基于单片机的交通灯控制
基于单片机的交通灯设计设计
基于单片机的交通灯设计设计交通信号灯是城市交通管理的基础设施之一，它在道路交通中起着非常重要的作用。
本文将介绍如何基于单片机设计一个简单的交通信号灯系统。
首先，我们需要了解交通信号灯系统的基本原理。
一个完整的交通信号灯系统通常由红、黄、绿三种灯组成，并且它们按照一定的时间间隔进行闪烁。
在红灯亮起时，车辆需要停下来；绿灯亮起时，车辆可以通行；黄灯用于过渡，表示绿灯即将变为红灯。
基于这个原理，我们可以使用单片机来控制交通信号灯系统。
首先，我们需要选择适用于交通信号灯系统的单片机，一些常见的单片机有STM32系列、Arduino等等。
这些单片机具有较高的计算能力和丰富的外设资源，非常适合用于控制交通信号灯系统。
接下来，我们可以设计一个简单的电路来连接单片机和交通信号灯。
首先，我们可以将单片机的GPIO引脚连接到交通信号灯系统的红、黄、绿三种灯上，然后通过程序控制GPIO引脚的高低电平来控制灯的状态。
此外，还可以使用电阻和电容等元件来实现延时功能，以控制灯的闪烁时间间隔。
在软件编程方面，我们可以使用单片机的编程语言，如C语言或Arduino语言。
通过编写合适的程序，我们可以控制交通信号灯的状态和闪烁时间间隔。
例如，可以设置一个定时器来控制红灯亮的时间，然后再设置一个定时器来控制绿灯亮的时间，以此类推。
在过渡时，可以使用延时函数控制黄灯的亮起时间。
当然，在实际的交通信号灯设计中，我们还需要考虑更多的因素，如交通流量、行人需求等等。
这些因素可以通过添加传感器、交互设备等来实现。
例如，可以使用红外传感器来感知车辆和行人的存在，以便在需要时自动调整信号灯的状态。
总之，基于单片机的交通信号灯设计是一项复杂而有趣的工作。
通过合理的硬件连接和编程，我们可以实现一个实用而可靠的交通信号灯系统，以提高交通安全性和交通效率。
希望这篇文章对你有所启发！。
基于单片机的交通信号灯控制系统设计完整版
基于单⽚机的交通信号灯控制系统设计完整版⽬录中⽂摘要 (Ⅰ)1. 引⾔ (1)2. 设计任务及思路 (1)3. 单⽚机 (3)3.1 单⽚机简介 (3)3.2 单⽚机基本结构 (3)3.3 单⽚机硬件特性 (3)4. 芯⽚的选择 (4)4.1 74LS373以及74LS07芯⽚简介 (4)4.2 8255芯⽚ (5)4.2.1 8255可编程并⾏接⼝芯⽚简介 (5)4.2.2 8255可编程并⾏接⼝芯⽚⽅式控制字格式说明 (5)4.3 晶闸管 (7)5. 交通灯控制原理分析及⽅案论证 (8)6. 系统硬件设计 (9)6.1 总体设计 (9)6.2 单⽚机最⼩系统 (9)6.2.1 振荡电路 (9)6.2.2 复位电路 (10)6.3 显⽰及其驱动模块 (11)6.3.1 键盘与状态显⽰功能 (11)6.3.2 倒计时计数功能 (11)7. 系统软件设计 (12)7.1 延时程序设计 (12)7.1.1 计数器硬件延时 (12)7.1.2 软件延时 (13)7.2 时间及信号灯的显⽰ (14)7.2.1 8031并⾏⼝的扩展 (14)122．设计任务及思路设计⼀个能够控制⼗⼆盏交通信号灯的模拟系统。
通过交通信号灯控制系统的设计。
系统⼯作受开关控制，起动开关 ON 则系统⼯作；起动开关 OFF 则系统停⽌⼯作。
控制对象如下：东西⽅向红灯两个 , 南北⽅向红灯两个，东西⽅向黄灯两个 , 南北⽅向黄灯两个，东西⽅向绿灯两个 , 南北⽅向绿灯两个，图1⼗字路⼝东西⽅向和南北⽅向各装有直⾏（包括右拐弯）控制红、黄、绿交通信号灯（如图1所⽰）。
还有倒计时显⽰器，显⽰器⽤于显⽰相应⽅向直⾏控制当前点亮信号灯还要持续的时间（即剩余时间）。
系统中有两个按钮－启动和停⽌，启动按钮按下后信号灯系统开始⼯作，并周⽽复始地循环；停⽌按钮按下，所有信号灯都熄灭。
信号灯的控制规律如表1所⽰。
即系统启动后，东西⽅向先绿灯亮25s ，然后绿灯闪烁3s，最后黄灯亮2s ，与此同时南北⽅向红灯亮30s 。
基于单片机的交通信号灯的控制系统设计
基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯是城市交通管理中非常重要的一部分，它通过灯光信号来指示道路上车辆和行人的行动。
基于单片机的交通信号灯控制系统可以实现对交通信号的自动控制，并能根据实际交通情况和时间变化进行灵活调整，提高道路交通的效率和安全性。
1.系统设计需求分析：
-实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示，时间可设定；
-根据实际交通情况和时间变化，动态调整红、黄、绿三种信号灯的显示时间；
-配备感应器，检测行人和车辆的存在，根据情况自动调整信号灯时间。
2.系统硬件设计：
-选择合适的单片机，如AT89C52；
-使用LED灯作为信号灯显示器件；
-选择适当的传感器，如红外传感器用于检测行人，光敏电阻用于检测车辆；
-选择适当的电路板进行连接。
3.系统软件设计：
-编写单片机的控制程序，实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示；
-设定初始的信号灯显示时间；
-利用定时器和中断控制程序，实现对信号灯显示时间的控制，可以根据设定的时间进行调整；
-设定感应器的检测程序，当检测到行人或车辆时，调整信号灯显示时间。
4.系统工作流程：
(1)初始化系统，设定初始的信号灯显示时间；
(2)通过定时器和中断控制程序实现循环显示红绿黄信号灯；
(3)检测行人和车辆的存在，根据情况调整信号灯显示时间；
(4)循环执行步骤2和步骤3，实现自动控制交通信号灯。
5.系统优化方案：
-根据实际交通数据和研究结果，优化信号灯显示时间；
-利用流量监测技术，实时监测道路交通情况，进一步优化信号灯的控制策略；
-可以加入数据通信模块，将采集到的交通数据上传到中央交通管理系统，实现更智能化的交通信号灯控制。
基于单片机交通灯的控制
基于单片机交通灯控制摘要交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。
要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的科技手段加以实现。
本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上，运用检测传感、实时调整智能化控制的实现技术，将传感器监测、实时调整车辆通行时间的算法与单片机控制作用相结合，提出了基于单片机的交通控制系统设计方案。
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。
单片机的交通灯控制系统由STC89C52单片机、交通灯显示、LED倒计时、紧急处理、时间模式手动设置等模块组成。
系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、交通异常状况判别及处理等相关功能。
理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
本设计主要做了如下几方面的工作：一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，二是硬件电路、显示电路等的设计和基本功能要求。
三是进行软件系统的设计。
对于本系统，本人采用单片机C语言编写，总体上完成了软件的编写。
