单片机现代交通灯报告

广东海洋大学寸金学院教务处制
目
录
目 录 .................................................................................................. 1 摘 要.................................................................................................... 2 第 1 章 引言 ........................................................................................ 3 1.1 背景与意义 .............................................................................. 3 1.2 系统设计实现的目标 ............................................................... 3 第 2 章 系统分析 ................................................................................ 3 2.1 系统原理 .................................................................................. 3 2.2 开发及运行环境 ....................................................................... 4 第 3 章 硬件电路设计 ........................................................................ 5 3.1 交通灯的芯片介绍 ................................................................... 5 3.1.1 AT89c51 引脚介绍 ........................................................ 5 3.1.2 74LS245 介绍 ................................................................ 6 3.1.3 7seg-mps2-cc 七段数码管以及 LED 灯介绍 ................ 7 3.2 按键调整时间........................................................................... 7 第 4 章 测试 ........................................................................................ 8 4.1 测试软件介绍........................................................................... 8 4.2 软件调试 .................................................................................. 8 结束语 ................................................................................................ 10 附录.................................................................................................... 11 程序代码 ...................................................................................... 11
第2章
系统分析
2.1 系统原理
实际交通灯分为东南西北四个方向以及左转右转， 本次课程设计我们涉及的是简
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易交通灯，不包含左转右转，只包括显示红绿灯循环亮灭、倒计时以及可以因交通需 要临时调整时间，原理较为简单。 东西通行，南北红灯亮。过一段时间后，转状态。东西绿灯灭，黄灯亮。再转状 态；东西红灯亮，南北绿灯亮通行。过一段时间后转状态；南北绿灯灭，黄灯亮。一 段间后，又循环至初始状态。
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摘 要
城市道口交通灯控制系统模型采用单片机作为主控制器，用于十字 路口的车辆及行人的交通管理，每个方向具有左拐、右拐、直行及行人 4 种通行指示灯，计时牌显示路口通行转换剩余时间，在出现紧急情况时 可以由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态。另外，在特种车 辆如 119、120 通过路口时，系统可自动转换为特种车辆放行，其他车辆 禁行，15s 后系统自动恢复正常管理。其他还有盲人提示音、120s 与 60s 通行管理转换功能。采用标准的 AT89C52 单片机作为控制器；通行倒计 时显示采用 3 位 LED 数码管；右拐、左拐、直行及行人 4 种通行状态指 示灯采用双色高亮发光二极管；LED 显示采用动态扫描，以节省端口数。 特种车辆通行采用实时中断完成，识别方法采用红外线发射及接受方案。 整套电路模块由控制系统模块、通行灯输出控制显示模块、时间显示模 块和自动特种车辆控制模块等组成。道口交通控制系统控制程序主要分 为以下几个模块：初始化程序、主程序、定时中断程序和特种车实时响 应程序等。设计时按红绿交通灯控制程序和特种车辆经过中断程序两大 部分。本系统以 AT89C51 单片机为核心，采用汇编语言编程，设计的交 通灯可用于十字路口的车辆及行人的交通管理，设计中应用了两种倒计 时显示方式，120s 倒计时适用于车流量较大的大城市，60s 倒计时可用 于中小型城市。 关键词：单片机； 显示； 汇编语言； 交通管理； LED 数码管
2Biblioteka Baidu2 开发及运行环境
本次设计包括 51 单片机、7SEG-MPX2 的共阴七段数码管、74LS245 芯片。原理图如下：
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第3章
硬件电路设计
3.1 交通灯的芯片介绍
3.1.1
AT89c51 引脚介绍
VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它 可以被定义为数据/地址的低八位。 FIASH 编程时， 口作为原码输入口， FIASH 在 P0 当 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须接上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输 出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下 拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为低八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘 故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出 地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据 存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验 时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门 电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由 于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口）
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P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（计时器 0 外部输入） P3.5 T1（计时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 间。 ALE/PROG： 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位 字节。在 FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率 周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲 或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状 态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周 期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不 管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端 保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。
74LS245 介绍
74LS245 是我们常用的芯片，用来驱动 led 或者其他的设备，它是 8 路同相三态 双向总线收发器，可双向传输数据。
1.2 系统设计实现的目标
在主干道上设置LED的红绿灯， （由于时间问题）设置红灯点亮14秒，绿灯点亮10 秒，黄灯3秒，循环点亮，也可以随车流量的问题随时设置时间。 主要内容包括： 1) 红绿黄三灯循环点亮 2) 实现倒计时功能； 3) 按下按钮调整红绿灯的时间 4) 长按增加（减少）秒数按钮，以10秒递增（递减） 。
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第1章
1.1 背景与意义
引言
近年来随着科技的飞速发展， 单片机的应用正在不断深渗透到我们生活的各个领 域，几乎每个领域有单片机的踪迹，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。 本次课程设采用单片机 AT89C51 和芯片 74LS245 为中心器件来设计交通灯控制器， 实现了能根据定时控制 AT89C51 芯片的 P0 口设置红、绿灯燃亮时间的功能；P1 口设 置红绿灯循环点亮，倒计时的时间由数码管显示。
广东海洋大学寸金学院
《单片机》期末考查（论文设计）
论文题目：
现代交通灯
Modern traffic ligths
系 专 班 姓 学
别： 业：
信息技术系 电气工程及其自动化
级： 电气工程及其自动化 3 班 名： 号： 曾苑 2011103120338 叶伟慧 讲师 2013 年 12 月 15 日
指导老师： 职 日 称： 期：