单片机控制的红绿灯设计

银川能源学院

《单片微机原理与接口技术》

课程设计报告

题目：单片机控制的红绿灯设计

班级：电力（1203 ）班

姓名：赵小宁邢志强

指导教师：汤燕

日期：2015年5月25日

本设计是单片机即单片微型计算机。由RAM，ROM，CPU构成，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。使大家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20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。并且能够在人工监控状态下，如果一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。而且有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行并发出报警。

一、设计课题名称及设计要求 (4)

1.1课题名称 (4)

1.2设计要求 (4)

二、元件简介 (4)

2.1芯片的选择与简单介绍 (4)

2.2按键、显示器或蜂鸣器 (6)

三、设计方案或实现办法 (7)

3.1系统方框图 (8)

3.2工作原理 (8)

四、最小系统介绍 (9)

五、系统原理图 (10)

六、软件流程图（附原程序） (10)

6.1附原程序.......................................................................................... 错误！未定义书签。

6.2软件流程图...................................................................................... 错误！未定义书签。

七、心得体会 (11)

一、设计课题名称及设计要求

1.1课题名称

单片机控制的交通灯控制系统设计

1.2设计要求

1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改（用开关K4，K0，K1完成修改）；

2）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；

3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次；

4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）；

5）一道有车而另一道无车（实验时用开关 K0 和 K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行；

6）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯并且发出报警，紧急车由K3 开关模拟。

二、元件简介

2.1芯片的选择与简单介绍

主控芯片采用AT89C51单片机（其管脚图如图－１

所示）。单片机，亦称单片微型计算机。它是把中央处

理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）、

输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在

一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快

了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。于是，微

型计算机（即单片机）在这种情况下诞生了。纵观生活

的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的

控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化

过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用

（图－１）

的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。

单片机以体积小、功能全、性价比等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。如果说C语言程序设计课程设计的基础课，那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计基础课。

MCS-51单片机是指由美国INTEL公司（大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机。

89C51单片机包含中央处理器（CPU）、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,现在我们分别加以说明：

1.中央处理器（CPU）

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

2.数据存储器（RAM）

51内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

程序存储器用于存放程序和固定不变的常数等。通常采用只读存储器，且其又多种类型，在89系列单片机中全部采用闪存。AT89C51内部配置了4KB闪存。

1.定时/计数器(ROM)：

定时/计数器用于实现定时和计数功能。AT89S51共有2个16位定时/计数器。

3.并行输入输出(I/O)口：