关键词：单片机；STC89C52；交通灯；记时；ABSTRACTTraffic control system is a modern society with the logistics, travel and other transportation development of a unique set of public management system. To ensure safe and efficient traffic order, in addition to the development of a series of traffic rules, it must be through some technological means to achieve. In this paper, the current traffic control for in-depth analysis, based on the use of detection sensors, real-time adjustment to achieve intelligent control technology, sensor monitoring, real-time adjustments to traffic control algorithm and the role of single-chip combination is proposed based on microcontroller traffic control system design.Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealers Drive, people walkways, orderly. Then rely on to achieve the discipline of the order then? Rely on the automatic traffic light is the chain of command.8051 by the traffic light control system 8051, traffic light display, LED countdown, traffic detection and adjustment, compliance testing, emergency treatment, time mode manually set the other modules. In addition to basic traffic light system functions, but also with the passage of time manually set, you can countdown show, emergency vehicle forced through, traffic detection and adjustment, identification and handling of traffic anomalies and other related functions. The system is able to prove the theory is simple, economic, efficient flow of traffic, improve traffic intersection traffic capacity. This design madethe following main aspects: First, determine the overall traffic control system design, including, specific passage forbidding intersection design and the system should have the function, and second, the sensor hardware circuits, display circuit design and basic functional requirements. Third, the software system design. for this system, I used the MCU assembly language, the overall completion of the software was written.Key words: SCM ;traffic lights; STC89C52; timing; detection目录1. 概述 (1)1.1 单片机交通控制系统的选题背景 (1)1.2 单片机交通控制系统选题的现实意义 (1)1.3 国内外研究现状及其发展 (3)1.3.1 国内外交通控制技术 (3)1.3.2 交通控制存在的问题 (3)1.4 单片机交通控制系统主要研究的内容 (4)2. 单片机交通控制系统总体设计 (5)2.1单片机交通控制系统通行方案设计 (5)2.2 单片机交通控制系统的功能要求 (6)2.2.1 倒计时显示 (7)2.2.2 时间手动设置 (7)2.2.4 紧急处理 (7)2.3 单片机交通控制系统的基本构成及原理 (7)3. 系统硬件电路的设计 (8)3.1系统硬件总电路构成及原理 (8)3.1.1 系统硬件电路构成 (8)3.1.2 系统工作原理 (8)3.2 单片机的选择 (9)3.2.1 单片机的概述 (9)3.2.2 STC89C52RC芯片的主要性能 (9)3.2.3 STC89C52RC芯片的内部结构框图 (9)3.2.4 STC89C52RC芯片最小系统 (10)3.3硬件介绍及连接 (11)3.3.1 八段LED数码管 (11)3.3.2其它器件 (13)4.系统软件程序的设计 (14)4.1程序主体设计流程 (14)4.2 系统软件的理论基础知识 (15)4.2.1 定时器原理 (15)4.2.2 软件延时原理 (16)4.2.3 中断原理 (16)4.3 子程序模块设计 (16)4.3.1 按键扫描程序 (16)4.3.2 状态灯显示 (18)4.3.3 LED倒计时显示 (19)4.3.4红绿灯时间调整程序 (20)4.3.5消抖动程序 (21)4.4 系统软件调试 (22)4.4.1 TKS仿真器 (22)4.4.2 集成开发环境KEIL (22)4.4.3 系统软件调试 (23)5. 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录： (27)1. 概述1.1 单片机交通控制系统的选题背景随着人口快速的增多，交通工具的爆炸性的发展，以及道路资源的有限性，交通控制就应运而生，在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们的出行都无时不刻与交通打着交道。
基于单片机的交通信号灯的控制系统设计
基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯的控制系统是指利用单片机控制交通信号灯的运行和切换。
通过合理的控制，交通信号灯可以按照设定的时序规律切换颜色，以指示交通参与者应该如何行动，从而保证交通的有序进行。
本文将详细介绍基于单片机的交通信号灯控制系统的设计。
首先，我们需要选择适合的单片机。
常用的单片机如8051、AVR、PIC等，均具有较高的集成度和低功耗特性。
我们可以根据项目要求选择合适的单片机。
在本系统中，我们选择了PIC单片机。
接下来，我们需要设计电路。
首先，我们需要一个交通信号灯，包括红、黄、绿三种颜色的LED灯。
为了控制LED的亮灭，我们需要使用适当的电阻限制电流，以及合适的电平转换电路将单片机的输出电压转换为适合LED的电压。
此外，我们还需要设置一个可调电阻来控制LED灯的亮度。
为了保证电路的稳定性和安全性，我们还需要添加适当的过流保护电路和过压保护电路。
然后，我们需要设计程序逻辑。
首先，我们需要定义交通信号灯的状态和时间参数。
交通信号灯的状态一般包括红、黄、绿三个状态，分别对应停止、准备和行进。
时间参数则包括每个状态的持续时间。
根据这些参数，我们可以设计程序逻辑流程，实现交通信号灯状态的切换。
在程序设计中，我们需要使用定时器中断来计时，并根据时间参数切换信号灯状态。
我们还需要使用IO口来控制LED灯的亮灭。
通过编程，我们可以将交通信号灯的切换、亮灭、亮度控制等功能与单片机的硬件结合起来，从而实现交通信号灯的控制。
最后，我们需要进行系统测试和优化。
在测试中，我们可以通过观察LED灯的亮灭、时间参数的调整等来验证系统的正常工作。
如果有需要，我们可以对程序进行优化，以提高系统的稳定性和性能。
综上所述，基于单片机的交通信号灯控制系统设计涉及到硬件电路设计、程序逻辑设计、系统测试和优化等多个方面。
