《单片机原理及应用》课程设计-基于51单片机的交通灯模拟系统设计
基于-51单片机的交通灯设计
4.1 基本原理
主体电路：交通灯自动控制模块。这部分电路主要由80C51单片机的I/O端口、定时计数器等组成。
本设计先是从普通三色灯的指示开始进行设计，用P1口作为输出。程序的初始化是东西南北方向的红灯全亮。然后南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，60秒后东西方向黄灯闪亮5秒后南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。重复执行。倒计时用到定时器T0，用P2口作为LED的显示。二位一体的LED重复执行60秒的倒计时。作为突发事件的处理，本设计主要用到外部中断EX0。用一模拟开关作为中断信号。实际中可以接其它可以产生中断信号的信号源。
1．单片机最小系统
图3.1 51单片机最小系统版
2. 数码管显示电路：由8位共阴LED数码管即驱动芯片74HC573组成，单片机控制两片锁存器是使能端，通过不停打开关闭使能端达到单片机一个8位I/O口控制8位数码管显示的效果。数码管显示电路如图3.2所示。
图3.2数码管显示电路
3．12位LED灯：由12个LED小灯排列起来，加上限流电阻就组成了12位交通灯。12位流水灯的阴极接在单片机的I/O端口，以灌电流输进单片机从而驱动LED。交通LED灯的原理图如图3.3所示。
师大学
电气工程及自动化
实习报告
姓 名：
班 级：
学 号：
实习科目：单片机实训
指导教师：
实习时间：
智能交通信号灯
摘 要
本设计是在熟练掌握单片机及其仿真系统使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理等课程方面的知识，设计一个采用STC89C52单片机控制的交通灯控制电路。该设计结合实际情况给出了一种简单低成本城市交通灯控制系统的硬件及软件设计方案、各个路口交通灯的状态循环显示，并对程序流程图进行详细讲解分析。交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。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。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。根据给出的要求设计交通灯东西、南北两干道交于一个十字路口各干道有一组红、黄、绿三色的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。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换且黄灯亮的时间为东西、南北两干道的公共停车时间。
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统设计
XXXX学院毕业设计（论文）课题名称交通信号灯模拟控制系统学生姓名X X X学号XXXXXXXXXXXXX系别自动化工程系专业班级机电一体化X班指导教师X X技术职务讲师XXXXXX学院教务处制指导教师：XXX 2016年9月5 日用51单片机设计交通信号灯模拟控制系统机电一体化X班XXX 指导老师：XXX摘要：城市交通信号灯模拟控制系统模拟了能够对信号灯进行远程投时的城市十字路口控制系统功能。
借助于单片机开发板上的已有资源，构建了模拟实际系统功能的单片机扩N82C55控制LED灯模块、8位七段数码管显示控制模块和板上扩展接线模块。
在分析实际系统工作流程的基础上，给出了针对单片机开发板的模拟系统C51控制程序流程。
用于实际系统时，只需要将代码移植到现场设备并进行具体设置和适当修改即可，可以在满足客户需求的前提下最小化系统开发成本。
交通信号灯模拟控制系统模拟了能够对信号灯进行远程授时的城市十字路口控制系统功能。
基于AT89C51单片机的性能参数和工作原理，应用Keil单片机编译软件的C语言编程以及使用该软件开发单片机程序，说明设计的交通信号灯模拟控制系统的工作原理、程序流程和硬件结构等相关技术，指出该系统的特点。
设计一种基于AT89C51超低功耗单片机的交通信号灯模拟控制系统，详细阐明了交通信号灯模拟控制系统的工作原理，实现了一般交通信号灯控制系统的主要功能及要求，具有实用性。
该系统充分利用了AT89C51单片机的特点，使用现今单片机广泛采用的C语言编制了系统程序，并利用Keil uVision3软件进行编译运行，最终通过Proteus完成了模拟控制系统的仿真。
关键词：AT89C51单片机K eil单片机编译软件仿真软件Proteus 6 C语言交通灯XXXXX学院毕业设计（论文）指导记录表注：指导情况须填明学生在毕业设计（论文）撰写过程中存在的问题，指导教师要求修改的内容或改进措施。
指导情况填写不包括下达任务书和开题报告意见。
基于51单片机交通信号灯课程设计
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基于51单片机的智能交通灯系统设计说明
十字路口交通灯控制系统的设计1.设计思路近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。
本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，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。
本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。
和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。
1.1 电源提供方案采用单片机控制模块提供电源。
1.2显示界面方案采用数码管显示。
