according to the
6、actual traffic flows, lighting the red-light and green-light by turn and lighting the yellow-light to warm while 5 seconds left(outputting the traffic light signal by P1,outpuing the time by P0 and showing the time on double-digits nixie tube). Short of the design cycle, high reliability, practical,
7、 simple operation, easy maintenance, the expansion of powerful is this system.Key words: SCM; MCU; traffic light目 录中 英 文 摘 要21设计要求4设计目的43方案比拟、设计与论证44原理分析54.1 交通灯显示时序的理论分析54.2 交通灯显示的理论分析75程序设计流程图76总体设计与电路图96.1芯片选择96.2设计电路图106.3PROTEUS仿真图：116.4交通灯程序127 仿真测试、数据及结果分析188 总结与展望18致谢20参考文献：21附 录221设计要求1.1程序
8、开始运行先南北段通行、东西段禁止60s，后东西段通行、南北段禁止60s，依此循环。 1.2系统分三种工作模式：正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常、“繁忙、“特殊可相互转化。1.3正常模式： 直行时间显示数码管显示60。此时南北段直行通行绿灯、东西段禁止红灯40s，南北段人行道通行绿灯，东西段人行道禁止红灯，同时南北段和东西段方向的数码管分别从40s和60s开始倒计时，至最后5s时南北段绿灯变成黄灯闪烁；此后南北段左拐左拐灯亮通行、东西段禁止红灯20s，南北段、东西段人行道都禁止红灯，同时南北段和东西段方向的数码管都从20s开始倒计时，至最后5s时南北段左拐灯变成黄灯闪烁；再后
9、东西段直行通行绿灯、南北段禁止红灯40s，东西段人行道通行绿灯，南北段人行道禁止红灯，同时东西段和南北段方向的数码管分别从40s和60s开始倒计时，至最后5s时东西段绿灯变成黄灯闪烁；最后东西段左拐左拐灯亮通行、南北段禁止红灯20s，东西段、南北段人行道都禁止红灯，同时东西段和南北段方向的数码管都从20s开始倒计时，至最后5s时东西段左拐灯变成黄灯闪烁。1.4繁忙模式：繁忙指示灯亮，南北段、东西段的通行时间改为45s，其中左拐的时间改为15s，其它与正常模式类似。1.5特殊模式：特殊模式灯亮，南北段、东西段的通行时间改为75s，其中左拐的时间改为20s，其它与正常模式类似。设计目的2.1了解交
10、通灯管理的根本工作原理2.2熟悉AT89C51的工作原理和应用编程2.3熟悉AT89C51并行接口的各种工作方式和应用2.4熟悉AT89C51计数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法2.5掌握多位LED显示问题的解决 3方案比拟、设计与论证3.1 显示界面方案 倒计时显示 该系统要求完成倒计时的功能。因只需显示数字，基于上述原因，我们考虑完全采用数码管显示，四个路口分别采用一个二位阴极数码管即可。 状态灯显示 该系统要求完成状态灯显示的功能。求于简单，我们把各个路口的红灯和黄灯设成直行和左拐两个通行方式所共有，也就是说，一个路口只需四个状态灯，一个直行通行的绿灯，一个左拐通行的绿灯，一
11、个共有的红灯，一个共有的黄灯。3.2 输入方案该系统要求能手动改变东西与南北的通行时间、紧急情况处理，我们采用扩展I/O口方法，在外部中断P32口上扩展三个中断口，分别连接三个按钮。该方案的优点是：使用灵活，并且可提供较多I/O口,节省了AT89C51的中断口资源。4原理分析4.1 交通灯显示时序的理论分析下列图所示为一种红绿灯规那么的状态图。 图4.1 状态S1南北直行通行图4.2 状态S2南北左拐通行 图4.4 状态S4东 西左拐通行图4.3 状态S3东西直行通行 共四种状态，分别设定为S1、S2、S3、S4，交通灯以这四种状态为一个周期，循环执行如下列图所示：图4.5 交通灯状态循环图依
12、据上述车辆行驶的状态图，可以列出各个路口灯的逻辑表如下表所示(其中逻辑值“1代表直行通行，逻辑值“0代表禁止通行，逻辑值“L代表左拐通行)：S1的状态ESWN逻辑值0101显示时间正常模式下为40SS2的状态ESWN逻辑值0L0L显示时间正常模式下为20SS3的状态ESWN逻辑值1010显示时间正常模式下为40SS4的状态ESWN逻辑值L0L0显示时间正常模式下为20S程序就是在上述四种状态下循环转化的。一个周期四个状态，在正常模式下共花费2分钟。4.2 交通灯显示的理论分析 倒计时显示的理论分析 利用定时器中断，设置TH0=TH1(65536-50000)/256，即每0.05秒中断一次。每
13、到第20次中断即过了20*0.05秒1秒时，使时间的计数值减1，便实现了倒计时的功能。 状态灯显示的理论分析 黄灯闪烁同样可以利用定时器中断。每到第10次中断即过了10*0.05秒0.5秒时，使黄灯标志位反置，即可让黄灯1秒闪烁一次。5程序设计流程图T0响应N南北黄灯标志位为1N东西黄灯标志位为1Y0.5s到Y1s到南北黄灯位置反团里Y东西黄灯位置反团里Y返回倒计时减1,计数值置0NN图5.1 定时器0中断流程图开始南北直行通行东西禁止南北左拐通行东西禁止AT89C51初始化南北黄灯闪烁南北黄灯闪烁通行35秒YN闪烁5秒YN通行15秒YN闪烁5秒YN东西黄灯闪烁东西直行通行南北禁止东西左拐通行南北禁止东西黄灯闪烁通行35秒YN闪烁5秒YN通行15秒YN闪烁5秒YN图5.2 主程序流程图INT0响应N“繁忙键按下N“特殊键按下N“正常键按下返回关中断开中断正常模式设置Y繁忙模式设置Y特殊模式设置Y