通过合理的设计和控制，我们可以实现交通信号灯的有序运行，为交通参与者提供准确的指引，提高交通的安全性和效率。
基于单片机的智能交通灯的设计
基于单片机的智能交通灯的设计智能交通灯是一种基于单片机控制的新型交通信号灯系统。
相比传统的交通信号灯，智能交通灯具有更高的智能化和自动化水平，能够根据实时交通流量和道路条件进行自适应调整，从而提高交通效率和安全性。
下面将介绍基于单片机的智能交通灯的设计。
首先，整个系统由交通灯控制器、传感器、电源和显示设备组成。
交通灯控制器采用单片机作为核心处理器，通过编程实现交通灯的自动控制。
传感器主要用于收集道路的实时交通流量数据，可以使用车辆检测器、红外线传感器等。
电源则提供系统所需的电能，可以通过交流电转直流电供电。
显示设备包括LED灯组成的交通信号灯。
其次，智能交通灯的设计要考虑到交通流量、道路条件和等待时间等因素。
通过传感器采集到的交通流量数据，可以实时判断道路上的车辆数量和行车速度情况，并根据这些数据来进行灯光的控制。
例如，当一些方向的交通流量较大时，该方向的灯光可以延长绿灯时间，以减少等待时间和堵塞情况。
同时，系统还可以根据实际道路条件进行调整，例如在下雨天或冰雪天气中，可以适当延长红灯时间，以提高行车安全性。
此外，智能交通灯系统还可以配备优先级设定功能。
这意味着交通灯可以根据不同交通参与者的特定需求来设置优先级顺序。
例如，救护车和消防车可以通过特定的信号发送给交通灯系统，以优先通行。
当系统接收到这些信号时，可以尽快改变交通灯状态，并确保畅通无阻地通行。
最后，在智能交通灯的设计过程中，还需要注意安全性和可靠性。
系统中的单片机必须能够稳定运行，并能够及时控制交通灯的状态。
同时，对于车辆和行人来说，应该提供明确的信号指示，以确保他们能够正确理解和响应交通灯的指示。
综上所述，基于单片机的智能交通灯的设计可以提高交通效率和安全性。
通过采集道路上的实时交通流量数据，并根据这些数据来自动调整交通灯的控制，可以减少交通拥堵和事故发生的概率。
此外，智能交通灯还可以根据不同交通参与者的特定需求来进行优先级设置，提高交通系统的灵活性和适应性。
基于单片机的交通信号灯控制系统
基于单片机的交通信号灯控制系统随着城市化进程的加快以及汽车数量的不断增加，道路交通量也呈现出快速上升的趋势。
交叉路口作为道路交通的瓶颈，其通行效率的提高对于缓解交通压力、减少车辆排放、提高城市交通环境起着至关重要的作用。
因此，交通信号灯控制系统的设计和优化成为提高城市道路交通流量和通行效率的重要工作之一。
本文基于单片机的交通信号灯控制系统进行探究和分析。
一、交通信号灯控制系统的结构交通信号灯控制系统一般由控制主机、信号灯、车辆感应器、红外线传感器以及通信传输模块等组成。
控制主机通过车辆感应器、红外线传感器等感应设备获取交通信息，判断交通流量，从而实现对交通信号灯进行控制。
同时，通信传输模块将交通信息通过网络传输到控制中心，实现系统的远程监控和管理。
二、基于单片机的交通信号灯控制系统的特点基于单片机的交通信号灯控制系统具有如下特点：1. 系统结构简单，操作稳定可靠单片机芯片集成度高、成本低、工作电压和频率范围广，具有高速、高可靠性、易于程序控制等特点。
因此在交通信号灯控制系统的设计中，选用单片机控制器作为控制核心，可以保证系统结构简单，操作稳定可靠。
2. 精准控制，实时响应单片机可以运行高速时钟、具有中断响应功能，可实现精准计时，来控制交通信号灯的展现模式，同时根据系统设置实时响应交通流量变化。
3. 极大地提高交通效率和安全性基于单片机的交通信号灯控制系统可以根据实际交通情况进行快速响应和调整，使得交通信号灯的控制更加精确、有效。
从而极大地提高了交通效率和安全性。
三、基于单片机的交通信号灯控制系统的实现方法1. 硬件设计在进行基于单片机的交通信号灯控制系统的硬件设计时，需要选择合适的控制器，以及对应的通信模块、GSM模块、各类传感器等，进行整合和组装。
控制器选用常用的51单片机、AVR单片机或者ARM单片机等作为芯片，进行外围电路设计。
同时，需要根据控制器的选择和实际情况选择对应的模块进行组合。
2. 软件设计软件设计是基于单片机的交通信号灯控制系统的核心。
基于单片机的交通信号灯设计
基于单片机的交通信号灯设计交通信号灯是城市道路交通管理的重要组成部分，通过控制交通信号灯的亮灭顺序，可以有效地调控车辆和行人的通行，保证道路的交通流畅和安全。
本文将介绍基于单片机的交通信号灯设计。
一、设计目标本设计的目标是利用单片机控制交通信号灯的亮灭顺序，并根据交通状况进行动态调控，以提高道路通行效率和安全性。
二、硬件设计硬件设计包括交通信号灯、单片机、红外传感器等。
1.交通信号灯：根据道路情况选择适当的信号灯布局，一般包括红灯、黄灯和绿灯。
2.单片机：选用一款具有较好性能和稳定性的单片机，如STC89C513.红外传感器：用于检测车辆和行人的存在，以及计算通过时间。
三、软件设计软件设计分为信号灯控制程序和调控算法设计。
1.信号灯控制程序：根据信号灯的布局和时序要求，编写程序实现交通信号灯的亮灭控制。
通过单片机的输出口控制灯的状态切换，可以使用各种延时函数来控制各个灯的亮灭时间。
2.调控算法设计：根据交通状况和道路拥堵情况进行调控。
可以通过红外传感器检测车辆和行人的存在与否，并计算通过时间。
根据不同的情况，编写算法来动态调节交通信号灯的亮灭顺序和时间。
例如，当有车辆和行人需要通行时，可以延长绿灯时间；当一些方向车辆较多时，可以调节配时绿灯的时间比例。
四、系统功能设计完成后的交通信号灯系统具备以下功能：1.自动控制：根据预设的时序和调控算法，系统能够自动控制交通信号灯的亮灭。
2.动态调控：根据红外传感器检测到的交通状况和拥堵情况，系统能够动态调控信号灯的亮灭顺序和时间，以提高道路通行效率。
3.人工干预：在需要进行维护或出现特殊情况时，可以通过人机交互界面对信号灯进行手动控制。
4.报警功能：当交通信号灯系统出现故障时，系统能够及时报警，以提醒维修人员进行处理。
五、系统优势与传统的交通信号灯相比1.灵活性更高：通过单片机的程序设计，交通信号灯可以根据交通状况进行动态调控，提高道路通行效率。
2.可靠性更强：采用单片机控制，系统工作稳定可靠，可避免由于传统信号灯老化等原因导致的故障。
基于单片机交通灯智能控制系统
基于单片机交通灯智能控制系统汇报人：日期:contents•引言•系统总体设计目录•系统功能实现•系统测试与优化•总结与展望引言01CATALOGUE交通灯控制系统能够合理地分配道路交通流量，避免交通事故的发生，保障行人和车辆的安全。
保障交通安全通过交通灯控制系统的调度，可以使得道路交通更加有序，减少交通拥堵现象的发生，提高道路通行效率。
提高道路通行效率交通灯控制系统的重要性传统交通灯控制系统通常采用固定的时间方案进行控制，无法根据实际情况进行灵活调整。
控制方式单一缺乏智能化维护成本高传统交通灯控制系统缺乏智能化功能，无法实现自适应控制和远程监控等功能。
传统交通灯控制系统通常采用机械式构造，容易出现故障，维护成本较高。
030201传统交通灯控制系统的局限性基于单片机的智能交通灯控制系统的优势控制方式灵活01基于单片机的智能交通灯控制系统采用可编程控制方式，可以根据实际情况进行灵活调整，实现个性化控制。
智能化程度高02基于单片机的智能交通灯控制系统具有智能化功能，如车辆检测、自适应控制、远程监控等，能够更好地适应现代城市交通管理的需求。
维护成本低03基于单片机的智能交通灯控制系统采用数字化构造，具有更高的可靠性和稳定性，维护成本较低。
同时，系统具有自诊断功能，能够快速定位并排除故障，降低了维护的难度和成本。
系统总体设计02CATALOGUE采用高性能、低功耗的单片机作为系统核心，负责处理传感器输入、控制信号输出、与系统外设进行通信等任务。
微控制器核心利用红外传感器、超声波传感器等，实时监测道路车辆、行人情况，为交通灯控制提供实时数据。
传感器输入模块通过无线或有线方式，与上位机、其他交通灯控制系统进行数据传输和协同控制，以实现区域交通协同优化。
通信模块采用LED显示屏和按键，实现系统工作状态的实时显示和用户手动控制。
人机交互模块系统架构设计设计稳定的电源电路，为系统各个模块提供稳定、可靠的电压。
电源电路根据传感器类型和输入信号特点，设计相应的接口电路，实现传感器信号的采集、放大、滤波等功能。
