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1、1选题背景今天，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。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。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服 务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的 降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。关键词：AT89C51; 7448, LED2方案论证2.1设计任务设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参 数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通
2、红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或 C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片 机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良 好的基础。东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯, 指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心 通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。2.2方案介绍方案1设计思想：采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片 机，其内部为一个计数，是十
3、六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道，分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。方案2设计思想：由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况：Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道:Kb=1，表示A有车B有车，则优先通行A道；Ka=0时：Kb=0表示A没有车B也没有车，同样优先
4、通行A道； Kb=1表示A没有车B有车，则仅通行B道。方案比较：方案1用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强的可读性和较强 的可修改性，而2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供 了一条较为便捷的解决方案。2首先将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起集成用 较少的芯片去完成所需功能。我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论 从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初期 尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化， 所以本设计以第一方案为主进行。我们最终的设计应该
5、尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论 从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初期 尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化， 所以本设计以第一方案为主进行。3交通灯系统硬件设计3.1单片机概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。 单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、 中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。通常，单片机由单个集成电路芯片构成，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，
6、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。3.2系统构成电路板一块，AT89S51单片机一片，7448芯片2 片,七段数码管八个。发光二极管20个（8个绿的, 8个红的，4个黄的用于交通控制），100欧姆电阻20 个, 2个按键，2个开关，51K欧姆电阻2 个, 5V 稳定电源1个，3个电容2个单刀单掷开关等。系统结构框图:图3-1系统结构框图系统工作流程：（1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行情况。（2）情况判定后由AT89S51单片机pl 口及部分p2 口输出二进制信号控制红绿黄灯 亮的情况。（3）确定那些灯亮后，由对应的七段数码管来进行到
7、计时显示。由p0 口输出来控制 七段数码管的显示，而p2 口的高四位则用来控制数码管显示时的个位和十位（4）系统是否需要紧急工作状态，而此任务由外部中断来实现。（5）LED采用5V的直流电来驱动，低电平。3.3芯片选择与介绍3.3.1AT89S51 芯片选用的AT89S51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的 编程。用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下：1）为一般控制应用的8位单片机2）晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至33MHz）3）内部程式存储器（ROM）为4KB4）内部数据存储器（RAM ）为128B5）外部程序存储器可扩充至64KB6）
8、外部数据存储器可扩充至64KB7）32条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O的控制8）6个中断向量源9）2组独立的16位定时器10）1个全双工串行通信端口11）8751及8752单芯片具有数据保密的功能12）单芯片提供位逻辑运算指令cnlolT- rjlcnlcn卜卜卜”卜卜卜IT T- T T T T T T- dddCLCLCLCLdU1AT89C51 LTIdsELinEI- 口匕寸 QXECI图 3-1 AT89C51 芯片3.3.27448芯片介绍7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有 多个辅助控制端，以增强器件的功能,可将单片机输出的四
9、位二进制数转换成10进制数与 七段数码管显示对应，用于显示09的数字。图3-2 7448芯片其中LT为测试输入。3.3.3红绿LED信号显示灯及七段数码显示管LED灯的显示原理：通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。如下图：D1R120RLED-BIRY rK图3-3红绿LED信号显示灯而七段数码管的显示不同的字形如SP, g,f,e,d,c,b,a管角上加上OFEH所以SP上为 0伏，不亮其余为TTL高电平，全亮则显示为8。采用共阴极连接：表3-4七段数码管的显示显示数值a b c d e f g dop驱动代码（16进制）01 1 1 1 1 1 1 10FCH10 0 0
10、 0 0 1 1 060H21 1 0 1 1 0 1 00DAH31 1 1 1 0 0 1 00F2H40 1 1 0 0 1 1 066H51 0 1 1 0 1 1 00B6H61 0 1 1 1 1 1 00BEH71 1 1 0 0 0 0 00E0H81 1 1 1 1 1 1 00FEH91 1 1 1 0 1 1 00F6H3.3.4交通灯控制线路图ogc二0 = 0ISdSWBsISdS-fVE口 a 舌 OOOim r? a a口 口d d* S 9 r- a a a a口口 口口d d d d曇龍吕二dd品屋CMr -* sSS1111-ozIsIsss1=1dddnd
11、a.或dgdr-：d0110Ago0-启-图3-5原理图岳山c9aTI寸口cn2A占山UU5vITEId旦MH4交通灯软件设计4.1程序设计流程图程序设计框图图4-1程序设计框图4.2延时的设定延时方法可以有两种一种是利用AT89S51内部定时器的溢出中断来确定1秒的时间, 另一种是采用软件延时的方法.实现1ms秒的方法：我们采用在主程序中设定一个初值为0的软件计数器和使T1定时1毫秒相应程序代码：DIMS: MOV R7,#250 ;1MS 延时程序DJNZ R7,$RET4.3子程序的实现A道通车情况：START1: MOV TEMP, #25MOV Pl, #0F3HLOOP1: ACA
12、LL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#O, NEXT1LJMP START2NEXT1: LJMP LOOP1START11: MOV TEMP, #65MOV P1, #0F3HLOOP11: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#O, NEXT11LJMP START11NEXT11: LJMP LOOP11START2: MOV P1, #0F5HMOV
13、 TEMN,#05LOOP2: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A,TEMNCJNE A, #0,NEXT2LJMP START3NEXT2: LJMP LOOP2B道通车情况：START3: MOV TEMP, #25MOV P1,#0DEHLOOP3: ACALL DELAYDEC TEMPMOVA,TEMPMOVP0, TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33CJNE A, #0,NEXT3LJMP START4NEXT3: LJMP LOOP3START33: MOV TEMP, #65MOV P1,#ODEHLOOP33: ACALL D
14、ELAYDECTEMPMOVA,TEMPMOVP0, TEMPJNB P1.6,START11JNB P1.7,START3CJNE A, #0,NEXT33LJMP START4NEXT33: LJMP LOOP33START4: MOV P1, #0EEHMOV TEMN,#05L00P4: ACALL DELAY1中断情况即紧急情况：ORG0000HTEMPEQU 24HTEMNEQU 25HLJMPMAINORG0003HLJMPT0_INTORG0013HLJMPTI_INTT0_INT: MOV A, P1PUSHACCMOVP1, #0FFHMOVP1, #0F3HMOVP0, #00HJNBP3.2,$POPACC