这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。
1.3 输入方案：直接在I/O口线上接上按键开关。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择该方案。
2 单片机交通控制系统总体设计2.1单片机交通控制系统的通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。
一共可以有四个状态。
通过具体的路口交通灯状态的分析我们可以把这四个状态归纳如下：（1）东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时80秒。
此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。
（2）东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时3秒。
此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
（3）南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时60秒。
此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。
（4）南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时3秒。
此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
用图表表示灯状态和行止状态的关系如下：表1交通状态及红绿灯状态灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。
单片机原理及应用课程设计交通灯管理电路设计
东北石油大学课程设计2011年3月 18 日东北石油大学课程设计任务书课程单片机原理及应用课程设计题目交通灯管理电路设计专业班级电信07-5 姓名学号一、设计目的：训练学生综合运用己学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术开发工作，掌握单片机程序设计、调试，应用电路设计、分析及调试检测。
二、设计要求：1. 应用MCS-51单片机设计交通灯管理电路；2. 该系统要求显示50s倒计时时间，当计到需交换红绿灯前10s，路口均显示黄灯；3. 硬件设计根据设计的任务选定合适的单片机，根据控制对象设计接口电路。
设计的单元电路必须有工作原理，器件的作用，分析和计算过程；4. 软件设计根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的程序，进行调试并打印程序清单；5. 原理图设计根据所确定的设计电路，利用Protel等有关工具软件绘制电路原理图、PCB板图、提供元器件清单。
三、参考资料：[1] 单片微型计算机与接口技术，李群芳、黄建编著，电子工业出版社；[2] 单片机原理及应用，张毅刚编著，高等教育出版社；[3] 51系列单片机及C51程序设计，王建校，杨建国等编著，科学出版社；[4] 单片机原理及接口技术，李朝青编著，北京航空航天大学出版社；完成期限2011.3.14—2011.3.18指导教师专业负责人2011年 3 月13 日目录1.系统设计 (1)1.1设计思路 (1)1.1.1设计目的 (1)1.1.2设计任务和内容 (1)1.1.3方案比较、设计与论证 (1)1.1.3.1电源提供方案 (1)1.1.3.2复位方案 (2)1.1.3.3输入方案 (2)1.1.3.4显示界面方案 (2)1.1.3.5交通管理的方案论证 (4)1.1.4芯片简介 (4)2.硬件电路设计 (10)2.1设计原理分析 (11)2.1.1交通灯显示时序的理论分析与计算 (11)2.1.2交通灯显示时间的理论分析与计算 (13)2.1.3LED数码管显示模块 (14)2.1.4复位电路 (15)2.1.5晶振电路 (16)3.软件设计 (16)3.1数码管显示子程序： (16)3.1LED红绿灯显示模块程序: (18)4.总结 (20)5.参考文献 (21)6.附录 (22)6.1附录1：程序清单 (22)6.2附录2：电路设计总图 (28)1.系统设计1.1设计思路1.1.1设计目的训练学生综合运用己学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术开发工作，掌握单片机程序设计、调试，应用电路设计、分析及调试检测。
《单片机原理及应用技术》课件 项目三 MCS–51程序设计——交通信号灯模拟系统设计
—4—
指令系统概述
one
项目三 MCS–51程序设计——交通信号灯模拟系统设计
任务一 MCS-51指令系统入门
指令格式 two
一条指令通常由操作码和操作数两局部组成。操作码表 示本条指令所要执行的操作，操作数那么表示本条指令的操 作对象。指令格式如下：
操作码 [操作数1]，[操作数2]，[操作数3]
—8—
four
项目三 MCS–51程序设计——交通信号灯模拟系统设计
任务一 MCS-51指令系统入门
指令分类
MCS-51系列单片机指令系统共有111条指令，可分为以下5大类。
数据传送类指令（29条）
位操作指令（17条）
算数运算类指令（24条）
控制转移类指令（17条）
—9—
逻辑运算类指令与 位移指令（24条）
任务一 MCS-51指令系统入门
在工程二中，我们知道定时器控制字TCON的地址是88H单元。所以编号b和编号c两条指令的表述是等价的，翻译 为机器指令后是相同的。自然，其执行结果也相同，即将88H单元的内容送累加器A。
直接寻址方式具体操作如下图:
片内RAM A 60H XX
…
ROM PC 40H
E5 41H 60
