基于单片机的交通灯系统设计大学毕设论文

基于51单片机的交通灯设计1 前言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，在学习了单片机的有关知识之后，运用相关知识来设计完成交通信号灯。

2 功能概述2.1设计任务：通灯的硬件和软件设计2.2设计目的1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。

2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。

4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。

3 设计思路按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向。

初始状态为状态1，南北方向绿灯通车，东西方向红灯。

经过过一段时间（55S）转换状态2，南北方向由绿灯转亮黄灯，延时5S，东西方向仍然红灯。

再转换到状态3，东西方向绿灯通车，南北方向红灯。

过一段时间（55S）转换到状态4，东西方向由绿灯转亮黄灯，延时5S，南北方向仍然红灯。

最后循环至南北绿灯，东西红灯。

在这些状态下，有时钟倒数计时。

当按下S1键时，进入绿灯时间设置模式，第二次按下S1键，进入黄灯设置模式，第三次按下S1键，设置时间结束。

4 芯片介绍AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89S52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89S52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89S52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

主要功能特性：•兼容MCS51指令系统•8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM•32个双向I/O口•256x8bit内部RAM•3个16位可编程定时/计数器中断•时钟频率0-24MHz•2个串行中断•可编程UART串行通道•2个外部中断源•共6个中断源•2个读写中断口线•3级加密位•低功耗空闲和掉电模式•软件设置睡眠和唤醒功能5 硬件设计6 软件程序设计6.1定时器初始化定时器／计数器是单片机中最常用、最重要的功能模块之一，本次实训通过交通灯控制器实例来演示定时器的使用。

首先介绍交通灯以及定时器／计数器的基础知识，接着介绍本实例的硬件电路构成，然后逐步分析定时器的编程以及程序的全貌。

定时器／计数器的4种工作方式下的逻辑结构如表所示。

定时器工作在工作方式1，是初值自动重装的16位定时器/计数器，在12MHz 晶振条件下，16位定时器的最长定时时间是65.535ms，为了方便计算取定时时间为1ms，所以，定时1s需要定时器中断100次。

下面计算定时器的初值。

定时器初值TC=M-T/t=65535-1000/1=64535，因此TH0=d8H,TL0=f0H.定时器初始化程序如下，定时器T0设定为工作方式1，初始值为d8f0H，自动重装入值为d8f0H。

TMOD|=0x01;//定时器T0设置 10ms in 12M crystalTH0=0xd8;//设定时器T0的初始值,并自动重载TL0=0xf0;ET0=1; //打开中断TR0=1; //启动定时器EA=1；//中断允许总控制位使能6.2程序流程图流程图如下：6.3程序设计（见附件）7 总结本次单片机的实训，回顾起整个过程，我们仍感慨颇多，学到了很多的东西。

同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。

一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。

对于单片机设计，其硬件电路是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。

因此可以说单片机的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。

通过这次课程设计我发现单片机原理应用行很强，只有老师的讲解不行，只看也不中，只有自己动手去做才会发现自己确实有太多的不足，许多的原理，程序看似简单，真正去做才知道知识并没有自己想象的那样扎实。

从而懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

附件#include <reg52.h>bit red_green=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;sbit KEY1=P3^0;sbit KEY2=P3^1;sbit KEY3=P3^2;unsigned char second=55,counts=0,green_time=55,yellow_time=5;//红灯55s，黄灯5s code unsigned char tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共阴数码管0-9unsigned char StrTab[4]; //定义缓冲区void Delay(unsigned int cnt){while(--cnt);}void time(void) interrupt 1 using 1{static unsigned char count=0;TH0=0xd8;//重新赋值，10ms中断一次TL0=0xf0;count++;if (count==100){count=0;second--;//秒减1if(second==0){if(red_yellow){red_yellow=0;green_red=1;second=yellow_time;P1=0xf6;//车道红灯，人行道黄灯，5s}else if(green_red){green_red=0;yellow_red=1;second=green_time;P1=0xed;//车道绿灯，人行道红灯，55s}else if(yellow_red){yellow_red=0;red_green=1;second=yellow_time;P1=0xf9;//车道黄灯5s，人行道红灯，5s}else if(red_green){red_green=0;red_yellow=1;second=green_time;P1=0xde;//车道红灯，人行道绿灯，55s}}}}void Settime(void){if(!KEY1) //按键去抖以及动作{Delay(10000);if(!KEY1){counts++;if(counts==3) //设置完成{counts=0;red_green=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;//second=green_time;P1=0xde;}}}if(counts==1 && !KEY2)//绿灯时间+{Delay(10000);if(counts==1 && !KEY2){green_time++;if(green_time==100) green_time=55;}}if(counts==1 && !KEY3)//绿灯时间-{Delay(10000);if(counts==1 && !KEY3){green_time--;if(green_time==0) green_time=55;}}if(counts==2 && !KEY2)//黄灯时间+{Delay(10000);if(counts==2 && !KEY2){yellow_time++;if(yellow_time==100) yellow_time=5;}}if(counts==2 && !KEY3)//黄灯时间-{Delay(10000);if(counts==2 && !KEY3){yellow_time--;if(yellow_time==0) yellow_time=5;}}}void Display (void)//显示函数{if(counts==0){if(red_yellow){StrTab[0]=tab[(second+yellow_time)/10];StrTab[1]=tab[(second+yellow_time)%10];StrTab[2]=tab[(second)/10];StrTab[3]=tab[(second)%10];}if(green_red || red_green){StrTab[0]=tab[second/10];StrTab[1]=tab[second%10];StrTab[2]=tab[second/10];StrTab[3]=tab[second%10];}if(yellow_red){StrTab[0]=tab[second/10];StrTab[1]=tab[second%10];StrTab[2]=tab[(second+yellow_time)/10];StrTab[3]=tab[(second+yellow_time)%10];}}if(!(counts==0)){StrTab[0]=tab[green_time/10];StrTab[1]=tab[green_time%10];StrTab[2]=tab[yellow_time/10];StrTab[3]=tab[yellow_time%10];}}void time1(void) interrupt 3 using 0//定时器1用来动态扫描{static unsigned char num;TH1=0xF8;//重入初值TL1=0xf0;num++;if(num==4) num=0;//扫描4次，使用4个数码管if(counts==0){switch (num){case 0:P2=0;P0=StrTab[0];break; //分别调用缓冲区的值进行扫描case 1:P2=1;P0=StrTab[1];break;case 2:P2=2;P0=StrTab[2];break;case 3:P2=3;P0=StrTab[3];break;default:break;}}if(counts==1){switch (num){case 0:P2=0;P0=StrTab[0];break; //分别调用缓冲区的值进行扫描case 1:P2=1;P0=StrTab[1];break;case 2:P2=4;;break;case 3:P2=4;;break;default:break;}}if(counts==2){switch (num){case 0:P2=4;break; //分别调用缓冲区的值进行扫描case 1:P2=4;break;case 2:P2=2;P0=StrTab[2];break;case 3:P2=3;P0=StrTab[3];break;default:break;}}}void main (void){TMOD|=0x01;//定时器T0设置10ms in 12M crystalTH0=0xd8;TL0=0xf0;ET0=1; //打开中断TR0=1; //启动定时器TMOD |=0x10; //定时器1用于动态扫描TH1=0xF8;TL1=0xf0;ET1=1;TR1=1;EA =1;P1=0xde;//车道红灯，人行道绿灯，55swhile (1){Settime();Display();}}。