《2024年基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》范文
《基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，交通问题日益突出，交通灯作为城市交通管理的重要设施，其性能和智能化程度直接影响到交通的顺畅和安全。
因此，基于单片机的智能交通灯控制系统的研究具有重要的现实意义。
本文将从系统设计、硬件实现、软件编程、性能优化等方面对基于单片机的智能交通灯控制系统进行研究。
二、系统设计1. 系统架构本系统采用单片机作为核心控制器，通过传感器、执行器等设备实现交通灯的智能控制。
系统架构包括单片机、输入设备、输出设备以及通信模块等部分。
其中，输入设备包括车辆检测器、行人检测器等，用于检测交通状况；输出设备为交通灯，用于指示交通；通信模块用于实现系统与上位机的通信。
2. 工作原理系统通过传感器实时检测交通状况，根据检测结果控制交通灯的亮灭。
当检测到有车辆或行人通过时，系统会相应地调整交通灯的亮灯时间，以保证交通的顺畅和安全。
同时，系统还具有自动调节功能，根据实际交通情况自动调整亮灯时间，以适应不同的交通状况。
三、硬件实现1. 单片机选择本系统选用STC12C5A60S2系列单片机作为核心控制器，该单片机具有高速度、低功耗、低成本等优点，适合应用于本系统中。
2. 传感器选择系统采用红外线车辆检测器和CCD行人检测器等传感器实现交通状况的实时检测。
这些传感器具有高灵敏度、低误报率等优点，能够有效地提高系统的性能。
3. 执行器选择执行器采用LED交通灯，具有高亮度、长寿命等优点，能够有效地指示交通。
四、软件编程1. 编程语言选择本系统采用C语言进行编程，C语言具有代码效率高、可移植性强等优点，适合应用于本系统中。
2. 程序设计思路程序设计包括主程序和中断服务程序两部分。
主程序负责初始化系统参数和控制程序的循环执行；中断服务程序负责处理传感器输入的信号和执行相应的控制命令。
在程序设计过程中，应充分考虑系统的实时性和稳定性要求。
五、性能优化1. 算法优化通过对算法进行优化，可以提高系统的响应速度和准确性。
基于单片机的交通信号灯控制
基于单片机的交通信号灯控制摘要: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MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1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PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词：单片机交通灯闯红灯检测车流量1 引言当今，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。
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，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。
基于单片机的交通灯控制器
基于单片机的交通灯控制器摘要红黄绿交通灯控制器采用单片机及程序存储器的扩展控制，实现控制器的功能要求，例如红黄绿灯的交替闪烁，定时等等。
单片机将CPU，存储器，定时器／计数器及各接口电路组成，具有良好的性价比。
本控制器可分时段进行道路的管制，还可在紧急时刻进行手动控制，实施道路路况的控制。
交通信号灯控制方式很多。
本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1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PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词：单片机交通灯闯红灯检测车流量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。
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，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，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。
单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。
2. 芯片简介8051是MCS-51系列单片机的典型产品，8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。
基于单片机的交通灯控制器的设计及实现
基于单片机的交通灯控制器的设计及实现交通灯控制器是一个广泛应用于城市交通系统中的设备，它用于控制交通信号灯的工作，确保交通流畅且安全。
在本篇文章中，将介绍基于单片机的交通灯控制器的设计与实现。
首先，交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面：1.硬件设计：交通灯控制器的硬件设计主要包括选择合适的单片机、电源电路、输入输出接口以及信号灯的电路设计。
合适的单片机应具有足够的输入输出引脚以及处理能力，常用的有51系列和STM32系列单片机。
电源电路需要稳定的直流电源供应，以确保交通灯的正常工作。
2.软件设计：交通灯控制器的软件设计包括控制算法的设计与编程。
控制算法需要根据交通流量和交通情况合理调配信号灯的时间，以实现交通流量的最优化。
通过编程，将控制算法转化为单片机可以执行的指令，以控制信号灯的切换。
3.安全设计：交通灯控制器的安全设计需要考虑各种异常情况的处理，如断电恢复、故障检测等。
在断电后，交通灯控制器应能够自动恢复到正常工作状态。
同时，应设计故障检测机制，及时发现并报警，以保证交通灯的正常工作。
实现基于单片机的交通灯控制器的步骤如下：1.确定交通路口的情况及需求：根据实际情况，确定交通路口的车流量、行人流量等因素，以确定交通灯控制器的设计方案。
2.硬件设计与搭建：选择合适的单片机，设计电源电路、输入输出接口以及信号灯的电路。
根据设计方案，搭建出交通灯控制器的硬件平台。
3.软件开发：编写控制算法的程序，并将其转化为单片机可以执行的指令。
在程序中，根据交通流量和交通情况，合理调配信号灯的时间，以实现交通流量的最优化。
4.测试与调试：将程序烧录到单片机中，并连接相关硬件，进行测试与调试。
通过模拟不同情况下的交通流量，验证交通灯控制器的工作效果。
5.安全设计与优化：加入安全设计机制，处理异常情况，并对交通灯控制器进行优化。
根据实际使用过程中的反馈，对控制算法进行调整，以提升交通流量控制的效果。
总结起来，基于单片机的交通灯控制器的设计与实现包括硬件设计与搭建、软件开发、测试与调试以及安全设计与优化等步骤。
基于单片机的交通灯
按键处理程序：检测按键开关的状态，实现手动控 制交通信号的切换
报警处理程序：在系统异常时，控制蜂鸣器和LED指 示灯发出报警
3系统实现ຫໍສະໝຸດ 3 系统实现代码实现
基于51单片机的交通灯控制系统的代码实现主要采用C语言。下面是一个简单的示例代码 ，用于实现基本的交通灯控制逻辑
基于51单片机的交通 灯‘
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1 引言 2 系统设计 3 系统实现
1
引言
1 引言
2
系统设计
2 系统设计
硬件设计
基于51单片机的交通灯控制系统硬件部分主要由单片机、电源模块、LED灯模块、按键模 块和报警模块组成。具体设计如下
单片机：采用8051单片机，负责处理和控制系统的各个模块 电源模块：为整个系统提供稳定的工作电压，一般采用5V直流电源
3 系统实现
调试与测试
在代码实现后，需要对系统进行 调试和测试，以确保交通灯控制 逻辑和人机交互功能的正确性。 具体的调试和测试方法可以包括 ：连接硬件进行实际操作、观察 LED灯的状态、按键测试和报警 测试等。通过这些测试，可以确 认系统的稳定性和可靠性，为实 际应用提供保障