为了便于阅读和书写，一些厂商根据指令功能和操作对象的不同，给出不同指令的英文缩
写符号，称为助记符。用助记符表示的指令称为汇编语言指令。我们将要学习的就是这种指
令，需要注意的是，汇编语言指令不能直接运行，它要翻译为机器语言指令后才能运行。
提示
单片机的指令系统由其生产厂商定义，因此， 不同的单片机具有不同的指令系统。
—18—
项目三 MCS–51程序设计——交通信号灯模拟系统设计
基于51单片机的交通灯模拟系统设计
基本的交通灯功能外，还具有倒计时功能，可以较好地模拟实现实际交通路口的状况。本文以汇编语言来实现系统功能。
关键词：交通灯；LED；倒计时；89C51
基于 51 单片机的交通灯模拟系统设计
河北农业大学机电工程学院 李波 韩达 许文杰
引言 近年来，随着我国经济的迅速发展， 人们收入不断增加，机动车辆的发展十分 迅速，给城市交通带来巨大压力[1]。为保证 交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井 然有序，交通信号灯在大多数城市得到了 广泛的应用 [2]。本文采用基于 STC89C51 单片机的单片机开发试验仪来实现对十 字路口交通灯的模拟。系统除可实现基本 的交通功能外，还具有倒计时的功能，从 而较好地模拟了实际交通路口的状况。为 综合城市所有交通路口，并给各个路口红 绿灯分配时间奠定了理论基础。 1 系统设计方案 本系统以十字路口为例，选用 51 单 片机作为主控制器进行设计[3]。借助单片 机开发试验仪的交通灯模块来模拟实际 十字路口的通行，单片机开发试验仪的交 通灯模块如图 1 所示。根据所使用的交通 灯模块，本系统的设计主要使由单片机基 本的晶振电路和复位电路，以及主控电 路、数码管显示电路、LED 显示电路等组 成[4]。具体的系统框图如图 2 所示。
晶振 模块 复位 模块
红绿灯 显示
▼
▼
▼
▼
▼
数码显示 模块
数码管 驱动器
图 2 系统框图 模块控制系统的控制要求: 黄发光二 极管作信号灯，两交叉道路交替允许通 行，每次放行 45 秒，禁行 50 秒，绿灯向红 灯过渡时，黄灯闪烁 3 次 。每次红灯的道 路有倒计时的功能。根据单片机开发试验 仪的交通灯模块抽象出来的十字路口交 通灯模块如图 3 所示。
道。通过给相应的引脚 0 使对应的灯亮， 给 1 使对应的灯灭。
基于51单片机的模拟交通灯课程设计报告
模拟交通灯控制系统的设计一、功能要求利用红、绿、黄三种不同颜色的LED显示不同的通行情况，利用2个数码管进行1秒倒计时显示，最大定时时间为90秒；要求LED点亮时间和倒计时时间准确；完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。
模拟实际交通灯控制系统功能，完成控制软件的编写与调试。
二、方案论证采用标准AT89C51单片机作为控制器；东、西、南、北各方向通行倒计时显示采用2位LED数码管，LED显示采用直接驱动方式；模拟交通信号灯采用直径为ψ5mm的圆形发光二极管；紧急车辆通行采用实时中断完成；通过蜂鸣器实现盲人提示功能。
按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求，该系统设计方便，电路简单。
三、系统硬件电路的设计整套电路系统由控制系统模块、通行灯控制显示模块、时间显示模块、特种车辆通行控制模块和盲人提示电路模块等组成。
1、主控制系统主控制器采用AT89C51单片机的P1.0~P1.5脚用于控制东西及南北方向的通行灯，P1.6脚用于控制盲人提示电路；P0口及P2 口用于4组2位LED计时器的控制；特种车辆通过时使用外部中断0口（P3.2）.5、盲人提示电路模块道口控制系统设计中也考虑到了方便盲人过人行道的声音提示电路，采用蜂鸣器作为声括信号灯提示、数码管倒计时显示、盲人提示功能和紧急车辆通行功能等)。
1、初始化程序初始化程序主要包括声明IO口的连接对象、声明7段LED数码管驱动信号数组、声明基本变量、定义无返回函数（延时函数）。
2、主程序主程序主要负责总体程序管理功能，实现信号灯显示与数码管倒计时显示，以及蜂鸣器提示和特种车通行提示。
主程序流程图如下子程序流程图如下状态1状态2状态4 状态5五、调试及性能分析1、硬件部分首先应用Proteus软件对电路原理图进行检查，检查无误后进行焊接，焊接结束后利用万用表检查线路是否为通路。
2、软件部分首先应用keil u4软件对程序进行编译和调试，调试成功后，利用Proteus 软件进行在线仿真，经过对程序多次地修改后，仿真效果达到了预期的要求。
基于51单片机的交通灯设计
基于51单片机的交通灯设计交通信号灯是指示人和交通工具在道路交通中行进方向或行为的一种交通设施。
在设计交通信号灯时，应考虑交通流量、车辆速度、交叉口结构等因素，以确保交通的顺畅和安全。
本文将基于51单片机设计一种交通信号灯系统，并详细介绍其原理和实现方法。
交通信号灯系统的设计目的是通过控制红、黄、绿三种不同颜色的灯，指示车辆和行人在交通路口安全行驶。
在单片机设计中，我们将使用三个LED灯分别代表红、黄、绿三种状态。
通过控制LED的亮灭，来实现交通信号灯的变换。
首先，我们需要选择适当的硬件设备进行交通信号灯的设计。
在51单片机设计中，可以选择STC89C51或者AT89C51等型号的单片机。
此外，还需要准备三个LED灯、电阻、电容、按键等器件。
接下来，我们将进行电路设计。
在设计电路时，首先将三个LED灯连接到单片机的三个IO口上，每个IO口通过一个电阻与正极连接，负极与GND连接。
此外，在单片机的一个IO口上连接一个按键，通过按下按键触发程序的执行。
在编写程序之前，首先需要确立交通信号灯的运行逻辑。
一般而言，交通信号灯的运行逻辑如下：1.全红状态：所有车辆和行人均停止，任何方向都不可行驶。
2.绿灯状态：一些方向的车辆和行人可以行驶，其他方向均不可行驶。
3.黄灯状态：信号灯将要变成红灯或绿灯，此时车辆和行人应注意刹车或等待。
