1、基于单片机控制的交通灯毕业设计目 录摘 要 .2ABSTRACT.3前 言 .4一、工程简介 .5(一） 、概述 .5(二 )、 工 艺 流 程 图 .5二、工程设计 .6（一） 、控制方案的确定 .6（二） 、硬件部分 .7（1） 、交通灯控制系统的硬件设计 .7（2） 、硬件系统的设计具备以下原则 .7（3） 、硬件结构框图（如图 3 所示） .7（4） 、交通灯控制系统的原理框图（如图 4 所示） .7（5） 、8279 的结构及引脚功能 .12(三)、软件部分 .13（1） 、延时子程序的计算 .13（2） 、流程图（如图 8 所示） .13三、系统的试调运行 .15（一） 、硬 件
2、调 试 .15（ 1） 、 静 态 调 试 .15（ 2） 、 动 态 调 试 .15四 、 系 统 设 计 及 总 结 特 点 .16致 谢 .17参考文献 .17附录 A：源程序 .18附录 B：电路图 .231基于单片机控制的交通灯摘 要十字路口车辆穿梭，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。本设计主要分为五大模块输入控制电路、时钟控制电路、片内外程序切换控制、显示电路。以 MSC-51 系列单片机 IntelAT89C51 为中心器件来设计交通灯控制器，实现了 AT89C51 芯片的 P0 口设置红
3、、绿灯、黄灯燃亮时间的功能；为了系统稳定可靠采用了 74LS14 施密特触发器芯片的消抖电路，避免了系统因输入信号抖动产生误操作；显示时间直接通过 AT89C51 的 P2 口输出，由 CD4511 驱动 LED 数码管显示红灯燃亮时间。关键字：AT89C51 LED 显示 交通灯2the traffic light based on the single-chip controlAbstractThe intersections vehicle wears shuttle, pedestrian Xi Rang, garage driveway, persons sidewalk, orde
4、rly. So depend what to carry out this well arranged order? What to depend is a traffic sign light of automatic conductor system. The control method of the traffic sign light is a lot of. This design is mainly divided into five greatest molds a piece the electric circuit, clock of the importation con
5、trol a control outside procedure inside the electric circuit, slice to cut over a control and shows electric circuit. Take single slice the machine IntelAT89 C51 of the serieses MSC-51s as a center spare part to design transportation light controller, carried out the AT89 C51s Ps 0 peoples constitut
6、ion of the chips red, the function in bright time of green light, Huang2 Deng Ran2;For the sake of system stability the credibility adopted a 74 LS14 airtight trigger eliminate of machine chip to tremble electric circuit especially, avoided system because of importation the signal tremble movable pr
7、operty to living a mistake operation; The P 2 people who shows that time directly passes the AT89 C51 output, is driven LED figures a tube by the CD4511 to show red-light Ran bright time.Key word: The AT89 C51 LED show transportation light3前 言本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。该课程设计的
8、主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后工作打下一定的基础。在今天，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。但这一技术在 19 世纪就已出现了。交通信号灯的出现，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。通过三个星期的学习，本人对单片机的结构和功能已有了初步的了解和认识。单片机在交通控制中起到了举足轻重的作用，掌握了单片机的工作原理也就基本了解了交通灯的
9、运做原理。作为一个学生，为了更好地掌握单片机的结构和功能，为了进一步加强自己的实践能力，本人设计了以下的一款交通灯。4一、工程简介(一） 、概述本设计是交通灯的控制实验，必须要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个路口为东西南北走向，即十字路口，初始状态零为东西南北灯都熄灭。然后转状态一东西绿灯通车，南北为红灯。过段时间转状态二，东西绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，南北仍为红灯。再转状态三南北绿灯通车，东西红灯。过段时间转状态四南北绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，东西仍为红灯。最后循环至状态一。交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，控制十字路口红绿灯交替电亮和熄灭，并且用 LED 数码管显示