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感谢您的聆听
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2 系统设计
LED灯模块：包括红、绿、黄 三种颜色的LED灯，用于模拟 交通信号
按键模块：包含按键开关， 用于手动控制交通信号的切 换
报警模块：包含蜂鸣器和LED 指示灯，用于在系统异常时 发出报警
基于单片机的交通灯控制系统
基于单片机的交通灯控制系统一、实验目的1、了解交通灯的控制方法2、掌握8051单片机基本操作3、掌握keil和proteus软件的使用二、实验原理通过对十字路口的观察，发现红绿灯的控制原理：首先南北方向右转加直行的绿灯亮起。
此时，东西方向为红灯；当右转加直行绿灯倒计时进入最后5秒，绿灯切换为黄灯并开始闪烁，东西方向红灯不变；接着南北方向切换为左转灯，东西方向依然是红灯；同样当倒计时进入最后5秒时，黄灯开始闪烁。
东西方向为红灯。
然后东西方向的右转加直行绿灯亮起，以此类推。
三、实验内容及程序主程序：void main(void){Busy_LED=0;Special_LED=0;IT0=1; //INT0负跳变触发TMOD=0x01;//定时器工作于方式1TH0=(65536-50000)/256;//定时器赋初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1; //CPU开中断总允许ET0=1;//开定时中断EX0=1;//开外部INTO中断TR0=1;//启动定时while(1){Flag_EW_Yellow=0; //EW关黄灯显示信号Time_EW=EW;Time_SN=SN;while(Time_SN>=5){P1=S[0]; //SN通行，EW红灯Display();}P1=0x00;while(Time_SN>=0){Flag_SN_Yellow=1; //SN开黄灯信号位EW_Red=1; //SN黄灯亮，等待左拐信号，EW红灯Display();}Flag_SN_Yellow=0; //SN关黄灯显示信号Time_SN=SNL;while(Time_SN>=5){P1=S[2];//SN左拐绿灯亮，EW红灯Display();}P1=0x00;while(Time_SN>=0){Flag_SN_Yellow=1; //SN开黄灯信号位EW_Red=1; //SN黄灯亮,等待停止信号，EW红灯Display();}/***********赋值**********/EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;Flag_SN_Yellow=0; //SN关黄灯显示信号Time_EW=SN;Time_SN=EW;while(Time_EW>=5){P1=S[4]; //EW通行，SN红灯Display();}P1=0X00;while(Time_EW>=0){Flag_EW_Yellow=1;//EW开黄灯信号位SN_Red=1;//EW黄灯亮，等待左拐信号，SN红灯Display();}Flag_EW_Yellow=0; //EW关黄灯显示信号Time_EW=EWL;while(Time_EW>=5){P1=S[6];//EW左拐绿灯亮，SN红灯Display();}P1=0X00;while(Time_EW>=0){Flag_EW_Yellow=1; //EN开黄灯信号位SN_Red=1;//EW黄灯亮，等待停止信号，SN红灯Display();}/***********赋值**********/EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;}}程序框图：主程序：定时器T0:外部中断0：减按键与加按键流程相同。
基于单片机的交通灯控制系统的设计方案
设计一个基于单片机的交通灯控制系统可以帮助实现交通信号灯的自动控制，提高交通效率和安全性。
以下是一个简要的设计方案：设计方案概述该系统基于单片机（如Arduino、STM32等）实现交通灯的控制，包括红灯、黄灯、绿灯的切换以及定时功能。
通过传感器检测车辆和行人的情况，系统可以根据实际交通情况智能地调整交通灯的状态。
系统组成部分1. 单片机控制模块：负责接收传感器信号、控制交通灯状态，并实现定时功能。
2. 传感器模块：包括车辆检测传感器和行人检测传感器，用于感知交通情况。
3. LED灯模块：用于显示红灯、黄灯、绿灯状态。
4. 电源模块：为系统提供稳定的电源供电。
工作流程1. 单片机接收传感器信号，监测车辆和行人情况。
2. 根据监测结果，控制交通灯状态的切换：红灯亮时其他灯灭，绿灯亮时红灯和黄灯灭，黄灯亮时其他灯灭或闪烁。
3. 实现交通灯状态的定时切换：设定各个灯的持续时间，保证交通信号的周期性切换。
系统特点1. 智能化控制：根据实时交通情况自动调整交通灯状态，提高交通效率。
2. 节能环保：通过定时控制，减少交通信号灯的能耗。
3. 可靠性：采用单片机控制，系统运行稳定可靠。
可扩展功能1. 远程监控：添加通讯模块，实现对交通灯系统的远程监控和控制。
2. 数据记录：添加存储模块，记录交通流量数据，为交通规划提供参考。
3. 多路控制：扩展系统支持多个交通路口的交通信号控制。
通过以上设计方案，可以实现基于单片机的交通灯控制系统，提升交通管理的效率和智能化水平。
设计时需注意硬件选型、软件编程和系统调试，确保系统正常运行并满足实际需求。
基于单片机交通灯的控制
基于单片机交通灯的控制交通灯是城市交通中最常见和最重要的控制信号装置，用于指示道路交通的正常通行、减缓交通流量、指挥交通等作用，是保障城市道路交通安全和畅通的必要措施。
随着单片机技术的快速发展，基于单片机交通灯的控制方案已经被广泛应用于城市交通管理中。
本文将详细介绍基于单片机交通灯的控制的相关知识。
一、单片机交通灯的控制原理单片机交通灯的控制原理分为两个部分：信号控制和定时控制。
信号控制：信号控制是交通灯控制的重点，在交通灯控制中有三组信号灯，分别是红灯、黄灯和绿灯。
红灯指示交通信号禁止通行，黄灯指示交通信号即将变为红色，警示车辆停车或减速，绿灯指示交通信号可以通行。
在信号控制中，单片机通过数字信号输出口控制红灯、黄灯、绿灯的点亮和熄灭顺序，实现交通道路的正常通行。
定时控制：定时控制是交通灯控制的关键，通过定时控制可以确保交通信号灯按规定时间间隔依次点亮和熄灭。
在单片机控制系统中，通过定时器和定时中断方式来实现交通灯控制的定时功能。
二、单片机交通灯的控制系统单片机交通灯的控制系统由下列四个部分组成：单片机系统、信号控制器、信号灯组和电源系统。
1、单片机系统：在单片机控制系统中，单片机是主控制器，控制信号控制器和信号灯组的运行。
单片机需要通过编程控制信号控制器和信号灯组的照明和熄灭。
2、信号控制器：信号控制器是指用于控制信号灯的电路，其接收单片机发出的命令来控制交通信号灯的点亮和熄灭，实现交通信号灯的正常运行。
3、信号灯组：信号灯组是指在交通灯控制中的红灯、黄灯和绿灯，其通过灯罩和信号控制器形成成品交通灯，用于指示车辆和行人的行驶或行走指导，保障道路交通的安全畅通。
4、电源系统：电源系统包括直流电源和备用电源，其为交通灯控制系统提供稳定、安全、有效的电能，保障交通信号灯的正常运转。
三、单片机交通灯的控制程序单片机交通灯控制程序主要分为三个部分：定时程序、信号控制程序和主程序。
1、定时程序：定时程序主要用于实现交通灯控制的时间间隔，通过定时器和定时中断方式实现控制，控制红灯、黄灯和绿灯的运行。
基于单片机的智能交通灯
基于单片机的智能交通灯简介智能交通灯是利用单片机等技术来实现的交通灯控制系统。
传统的交通灯系统通常使用固定的时间间隔控制红绿灯的切换，但这种方式无法根据实际交通状况进行调整，导致交通堵塞和浪费资源。
而基于单片机的智能交通灯系统可以根据实时交通情况智能地调整信号灯的切换时间，以提高交通效率和优化交通流。