接下来，我们将编写程序并烧录到单片机中。
在程序中，需要使用到定时器和中断来进行交通信号灯的控制。
具体步骤如下：1.在程序中定义三个LED灯所对应的IO口。
2.初始化定时器，并设置定时时间，用于控制信号灯的变化。
3.设置中断，用于按键的检测和处理。
4.在主循环中，不断检测按键状态，当按键按下时，切换信号灯的状态。
5.根据信号灯的状态，控制LED灯的亮灭。
在程序设计中，应充分考虑各种异常情况和执行顺序，以保证交通信号灯的正常运行。
此外，还可以增加一些辅助功能，如倒计时显示等，以提高交通信号灯的可视性和安全性。
《单片机原理及应用》基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统实验
《单片机原理及应用》基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统实验交通信号灯是城市交通管理中常见的一种交通管理设施。
它通过控制不同方向的红绿黄灯亮灭时间来指示不同方向的车辆和行人通行状态，有效地维护交通秩序和保障交通安全。
本实验基于51单片机，通过模拟控制系统实现交通信号灯的控制，以深入理解单片机原理及应用。
首先，我们需要明确实验的目标和要求。
通过本实验，我们可以掌握以下内容：1.掌握51单片机的基本工作原理和硬件结构；2.熟悉51单片机的编程语言和编程环境；3.理解交通信号灯的工作原理和设计要求；4.掌握基于51单片机的交通信号灯控制系统的设计和实现。
本实验的主要设备和材料包括：51单片机开发板、交通信号灯模拟电路、继电器、电压稳压模块、LED等。
实验步骤如下：1.搭建交通信号灯的模拟电路。
根据交通信号灯的工作原理，将LED 灯分别连接到单片机的不同IO口上，并通过继电器和电压稳压模块控制电路的通断，以实现红、黄、绿三个灯的交替亮灭。
2.编写单片机的控制程序。
根据交通信号灯的工作模式，编写单片机的控制程序，通过控制不同IO口的电平状态，实现红、黄、绿三个灯的控制。
程序中需要设置不同灯的时间参数和控制逻辑，确保交通信号灯能够按照预定的时间间隔进行工作。
3.上传程序到单片机。
将编写好的单片机控制程序通过编程器上传到单片机上，使得单片机能够执行相应的控制逻辑。
4.调试和测试。
将交通信号灯模拟电路的电源插入电源插座，观察LED灯的亮灭情况，并根据设定的时间参数检查交通信号灯是否按照预期工作。
如有需要，可以通过修改程序中的参数，调整交通信号灯的控制逻辑。
5.实验总结。
在实验完成后，我们应该对实验结果进行总结和分析，检查实验是否达到预期的目标和要求。
同时，我们还可以对实验中遇到的问题和解决方法进行总结，为今后的实验和应用提供借鉴。
通过这个实验，我们可以深入了解51单片机的原理和应用，并在实践中掌握交通信号灯的控制方法。
基于51单片机的交通灯控制系统设计
一、摘要：随着科技的飞速发展，越来越多的控制功能强大的芯片出现在我们生活中，但8051系列单片机，因为其的廉价几成本，在我们生活中依然处于十分重要的地位。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机是作为一个核心部件来使用，但是仅单片机方面知识是不够的，还需要根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。
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。
作为交通控制的重要组成部份单片机。
因此，本人选择制作交通灯作为课题加以设计并实现。
交通管制应当以人性化、智能化为目的，做出相应的改善。
以此为出发点，本系统采用的单片机控制的交通信号灯。
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，有广阔的应用前景。
关键词：交通灯，51单片机，数码管二、实习目的和意义1．学习51单片机的最小系统及硬件接口设计与应用2．熟练掌握电路原理图绘制软件DPX的使用。
3．熟练单片机的程序设计与调试。
4. 自主设计出具有实际意义的能用于生活的电路系统。
5. 本次课程设计对以后的毕业设计甚至工作打下了动手自己设计的基础。
三、实习要求1. 完成以8051系列单片机为核心处理器的模拟十字路口交通灯控制的硬件设计（在altium designer下画出硬件原理图）。
布线，印制电路板，并焊接原件搭载硬件电路，做出实物。
2. 完成交通灯控制系统的软件编程。
3. 软硬件综合调试，模拟实现对交通灯控制系统的控制。
4. 撰写实验报告：报告中给出硬件方案、软件流程图、软件关键代码四、实习内容1.设计题目：基于51单片机交通十字路口信号灯设计2.实现功能：具有红、绿、黄三种颜色彩灯，并有一个数码管进行倒计时显示倒计时时间为三十秒。
还应具有按键控制特殊情况下十字路口不需要红绿灯的显示（车流量很少的地段深夜可以不设红绿灯）。
五、系统实现1.电路设计:51单片机介绍：本实验使用的51单片机为STC89C52STC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。
51单片机交通灯课程设计
51单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解51单片机的基本原理和结构，掌握其在交通灯控制系统中的应用。
2. 学习并掌握C语言编程基础，能运用C语言编写51单片机的程序代码。
3. 了解交通灯的工作原理，掌握交通灯时序控制方法。
技能目标：1. 能运用51单片机设计并实现一个简单的交通灯控制系统。
2. 掌握使用Keil软件进行51单片机程序编写、编译和调试。
3. 学会分析并解决实际交通灯控制中可能出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术及嵌入式系统开发的兴趣，激发创新意识。
2. 增强学生的团队合作精神，培养在项目实践中主动沟通、协作解决问题的能力。
