51单片机红绿灯课程设计

1 电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。

方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。

2 显示界面方案该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：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。方案二：采用点阵式LED显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。

综上所述，选择方案一。

3 输入方案：

设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。

该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。

方案二：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。

综上所述，选择方案二。

3.1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。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。

交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1,周而复 始，即如图2.1所示：

ceo 红绿蕾

红绿貧

•OO

红 Q C 虹

•OO 红绿黄

图1交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯 控制器。实现以下功能:

初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西路口车通行，时隔

24s ,黄灯

红绿武 红绿黄

0*0

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红绿黄 •OO

:红绿黄

好立档也觀II X

闪烁6次。之后，南北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔24s,南北黄灯闪烁6次，然后又切换成东西方向通车，如此重复。

当发生交通意外（中断产生）时，全部亮红灯，进行交通事故的处理。当事故处理完毕（再次按中断键），重新按上述方式工作。

当南北路口的流量大时，可以增加南北路口亮绿灯的时间，当东西路口的流量大时，可以增加东西路口亮绿灯的时间，结束后调回正常状态。

下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下

衣1交通就左及红绿灯状态

东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管2个，在任一个路口, 遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。

状态及红绿灯状态如表1所示。说明：0表示火，1表示亮。

3.3单片机智能交通灯控制系统的基本构成及原理

单片机设计智能交通灯控制系统，可用单片机直接控制交通信号灯的状态变化，实现倒计时、紧急情况处理与时间调整等功能。

国2疥统的总体社用

据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入，信号灯状态模块、LED倒计时模块接受输出。系统的总体框图如上所示。

单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，

同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。在此过程中随时通过键盘调用急停按键和时间调节中断。

交通灯系统硬件设计

此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口的灯，共12个LED灯。

四川信息职业技术学院毕业设计说明书（论文）

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第二章交通灯系统硬件设计

此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口的灯，共12个LED灯。

2.1系统框架图

电路板一块，AT89S5惮片机一片，八段LED数码管四个。发光二极管12个（4个绿的，4个红，4个黄的），8个电阻，2个电容，1 个晶振，1个电解电容，1个按键开关。（系统结构框图：图2.1）

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2.3.1 MSC-51芯片简介

MCS-51单片机内部结构

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。

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二大总线，现在我们分别加以说明：

•中央处理器：

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。

•数据存储器(RAM)

8051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。

■ ■ ■ HOWS］［定时讦数器］

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232 LED显示数码管

八段LED显示器由八个发光二极管组成。其中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个圆点形的放光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部分英文字母。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称为共阳极LED显示器如图2-2所示；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称为共阴极LED显示器

3.3晶体振荡器