系统组成基于单片机的智能交通灯系统主要由以下几个组成部分构成：1.单片机控制板2.光电传感器3.红绿灯信号灯4.交通流量检测器单片机控制板单片机控制板是智能交通灯系统的核心部件，它负责接收传感器信号，并根据预设的算法来控制交通灯的切换。
可以选择使用多种单片机，如Arduino、树莓派等。
光电传感器光电传感器是用来检测车辆或行人是否经过的传感器。
它通常由发射器和接收器组成，发射器发出光束，当有物体遮挡光束时，接收器会收到反射的光信号，从而触发传感器的输出信号。
红绿灯信号灯红绿灯信号灯是交通灯系统中至关重要的部分。
它通过红、黄、绿三种颜色的灯光提示交通参与者知道何时停车和何时通行。
交通流量检测器交通流量检测器用于检测交通流量，可以使用多种技术实现，例如使用车辆传感器或摄像头进行车辆计数。
工作原理1.系统启动后，单片机控制板开始运行，并初始化各个传感器和灯光。
2.光电传感器不断监测道路上交通流量的情况，并将检测到的信号传输给单片机控制板。
3.单片机控制板根据接收到的交通流量信号和预设的算法来判断是否需要进行红绿灯的切换。
4.单片机控制板控制红绿灯信号灯按照规定的时间间隔进行切换，并向交通参与者显示相应的信号。
5.交通流量检测器不断监测交通流量的变化，并将检测结果传输给单片机控制板。
6.单片机控制板根据接收到的交通流量变化情况，动态调整红绿灯的切换时间，以适应实时交通状况。
功能特点1.实时监测道路上的交通流量，避免交通堵塞。
2.动态调整信号灯的切换时间，优化交通流。
3.提供良好的交通参与者体验，减少等待时间。
单片机控制的交通灯设计
单片机控制的交通灯设计
一、引言
交通灯是控制交通流量的有效途径，它能有效减少交通拥堵，提高交
通安全。
现代交通灯基本要求有简单的控制逻辑，因此可以利用单片机来
控制交通灯。
单片机控制的交通灯由单片机、绿灯、黄灯、红灯和控制电
路等组成，可以根据设定的定时、定周期等各种状态开关控制，从而有效
控制交通流量，提高交通安全。
本文重点介绍了单片机控制的交通灯原理、构成、工作原理和应用，为实现对交通灯的自动化控制提供依据。
二、单片机控制的交通灯原理
单片机控制的交通灯是以单片机为核心，由绿灯、黄灯和红灯这三个
部件为标志牌，以及智能控制电路为辅助构成的一套交通灯系统。
其原理
简单说来，就是将一定的信号变成一定的控制信号来控制交通灯的开关信号，以达到自动化控制的效果。
三、单片机控制的交通灯构成
单片机控制的交通灯由单片机、绿灯、黄灯、红灯和控制电路等组成。
单片机作为核心，用于接收输入信号，并将信号转换为相应的控制信号；
绿灯、黄灯和红灯分别为标志牌，用以指示车辆前行、慢行或停止；控制
电路用于控制绿黄红灯的亮灭，实现整套交通灯的控制。
四、单片机控制的交通灯工作原理。
基于单片机的交通灯设计c语言程序
基于单片机的交通灯设计c语言程序交通信号灯是城市交通中非常常见的设施之一，起到了引导和控制车辆、行人通行的重要作用。
基于单片机的交通信号灯设计是一个非常典型的实际应用案例，通过编写C语言程序，可以实现对交通信号灯状态的控制和调节。
首先，我们需要了解交通信号灯的基本原理和工作流程。
一般而言，交通信号灯包括红灯、黄灯和绿灯三种状态，分别对应停止、准备和通行的指示。
交通信号灯会按照一定的时间间隔，循环地在这三个状态之间切换，以控制车辆和行人的通行。
在基于单片机的交通信号灯设计中，我们可以借助定时器和IO口来实现状态的切换和指示灯的亮灭。
下面是一个简单的C语言程序示例：```c#include <reg52.h>sbit red = P1^0; //红灯控制引脚sbit yellow = P1^1; //黄灯控制引脚sbit green = P1^2; //绿灯控制引脚void delay(unsigned int xms) //延时函数{unsigned int i, j;for(i=xms; i>0; i--){for(j=110; j>0; j--);}}void main(){while(1){red = 1; //红灯亮yellow = 0; //黄灯灭green = 0; //绿灯灭delay(3000); //延时3秒red = 0; //红灯灭yellow = 1; //黄灯亮green = 0; //绿灯灭delay(2000); //延时2秒red = 0; //红灯灭yellow = 0; //黄灯灭green = 1; //绿灯亮delay(5000); //延时5秒}}```上述程序通过P1口的不同引脚控制红灯、黄灯和绿灯的亮灭。
通过循环的方式，定时器每隔一段时间就切换交通信号灯的状态，从而实现交通信号灯的正常工作。
这只是一个简单的交通信号灯设计示例，实际的交通信号灯设计还可能涉及到更多的状态和控制逻辑。
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基于单片机的交通灯控制目录摘要 ..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2第1 章概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.1课题背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31.1.1课题来源 .．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.1.2市场需求 ....．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.2单片机技术的发展.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (3)1.2.1单片机简介 . . . . . .．．．..．．．.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..31.2.2单片机发展概述.........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2.3单片机的发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第2章交通灯的硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.1MSC-51芯片简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.2移位寄存器74LS164．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3 LED显示器....．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3.1显示器的结构和原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3.2 LED静态显示方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.3.3 LED动态显示方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 第3章交通灯的设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.2 基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.3交通灯控制线路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.4印制电路板图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.4.1印制电路板图的设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.4.2交通灯印制板图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15第4章交通灯的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164.1延时设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164.1.1 硬件延时．