3. 提高学生的实践操作能力，使其认识到理论知识在实际应用中的价值。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子信息类专业的实践课程，旨在帮助学生将所学的51单片机理论知识运用到实际项目中。
学生已具备一定的电子技术和C语言基础，但实际操作能力和项目经验不足。
针对此情况，课程目标设定以实用性为主，注重培养学生的动手能力和团队协作能力。
二、教学内容1. 51单片机原理及结构复习：回顾51单片机的内部结构、工作原理，重点掌握其I/O口特性及编程方法。
相关教材章节：第三章《51单片机结构及工作原理》。
2. C语言编程基础：巩固C语言基础，学习51单片机程序设计中的常用语法和编程技巧。
相关教材章节：第五章《51单片机的C语言编程》。
3. 交通灯工作原理：介绍交通灯的基本工作原理及时序控制方法，分析实际应用中的交通灯控制系统。
相关教材章节：第七章《嵌入式系统应用实例》。
4. 51单片机交通灯控制系统设计：结合实际项目，学习51单片机在交通灯控制中的应用。
教学内容安排：a. 交通灯控制系统需求分析b. 硬件电路设计与搭建c. 软件程序编写与调试d. 系统测试与优化5. 教学进度安排：第1周：复习51单片机原理及结构，介绍C语言编程基础。
第2周：讲解交通灯工作原理，分析交通灯控制系统实例。
《单片机原理及应用》基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统
《单片机原理及应用》基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统一、实验目的和要求1.掌握单片机基本资源使用。
2.掌握单片机电路原理图绘制和仿真。
3.掌握单片机C语言软件开发以及联合仿真。
二、实验内容和原理实验内容：1.根据题目绘制单片机电路原理图。
2.绘制程序流程图并编写C语言程序3.在仿真程序中进行联合仿真，最后提交实验报告三、主要仪器设备keilC，proteus。
四、操作方法与实验步骤4.1 题目要求用单片机设计一个十字路口交通灯模拟控制系统，要求东西、南北两个方向都通行20秒，警告3秒，禁止20秒，同时要考虑到东西、南北两个方向出现异常情况，出现异常情况器该方向通行60秒。
4.2 系统设计思路南北的红，绿，黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.0,P1.1,P1.2相连。
东西的红，绿，黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.4,P1.5,P1.6相连。
因此改变单片机P1口的输出编码就可控制交通灯的输出状态。
程序中实现交通灯正常运行过程，两种异常用外中断0和外中断1管理，外接开关模拟异常发生，在中断服务程序中实现异常处理，在主程序中开放外中断0和外中断1,设置为边沿触发方式。
时间单位采用500ms信号，由定时/计数器0定时50ms，循环10次产生，定时/计数器0采用查询方式，主程序中设定定时/计数器0的工作方式:方式1。
4.2 电路图绘制（包含详细的参数选定文字和图像叙述）C1=1nF,C2=1nF,C3=1nF,R1=300,R2=300,R3=300,R4=300,R5=300,R6=300,R7=300,R8=300,R9=300,R10=300,R11=300,R12=300,R13=300,时间单位=500ms。
4.3 C程序编制（包含详细的文字和程序流程图）#include<reg51.h>void delay 500ms(unsigned char k); void main(void){SP=0x60;TMOD=0x01;IE=0x85;TCON=0x05;while(1){p1=0x21;delay500ms(40);p1=0x41;delay500ms(6);p1=0x12;delay500ms(40);p1=0x14;delay500ms(6);}void int_0(void) interrupt 0{unsigned char i1,i2;for(i2=0;i2<60;i2++){p1=0x21;delay500ms(1);p1=0x00;delay 500ms(1);}p1=i1;}void int_(void) interrupt 2 {unsigned char j1,j2;j1=p1;for(j2=0;j2<60;j++){p1=0x12;delay500ms(1);p1=0x00;delay500ms(1);}}void delay500ms(unsigned char m) {unsigned char k1,k2;TH0=0x3c;TL0=0xB0;TR0=1;for(k1=0;k1<m;k1++){for(k2=0;k2<10;k2++){while(!TF0);!TF0=0;TH0=0x3c;TL0=0xB0;}}}4.3 仿真分析（包含文字和图像叙述）五、讨论和心得虽然做的实验是比较简答的，但麻雀虽小五脏俱全，因此自己也通过实验课学到了很多知识。
基于51单片机的交通灯设计
基于51单片机的交通灯设计交通信号灯是现代城市交通管理的重要组成部分，也是保障道路交通安全的关键设施之一、为了更好地了解交通信号灯的设计原理和实现方法，本文将以基于51单片机的交通灯设计为例，详细介绍相关知识。
首先，我们需要了解51单片机的基本知识。
51单片机是一种常见的8位单片机，广泛应用于各类嵌入式系统中。
其开发工具多样，编程语言灵活，易于上手。
交通信号灯通常由红、黄、绿三种颜色的灯组成。
在运行过程中，红灯、黄灯和绿灯依次亮起，来实现交通的有序流动。
这背后的原理是通过控制每个灯的亮灭状态和持续时间，来控制车辆和行人的行动。
1.硬件设计：首先，需要设计交通信号灯的电路，并将其连接到51单片机上。
