(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点

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华北水利水电学院

基于C51单片机

交通灯课程设计实验报告

姓名：田坤

班级：125

专业：电子信息科学与技术

指导老师：辛艳辉刘明堂

2013年1月16日

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,正在不断的应用到实际生活中，并且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STC89C51为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题.系统具

有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。

关键词：交通灯 单片机 数码管

一 。总体设计思路

1.1设计目的及思路

设计目的

了解交通灯管理的基本工作原理，熟练掌握STC89C51的工作原理和应用编程,熟悉STC89C51单片机并行接口的各种工作方式和应用，并了解计数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法，掌握多位LED 显示问题的解决。

设计思路

（1)分析目前交通路口的基本控制技术，提出自己的交通控制的初步方案。 (2）确定系统交通控制的总体设计，增加了倒计时显示提示。 （3）进行显示电路。

（4）进行软件系统的设计。

1。2 实际交通灯显示时序及状态转换的理论分析

图1所示为红绿灯转换的状态图。

图1 红绿灯状态转换图 表1 十字路口指示灯燃

亮方

S1 S4

S3

S2

案

说明：

（1)当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过;南北道为绿灯，此道车辆通过,行人禁止通行。时间为60秒。

(2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换.

（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过,行人通行。时间为80秒。东西方向车流大通行时间长。

(4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。

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，循环执行如下图所示：

图2 交通灯状态循环图

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1分10秒。

二。具体设计方案

2。1方案要求：

本设计要求与交通信号实际控制一致，采用LED模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组，分别有红、黄、绿三色。其工作状态由程序控制，启动、停止按钮分别控制信号灯的启动与停止。白天/黑夜转换开关可对信号进行控制转换.并且要求能用两位数码管（或者一位数码管）来显示红灯或者绿灯等待的时间，在黄灯的时候数码管不显示.信号灯的控制要求如下:

⑴假设东西方向交通繁忙为主干道，车流量为南北交通的两倍。因此东西方向的绿灯通行时间为是南北方向上的两倍。

⑵开始时东西方向绿灯先亮，南北为红灯。

⑶按下启动按钮开始工作,,按下停止按钮，停止工作。白天/黑夜转换开关闭合时为黑夜工作状态,这时只有黄灯来回闪烁，断开为白天工作状态。白天工作状态要求：东西方向绿灯亮40s,然后黄灯闪三下（1下/秒，共5秒）,然后红灯亮20s,而南北方向为红灯亮40s然后绿灯亮20s，然后黄灯也闪三下；如此周期循环下去.

示意图

2。2方案分析

根据十字路口交通灯的要求，可将本系统分为三个模块，第一模块是控制模块，主要负责整个系统的控制和运算，从而使各模块正常工作,第二个模块式显示模块包括LED灯和数码管;第三是电源模块，给各模块提供电源，让各模块工作。其系统设计结构如图:

图3.系统设计结

2.3 89C51单片机引脚功能说明

89C51外部引脚图：（可以直接拷入ASM程序文件中，作注释使用，十分方便)

┏━┓┏━┓

P1。0 ┫1 ┗┛40┣ Vcc

P1.1 ┫239┣ P0。0

P1。2 ┫338┣ P0。1

P1。3 ┫437┣ P0。

2

P1。4 ┫536┣ P0.3

P1。5 ┫635┣ P0。4

P1.6 ┫734┣ P0.5

P1。7 ┫833┣ P0。6

RST/Vpd ┫932┣ P0.7

RXD P3。0 ┫1031┣ -EA/Vpp（内1/外0 程序地址选择）

TXD P3.1 ┫1130┣ ALE/—P （地址锁存输出）

-INT0 P3.2 ┫1229┣—PSEN （外部程序读选通输出）

—INT1 P3。3 ┫1328┣ P2。7

T0 P3.4 ┫1427┣ P2。6

T1 P3。5 ┫1526┣ P2。5

—WR P3。6 ┫1625┣ P2.4

-RD P3。7 ┫1724┣ P2。3

X2 ┫1823┣ P2。

2

X1 ┫1922┣ P2.1

GND ┫2021┣ P2。0

┗━━━━┛

引脚说明：

①电源引脚

Vcc（40脚)：典型值＋5V.

Vss（20脚）：接低电平。

②外部晶振

X1、X2分别与晶体两端相连接.当采用外部时钟信号时，X2接振荡信号，X1接地

③输入输出口引脚:

P0口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1"。

P1口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。

P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。

P3口:I/O双向口.作输入口时，应先软件置“ 1"。

④控制引脚:

RST/Vpd、ALE/-PROG、—PSEN、-EA/Vpp组成了MSC—51的控制总线。

RST/Vpd（9脚）:复位信号输入端（高电平有效）。

第二功能：加+5V备用电源，可以实现掉电保护RAM信息不丢失。

ALE/-PROG(30脚)：地址锁存信号输出端.

第二功能：编程脉冲输入。

—PSEN(29脚)：外部程序存储器读选通信号。

-EA/Vpp(31脚）：外部程序存储器使能端。