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164.1.2 软件延时......................... ．．．........ ．．．．．． (17)4.2 时间及信号灯的显示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.2.1 74LS164 8位并行输出串行输入移位寄存．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.2.2显示原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.2.3数码管显示器显示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.3程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.3.1流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.3.2 程序源代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.3.3测试结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 设计感想．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22参考文献..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.23基于单片机的交通灯设计【摘要】近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用越来越普遍，同时带动传统控制检测日新月异更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是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，以及针对具体应用对象特点的软件结合，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。
靠PLC 控制,微系统控制。
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。
本系统采用89系列单片机AT89C51和8位并行输出串行输入移位寄存器74LS164为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过AT89C51芯片的P0、P2口设置红、绿灯燃亮时间的功能；显示时间通过AT89C51的P3、0 P3、1口输出到74LS164后并行输出到七段数码管显示，系统实用性强、操作简单、扩展性强。
【关键词】单片机AT89C51 LED七段数码管 74lS164移位寄存器第一章概述1.1课题背景1.1.1课题来源19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。
其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。
后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。
在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。
后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。
不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。
从此，城市的交通信号灯被取缔了。
直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。
稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。
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。
中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。
1.1.2市场需求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。
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监测、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。
随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等地出现了交通超负荷运行的情况，交通事故的问题也越来越严重。
因此交通灯控制系统是迫切需要的。
1.2单片机技术的发展1.2.1单片机简介单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小然而完善的计算机系统.这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务.由此来看,单片机有着微处理器所不具备的功能,它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,这是单片机最大的特征.然而单片机又不同于单板机,芯片在没有开发前,它只是具备功能极强的超大规模集成电路,如果赋予它特定的程序,它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统,它与单板机或个人电脑(PC机)有着本质的区别,单片机的应用属于芯片级应用,需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术,用这样特定的芯片设计应用程序,从而使该芯片具备特定的功能.不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征,即它们的技术特征均不尽相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构,用户要使用某种单片机,必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标.这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等,这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到.软件特征是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式,数据处理和逻辑处理方式,输入输出特性及对电源的要求等等.开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源.要利用某型号单片机开发自己的应用系统,掌握其结构特征和技术特征是必须的.单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统,可以软件控制来实现,并能够实现智能化,现在单片机控制范畴无所不在,例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等,单片机的应用领域越来越广泛.诚然,单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想.