电路中需要包括三个LED灯（红、黄、绿），以及相应的电阻和连接线路。
2.程序编写：使用51单片机开发环境，编写程序来控制交通信号灯的闪烁状态和时间。
程序中需要定义每个灯的亮灭状态和持续时间，并按照预定的顺序进行切换。
可能遇到的问题和解决方法：1.灯的亮灭状态和时间不符合预期：检查程序中对每个灯的控制语句，确保逻辑正确。
也可以通过使用调试器来单步执行代码，以查看每个步骤的执行情况。
2.电路连接错误：检查电路连接是否正确，确保每个灯的电源和地线正确连接，并没有短路或断路的情况。
3.程序逻辑错误：检查程序中的条件判断和循环语句，确保程序按照预期的顺序和时间来切换灯的状态。
在交通信号灯设计中，还可以考虑以下几个方面的优化：1.增加传感器：可以通过添加传感器模块，来根据实时的交通流量和行人情况，动态调整交通信号灯的切换时间。
这样可以更好地适应实际交通状况。
2.增加无线通信功能：可以通过添加无线通信模块，与其他信号灯或交通管理中心进行通信，实现更高级的交通控制和协调。
这样可以提高交通效率和安全性。
3.引入自学习算法：可以通过引入机器学习算法，对交通信号灯进行优化和调整。
根据交通流量、行人情况等实时数据，自动调整交通信号灯的切换策略，进一步提升交通效率。
基于51单片机的交通灯设计
课程设计报告课程名称：单片机原理及应用课程设计系部：电气与信息工程学院专业班级：__________________________学生姓名：__________________________指导教师：__________________________完成时刻：___________________________报告成绩：__________________________评阅意见:评阅教师日期目录No table of contents entries found.交通灯控制系统设计一、设计题目交通灯控制系统设讣二、设计要求（1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求当东西方向为红灯，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。
时刻为60秒。
（2）黃灯闪烁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。
时刻为80秒。
东西方向车流大通行时刻长。
（4）东西、南北方向车道除有红、绿、黃三色指示灯外，每一种灯亮的显示时刻都用显示器进行显示，釆用计时的方式设计。
三、设计作用与目的最近儿年来随着科技快速的进展，单片机的应用正在不断地走向深切，同时带动传统检测日新月异更新。
在实验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利用，针对具体应用对象的特点，配以其他器件来家以完善，伴随人口的日趋增加，那么十字路口车辆穿梭，如何才能让交通井然有序呢？靠的就是交通信号的自动指挥系统。
信号灯的出现，使交通得以有效的管制，对于交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显的效果。
绿灯是通行信号，面对绿灯信号的车辆能够直行，左拐弯和右拐弯，除非另一种禁止转向。
左右转弯车辆都必需让正在路口内直行的车辆和过人行横道行人优先通行。
红灯是禁I匕信号面对红灯的车辆必需停车。
黃灯是警告信号，面对黄灯信号的车辆不呢么好越过安全停车线，可是车辆十分接近停车线而不能安全停车时能够进入交义路口。
基于51单片机控制的交通灯的课程设计
电子产品实训报告基于单片机的交通灯控制学院：机电工程学院专业：应用电子技术班级：09应电1班摘要: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STC-51系列单片机STC89C51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：单片机交通灯电路连接图 Proteus仿真图一．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。
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。
绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。
红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。
黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
二．单片机概述1单片机的历史自1971年美国INTEL公司制造出第一块4位微处理器以来，其发展十分迅猛，到目前为止，大致可分为以下五个阶段[1]。
（1）4位单片机（1971－1974）（2）低档8位单片机（1974－1978）（3）高档8位单片机（1978－1982）（4）16位单片机（1982－1990）（5）新一代单片机（90年代以来）2单片机的应用因单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，故在国民经济建设、军事及家用电器等领域均得到广泛的应用。
基于51单片机的交通信号灯系统_毕业设计
毕业设计基于单片机的交通信号的灯控制系统一． 综合实训的主要内容 1.设计任务设计一单片机控制的交通信号灯系统，模拟城市十字路口交通信号灯功能。
2.基本功能要求2.1 交通信号控制直行车道红黄绿灯控制、左行车道绿灯控制、人行横道红绿灯控制。
2.2 通行时间显示数码管倒计时显示通行时间。
2.3 时间参数设置存储按键实现通行时间的设置，并存储到EEPROM （24C02）芯片中。