10、时间，但由于时间及水平的不足，在此实验中不显示。用十二个发光二极管代替交通灯进行实验设计。这次设计是微机接口与控制技术课程的综合训练，我们通过理论学习，课题选择，资料查阅，软、硬件设计，系统调试等环节，巩固所学的知识及提高应用水平在此我们要学会从提出问题，观察与分析问题，到最终解决问题科学方法提高自己的思维能力和动手能力，在设计中获得一些实操经验，更是要培养我们的工作作风和工作态度。为今后的毕业设计、及从事微机控制系统的设计与维护奠定坚实的基础。这次课题设计的意义在于通过具体的控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。使我们能在实践教学环境中累积
11、设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。(二 )、 工 艺 流 程 图因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态 0 为东西南北灯都熄灭。然后转状态 1 东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态 2，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红灯。再转状态 3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态 4，南北绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红灯。最后循环至状态 1。交通信号灯模拟控制系统设计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，并且用 LED 数码管显示时间，但由于时间和水平的限制就不显示时间。用十
12、二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。具体的接口如下图一。58051P1 3 PPPPP PP P P P P1 1 1 02 20001 1 000 00 0 75 643东 南 西北红绿 黄北北东 东南 南西西红绿 绿 红绿 红 黄黄 黄图 1 交通信号灯接口图二、工程设计（一） 、控制方案的确定交通灯控制系统的原理主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。如图 2 完整的电路板。图 2 完整的电路板6（二）
13、、硬件部分（1） 、交通灯控制系统的硬件设计：交通灯控制系统的硬件设计包括：存储器的扩展（62256） ，I/O 口的扩展（8255） ，地址的锁存（74LS373 或 74LS273） ，还有反向器（7407） 。数据缓冲器，I/O 控制逻辑，控制和定时寄存器及定时与控制电路，扫描计数器，回复缓冲器，FIFO /传感器 RAM 及其状态寄存器，显示 RAM 及显示地址寄存器等组成。（2） 、硬件系统的设计具备以下原则：1.满足系统的设计要求，易于操作维护。2.系统功能灵活，便于扩展。3.具有自动诊断功能。（3） 、硬件结构框图（如图 3 所示） 。图 3硬件系统在该系统中的作用主要是进行数据
14、的传送，有关逻辑的计算，并且提供显示，人为的进行数据的修改，系统的启动，停止等等。此外系统运行的安全可靠性要靠硬件系统来实现。（4） 、交通灯控制系统的原理框图（如图 4 所示） 。存 储 器 8051 交 通 指 示 灯7TL STTY图 4 交通灯控制系统的原理框图图中： TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为 25 秒，即车辆正常通行的时 间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。TY：表示黄灯亮的时间间隔为 5 秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。1.定时器定时器由与系统秒
15、脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态信号 ST 作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增 1 计数，向控制器提供模 5 的定时信号 TY 和模 25 的定时信号 TL。 （电路图如图 5 所示）图 5 定时器电路图定时器秒脉冲发生器控制器 译码器甲车道信号灯乙车道信号灯82.控制器控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。从 ASM 图可以列出控制器的状态转换表，如表 1 所示。选用两个D 触发器 FF1、FFO 作为时序寄存器产生 4 种状态，控制器状态转换的条件为TL 和 TY，当控制器处于 Q1n+1Q
16、0n+1 00 状态时，如果 TL 0，则控制器保持在 00 状态；如果，则控制器转换到 Q1n+1Q0n+1 01 状态。这两种情况与条件 TY 无关，所以用无关项“X“表示。 （控制器逻辑图如图 6 所示）输入 输出现态 状态转换条件 次态 状态转换信号ST000011110011110001XX01XXXX01XX01000111100111100001010101表 1根据表 1 可以推出状态方程和转换信号方程，其方法是：将 Q1n+1、Q0n+1 和 ST 为 1 的项所对应的输人或状态转换条件变量相与，其中“1“用原变量表示，“0“用反变量表示，然后将各与项相或，即可得到下面的方程
17、：控制器逻辑图（如图 6 所示）9图 6 3.译码器 74.LS138 译码器74LS138 译码器有 3 个输入端，组成 8 种输入状态，输出端有 8 个，每个输出端对应 8 种输入状态的一种，低电平有效。此外还有 3 个使能端E3，E2，E1，这 3 个使能端必须同时输入有效电平，译码器才能工作，既E3=1，E2=0，E1=0。译码器的主要任务是将控制器的输出 Q1、 Q0 的 4 种工作状态，翻译成甲、乙车道上 6 个信号灯的工作状态。控制器的状态编码与信号灯控制信号之间的关系如表 12、4 所示。实现上述关系的译码电路请读者自行设计。4.交通灯驱动电路（如图 7 所示）图 75.电路图（如附录 B）及电路图说明电路图说明