是控制技术的一次革命,是一座重要的里程碑.1.2.2单片机发展概述1946年第一台电子计算机诞生至今,只有50年的时间,依靠微电子技术和半导体技术的进步,从电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路,现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管,使得计算机体积更小,功能更强.特别是近20年时间里,计算机技术获得飞速的发展,计算机在工农业,科研,教育,国防和航空航天领域获得了广泛的应用,计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志.单片机诞生于20世纪70年代,象Fairchid公司研制的F8单片微型计算机.所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(Center Processing Unit,也即常称的CPU)和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其他I/O通信口集成在一块芯片上,构成一个最小的计算机系统,而现代的单片机则加上了中断单元,定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路,使得单片机的功能越来越强大,应用更广泛.20世纪70年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处在初级的发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上,象Farichild公司就属于这一类型,它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统.类似的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器.1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机,这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机,并推向市场.它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础,成为单片机发展史上重要的里程碑.在MCS-48的带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机,象Zilog 公司的Z8系列.到了80年代初,单片机已发展到了高性能阶段,象INTEL公司的MCS-51系列,Motorola公司的6801和6802系列,Rokwell公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机.80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机,约有几十个系列,300多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O 接口、多种中断系统,甚至还有一些带A/D转换器的单片机,功能越来越强大,RAM和ROM的容量也越来越大,寻址空间甚至可达64kB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路.1982年以后,16位单片机问世,代表产品是INTEL公司的MCS-96系列,16位单片机比起8位机,数据宽度增加了一倍,实时处理能力更强,主频更高,集成度达到了12万只晶体管,RAM增加到了232字节,ROM则达到了8kB,并且有8个中断源,同时配置了多路的A/D转换通道,高速的I/O处理单元,适用于更复杂的控制系统.九十年代以后,单片机获得了飞速的发展,世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机.美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机,引起了业界的广泛关注,特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户,使人们从INTEL的111条复杂指令集中走出来.PIC单片机获得了快速的发展,在业界中占有一席之地.随后的事情,熟悉单片机的人士都比较清楚了,更多的单片机种蜂拥而至,MOTOROLA公司相继发布了MC68HC系列单片机,日本的几个著名公司都研制出了性能更强的产品,但日本的单片机一般均用于专用系统控制,而不象INTEL等公司投放到市场形成通用单片机.例如NEC公司生产的uCOM87系列单片机,其代表作uPC7811是一种性能相当优异的单片机.MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低价等特点赢得了不少用户.Zilog公司的Z8系列产品代表作是Z8671,内含BASIC Debug解释程序,极大地方便用户.而美国国半的COP800系列单片机则采用先进的哈佛结构.ATMEL公司则把单片机技术与先进的Flash存储技术完美地结合起来,发布了性能相当优秀的AT89系列单片机.包括中国的台湾HOLTEK和WINBOND等公司也纷纷加入了单片机发展行列,凭着他们廉价的优势,分享一杯美羹.1990年美国INTEL公司推出了80960超级32位单片机引起了计算机界的轰动,产品相继投放市场,成为单片机发展史上又一个重要的里程碑.此期间,单片机园地里,单片机品种异彩纷呈,争奇斗艳.有8位、16位甚至32位机,但8位单片机仍以它的价格低廉、品种齐全、应用软件丰富、支持环境充分、开发方便等特点而占着主导地位.而INTEL公司凭着他们雄厚的技术,性能优秀的机型和良好的基础,目前仍是单片机的主流产品.只不过是九十年代中期,INTEL公司忙着开发他们个人电脑微处理器,已没有足够的精力继续发展自己创导的单片机技术,而由PHILIPS等公司继续发展C51系列单片机.1.2.3单片机的发展趋势现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地.纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:1.低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺).象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺).CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合.所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径.2.微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大.甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片.此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小.现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展.3.主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机.所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山.而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额.此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机.在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路.第二章控制交通灯的硬件设计2.1 MSC-51芯片简介MCS-51单片机内部结构(如图2.1)8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。