二． 硬件方案设计与论证 1. 显示模块设计1.1倒计时时间显示设计思想：由于该系统要求完成倒计时显示通行时间的功能，且考虑到实际的交通系统中车辆及行人通行时间不会超过一分钟，基于以上原因，我们考虑完全采用数码管显示，四个路口分别采用一个二位共阴极数码管进行显示。
（其实物图见附录1图5.3）图2.1 数码管原理图原理图分析：为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。
七段数码管GND abcde fg dp gf ed c ba（a）（a,b,c,d,e,f,g）加上一个小数点(dp)，共计8段，构成一个字节，通过对这八段给予高低平使二极管导通或截止，从而显示不同的数字或字符。
系统中所使用的是2位共阴数码管（实物图见附录），其管脚从左上方起顺时针依次为1,a,b,e,d,2,g,f,dp,c。
1.2 状态灯显示设计思想：由于该系统要求完成状态灯显示的功能，我们把各个路口的红灯和黄灯设成直行和左拐两个通行方式所共有，也就是说，一个路口只需四个状态灯，一个直行通行的绿灯，一个左拐通行的绿灯，一个共有的红灯，一个共有的黄灯，人行横道采用红绿灯控制，综上所述，我们共使用16个LED绿灯，12个LED 红灯，4个LED黄灯来完成状态灯显示功能。
2.控制模块设计2.1 设计思想由于本系统结构简单，实现较容易，不需要大量的外围扩展，所以我们采用STC89C51单片机作为主控制器，STC89C51单片机具有体积小，功耗低，控制能力强，价格低、扩展灵活，使用方便等特点，其最小系统由振荡电路、复位电路构成。
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《单片机原理及应用》课程设计设计题目：基于51单片机的交通灯模拟系统设计院系：物理工程学院专业：电子信息科学与技术年级：2013级班级：电信1班指导教师：学号：姓名：完成时间：2016-10-26摘要本系统由单片机系统（STC89C52）、键盘、LED 显示、数码管、交通灯演示系统组成。
系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、紧急情况处理以及根据具体情况手动控制等功能。
本设计是单片机控制的交通灯控制系统。
单片机即单片微型计算机。
其集定时、计数和多种接口与一体的微控制器。
它体积小、成本低、功能强，广泛的应用于只能产业和工业自动化上。
而51系列单片机是各类单片机中最为典型和富有代表性的一种。
本设计的意义在于通过具体控制系统的设计，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。
能在实践教学环节中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。
红绿灯控制是智能交通系统的一个重要部分，本文给出了一个用单片机控制的简易交通红绿灯自动控制系统。
该系统适用于十字路口，并对放行和禁行时间进行倒计时显示（秒）。
在车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的交通灯控制系统，其特点是：道路较窄而车流量较大，主干道，支干道的车辆通行时间不等，，同时设有道路应急控制。
具体的情况是：在正常的情况下，东西支干道通行时间为50秒，南北主干道通行时间为30秒，每个方向在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。
关键字：单片机红绿灯 STC89C52 倒计时第一部分：设计思路国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。
加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。
一般来说，东西方向和南北方向的车流量是不同的，这就要求南北方向和东西方向要求车辆能通行的时间应该是不一样的。
本系统的设计是基于东西方向为主干道，南北方向为支干道来设计的。
假设刚开始允许东西方向通车（此时东西方向绿灯亮其它灭），南北方向禁止通车（此时南北方向红灯亮其它灭）。
这我们称为第一阶段。
第二阶段东西方向绿灯灭，黄灯亮，此时南北方向依然为红灯。
第三阶段，东西方向黄灯灭，红灯亮，南北方向红灯灭，绿灯亮。
第四阶段东西方向依然红灯，南北方向绿灯灭，黄灯亮。
此时又转为第一阶段，如此循环往复，便可控制十字路口的车辆通行。
此外我还考虑到了两个特殊情况，当警车或消防车通过时，此时应该只能允许一个方向通车，本系统设计了两个独立按键，可控制只允许东西方向通车或南北方向通车。
第二部分：系统硬件选择由于是基于51系列单片机的交通灯模拟系统设计，所以我选用了宏晶公司的STC89C52型号单片机，这款单片机性价比不错，而且买的时候赠送了很多资料，里面的老师讲解非常详细，让我受益良多。
由于我设计交通灯主要是使用到了LED和数码管，所以我这里简单介绍一下它的引脚接口。
LED1~LED8是接在了P1.0~P1.7引脚，低电平有效。
数码管的位选是P2.7引脚。
段选是P2.6引脚。
数码管显示是由P0口控制。
本次我选用的是LED1、LED2、LED3分别代表东西向红、黄、绿，LED5、LED6、LED7分别代表南北向红、黄、绿。
数码管选择第三第四位表示南北向倒计时，第七第八位代表东西向倒计时。
