十字路口交通灯有数码管

机电学院单片机课程设计指导老师评价表

目录

摘要与关键字 (1)

二．功能概述 (2)

2.2设计目的 (2)

三．设计思路 (2)

四．硬件介绍 (2)

4.1定时器/计数器 (3)

4.2定时器／计数器的概念 (3)

4.3定时器／计数器的相关寄存器 (3)

4.5定时器／计数器的4种工作方式 (4)

4.5 定时器／计数器的编程 (5)

4.5.1初始化 (5)

4.5.2定时器／计数器初值的计算。 (5)

五．软件程序设计 (5)

Y (8)

六．电路图及仿真设计 (9)

6.1设计完成原理图如下 (9)

6.2源程序 (9)

七．总结 (11)

参考文献 (11)

摘要与关键字

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，在学习了单片机的有关知识之后，运用相关知识来设计完成交通信号灯。

本文利用A T89c51控制交通灯实现对路面状况的基本智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞，车辆等待时间不合理等问题。系统具有结构简单，可靠性强，成本低等优点。有广泛的应用前景。

本系统由交通灯显示，数码管显示，复位电路，时钟电路等几大部分组成。系统集成了交通灯的显示功能，较好的模拟是显示了十字路口交通可能出现的状况。

关键词：交通灯；单片机；数码管

二．功能概述

2.1设计任务：交通灯的硬件和软件设计

2.2设计目的

1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。

2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。

4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。

三．设计思路

交通灯的变化规律：

按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态为状态1，南北方向绿灯通车，东西方向红灯。经过过一段时间（27S）转换状态2，南北方向绿灯闪几次转亮黄灯，延时3S，东西方向仍然红灯。再转换到状态3，东西方向绿灯通车，南北方向红灯。过一段时间（27S）转换到状态4，东西方向绿灯闪几次转亮黄等，延时3S，南北方向仍然红灯。最后循环至南北绿灯，东西红灯。在这些状态下，有时钟倒数计时。

四．硬件介绍

基础知识：

交通灯控制器实例主要使用了89C51单片机的定时器／计数器，基础知识主要包括交通灯的变化规律、定时器／计数器的概念、定时器／计数器的相关寄存器、定时器／计数器的4种工作方式、以及定时器／计数器的变成。

4.1定时器/计数器

定时器／计数器是单片机中最常用、最重要的功能模块之一，本节通过交通灯控制器实例来演示定时器的使用，并复习如何使用散转程序。

首先介绍交通灯以及定时器／计数器的基础知识，接着介绍本实例的硬件电路构成，然后逐步分析定时器的变成以及程序的全貌，最后总结一下本实例的技巧与注意点。

4.2定时器／计数器的概念

89C51单片机内有两个可编程的定时器／计数器T0、T1。

当定时器／计数器用作“定时器”时，每经过1个机器周期（12个时钟周期），计数器加1。

当定时器／计数器用作“计数器”时，计数器在对应的外部输入管脚（T0为P3.4引脚，T1为P3.5引脚）上每发生一次1到0的跳变时加1。使用“计数器”功能时，外部输入每个机器周期被采样一次。当某一周期管脚状态采样为高电平而下一周期采样为低电平时，计数器加1。由于检测下降沿跳变需要两个机器周期（24个时钟周期）的时间，所以技术频率最大值只能为时钟周期的1／24。计数器对外部输入信号的占空比并无限制，但为了保证给定的电平信号在其改变之前至少被采样一次，外部输入信号必须至少保持一个完整的机器周期。

4.3定时器／计数器的相关寄存器

与定时器／计数器相关的寄存器有定时器／计数器工作方式寄存器（TMOD）、定时器／计数器控制寄存器（TCON）。TCON已经在2.5节受控输出实例中介绍过，因此，在本例中主要介绍TMOD寄存器。定时器／计数器工作方式寄存器（TMOD），字节地址89H，不可进行位寻址。

定时器／计数器工作方式寄存器（TMOD）的8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。TMOD 每一位的功能如下。

GA TE：门控位。

GA TE＝0，仅由运行控制位TRX（X＝0，1）＝1来启动定时器／计数器运行；

GA TE＝1，由运行控制位TRX（X＝0，1）＝1和外部中断引脚上的高电平共同来启动定时器／计数器运行。

C／T：定时器模式和计数器模式选择位。

C／T＝0，为定时器模式；

C／T＝1，为计数器模式。

M1、M0：工作方式选择位。M1、M0的4中编码对应4种工作方式，对应关系见表1-1。

4.5定时器／计数器的4种工作方式

定时器／计数器的4种工作方式下的逻辑结构如表所示。

表4-1 定时器/计数器的工作方式

（1）方式0。

定时器／计数器的工作方式0称为13位定时器／计数器的。它由TLX的低5位和TLX的8位构成13位的计数器，此时TLX的高3位未使用。改工作方式是为了和48系列单片机兼容而设计的一种工作方式，一般情况不使用方式0进行定时／计数。方式0的控制方式与方式1完全相同，下面重点介绍方式1的控制方式。

（2）方式1

定时器／计数器的工作方式1称为16位定时器／计数器。它由TLX和THX构成，TLX计数溢出向THX进位，THX计数溢出置位TCON中溢出标志位TFX。

GA TE位的状态定时器／计数器运行控制取决于TRX一个条件还是TRX和INTX引脚这两个条件。当GA TE=0时，则只要TRX被置为1，定时器／计数器即被允许计数（定时器／计数器的计数控制仅由TRX的状态确定，TRX=1计数，TRX=0停止计数）。当GATE=1时，定时器／计数器是否计数由INTX 输入的电平和TRX的状态共同确定：当TRX=1，且INTX=1时，才允许定时器／计数器计数（定时器／计数器的计数控制由TRX和INTX两个条件控制）。

（3）方式2

定时器／计数器的工作方式0和方式1再计数溢出后，计数器的值为0，需要通过程序重新装入计数初值。

定时器／计数器的工作方式1称为初值自动重装的8位定时器／计数器。在该工作方式下，TLX作为计数器，当TLX计数溢出时，在置1溢出标志TFX的同时，还自动的将THX中的常数送至TLX，使