下面是原理图：第三部分：系统流程图开始第四部分：系统软件设计源码：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid delay(uint i);void displaydx(uint i);void displaynb(uint i);void key_ss2();void key_ss3();sbit wei = P2^7;sbit duan = P2^6;sbit LED1 = P1^0;sbit LED2 = P1^1;sbit LED3 = P1^2;sbit LED4 = P1^3;sbit LED5 = P1^4;sbit LED6 = P1^5;sbit LED7 = P1^6;sbit LED8 = P1^7;sbit key_s2 = P3^0;sbit key_s3 = P3^1;sbit key_s4 = P3^2;sbit key_s5 = P3^3;uchar code table[]={0x3F, //"0"0x06, //"1"0x5B, //"2"0x4F, //"3"0x66, //"4"0x6D, //"5"0x7D, //"6"0x07, //"7"0x7F, //"8"0x6F, //"9"0x77, //"A"0x7C, //"B"0x39, //"C"0x5E, //"D"0x79, //"E"0x71, //"F"0x76, //"H"0x38, //"L"0x37, //"n"0x3E, //"u"0x73, //"P"0x5C, //"o"0x40, //"-"0x00, //熄灭0x00 //自定义}; void main(){uint i=0,j=50,k=55;TR1 = 1;TMOD = 0x10;TH1 = 0x4b;TL1 = 0xfc;while(1){j=50,k=55;while(j>0)//第一阶段东西绿灯南北红灯{key_ss2();key_ss3();LED1 = 1;LED2 = 1;LED3 = 0;LED4 = 1;LED5 = 0;LED6 = 1;LED7 = 1;LED8 = 1;displaydx(j);displaynb(k);if(TF1==1){TH1 = 0x4b;TL1 = 0xfc;TF1=0;i++;}if(i==50){i=0;j--;k--;}}j = 5;k = 5;while(j>0)//第二阶段东西黄灯南北红灯{key_ss2();key_ss3();LED1 = 1;LED2 = 0;LED3 = 1;LED4 = 1;LED5 = 0;LED6 = 1;LED7 = 1;LED8 = 1;displaydx(j);displaynb(k);if(TF1==1){TH1 = 0x4b;TL1 = 0xfc;TF1=0;i++;}if(i==50){i=0;j--;k--;}}//第三阶段东西红灯南北绿灯k = 30;j = 35;while(k>0){key_ss2();key_ss3();key_ss2();LED1 = 0;LED2 = 1;LED3 = 1;LED4 = 1;LED5 = 1;LED6 = 1;LED7 = 0;LED8 = 1;displaydx(j);displaynb(k);if(TF1==1){TH1 = 0x4b;TL1 = 0xfc;TF1=0;i++;}if(i==50){i=0;j--;k--;}}k = 5;j= 5;//第四阶段东西红灯南北黄灯while(k>0){key_ss2();key_ss3();key_ss2();LED1 = 0;LED2 = 1;LED3 = 1;LED4 = 1;LED5 = 1;LED6 = 0;LED7 = 1;LED8 = 1;displaydx(j);displaynb(k);if(TF1==1){TH1 = 0x4b;TL1 = 0xfc;TF1=0;i++;}if(i==50){i=0;j--;k--;}}}}void delay(uint i) {uint z,y;z=i;for(;z>0;z--)for(y=120;y>0;y--); }void displaydx(uint i) {P0 = 0xff;wei = 1;P0 = 0x7f;wei = 0;duan = 1;P0 = table[i%10]; duan = 0;delay(2);P0=0xff;wei = 1;P0 = 0xbf;wei = 0;duan = 1;P0 = table[i/10]; duan = 0;delay(2);}void displaynb(uint i) {P0 = 0xff;wei = 1;P0 = 0xf7;wei = 0;duan = 1;P0 = table[i%10]; duan = 0;delay(2);P0=0xff;wei = 1;P0 = 0xfb;wei = 0;duan = 1;P0 = table[i/10]; duan = 0;delay(2);}void key_ss2(){if(key_s2==0){delay(5);if(key_s2==0){while(!key_s2);while(1){LED1 = 1;LED2 = 1;LED3 = 0;LED4 = 1;LED5 = 0;LED6 = 1;LED7 = 1;LED8 = 1;wei = 1;P0 = 0xff;wei = 0;}}}}void key_ss3(){if(key_s3==0)delay(5);if(key_s3==0){while(!key_s3);while(1){LED1 = 0;LED2 = 1;LED3 = 1;LED4 = 1;LED5 = 1;LED6 = 1;LED7 = 0;LED8 = 1;wei = 1;P0 = 0xff;wei = 0;}}}第五部分：实验结果及分析实验结果非常正确，模拟交通灯的情况非常符合现实。
刚开始东西绿灯亮50秒，南北红灯亮55秒，然后绿灯灭，黄灯亮。
再然后黄灯亮五秒，东西黄灯灭，红灯亮35秒，南北红灯灭，绿灯亮30秒。
然后南北绿灯灭，黄灯亮。
然后黄灯亮5秒，南北黄灯灭，红灯亮55秒，东西绿灯亮50秒.如此循环往复。
按下S2键，只允许东西向通车，按下S3键，只允许南北向通车。
第六部分：实验心得体会本系统就是充分利用了AT89C51芯片的I/O引角。
系统统采用MSC-51系列单片机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单片机芯片的P1口控制红、黄、绿灯的燃亮与熄灭；P0口外接数码管来显示各个信号灯的时间。