基于8051单片机交通信号灯的控制系统的设计Word格式.docx
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4.4交通信号灯模拟控制系统主程序11
5系统调试与测试结果分析16
5.1系统调试16
5.2运行步骤16
5.3仿真结果16
5.4拟调试的过程和出现问题的分析17
总结18
致谢19
参考文献20
基于8051单片机交通信号灯模拟控制系统的设计
摘要：
在科学技术不断发展的时代，生活中到处都离不开科学技术成果。
本课题是基于8051单片机的交通灯控制系统的设计，它由8051单片机、键盘、LED倒计时、交通灯显示等模块组成。
能实现根据实际车流量通过8051芯片的PI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：
交通控制;
单片机;
芯片
Withthe8051designofatrafficsignalcontrolsystemdesignsimulation
Abstract:
With
the
rapid
development
of
science
and
technology
in
recent
years,
application
SCM
is
a
growing,
while
driving
more
traditional
control
detection
updates.This
system
uses
Series
MCU
programmable
parallel
I
/
O
interface
chip,
8255A-centered
design
traffic
light
controller
device
to
realize
actual
flow
according
P1
port
through
8051
set
red,
green
brighten
time
function;
cycle
lights,
countdown
5
seconds
left
when
yellow
flashing
warning
（traffic
signal
PA
output,
display
directly
8255'
s
PC
double-digit
LED
output）;
vehicle
ran
red
alarm;
can
be
detected
digital
display.
This
practical,
simple
strong
extensions.
keyword:
TrafficControl;
SingleChipMicrocomputer;
Chip
绪论
随着经济的不断发展，交通系统的发展和延伸，城乡交通问题越来越引起人们关注。
19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。
其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。
后来，英国伦敦议会大前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·
哈设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。
后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。
不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。
直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。
稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红、黄、绿三种标志）于1918年诞生。
它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。
黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。
一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，天津不锈钢岗亭当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。
回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。
他的建议立即得到有关方面的肯定。
于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。
中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化，自动化根据8051单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。
同时给出了软硬件设计方法，设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要技术问题都有涉足。
本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标，开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库，同时，论述了系统中交通现状、交通管理、交通规则及背景信息查询模块的建造及应用。
1单片机的基础知识
1.1单片机概述
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
单片机体积微小，成本极低，可广泛地嵌入到各种小型产品中，已成为现代电子系统中最重要的智能化工具。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3，3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压低功耗。
1.2单片机的组成结构
单片机是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上，下图为单片机的典型结构框图及组成图。
图1.2-1结构框图
图1.2-2组成图
1.2.1中央处理器
中央处理器包含控制器和运算器，控制器负责从程序存储器中取出指令，并逐条地分析指令和执行指令，而运算器是完成指令要求的计算工作。
1.2.2系统总线
系统总线将CPU、存储器及I/O接口等相对独立的部件连接起来，作为多个功能部件共享的公共信息传输渠道，是一组信号传输线的集合。
1.2.3存储器
单片机的存储器按用途分为程序存储器和数据存储器，程序存储器用来存放单片机的应用程序及运行中的常数数据，简称ROM,所存储的信息正常情况下只能读取而不能改写；
数据存储器用于暂存运行期间的数据、现场采集的原始数据、中间结果、运算结果、缓冲和标志位等临时数据，因为需要经常进行读写操作，所以单片机通常采用随机存取存储器作为外部数据存储器，简称RAM,正常使用时不仅能取存放在储存单元中的数据，还能随时写入新的数据，断电后信息会全部消失。
1.2.4I/O口
I/O口是将CPU与外界交换信息的数据通道，根据信号传输的形式可分为并行I/O口和串行I/O口两类。
并行I/O口一次可同时传输8个二进制位而串行I/O口一次只传递一位二进制位。
1.2.5定时/计数器
定时/计数器在实际中应用非常广泛，单片机往往需要精确地定时或对外部事件进行计数，因而在其内部设置了定时/计数器。
1.3单片机选型
选用设备8051单片机一片选用设备：
8051弹片机一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07两片，MAX692‘看门狗’一片，共阴极的七段数码管两个双向晶闸管若干，7805三端稳压电源一个，红、黄、绿交通灯各两个，开关键盘、连线若干。
1.4单片机的应用
由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手，有人形容“有电器的地方就有单片机”，的确它的应用遍及各个领域，主要表现在下几个方面：
（1）单片机在智能仪表中的应用。
单片机广泛的应用与各种仪表仪器，使仪器仪表智能化，并可以提高检测的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性价比；
（2）单片机在机电一体化中的应用。
机电一体化是机械工业发展的方向。
机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如数计控制的车床、钻床等。
单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度；
（3）单片机在实时控制中的应用。
得到普及广泛的用于各种实时控制系统中。
例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统之中，都可以用单片机作为控制器。
单片机的实时数据处理能力和控制能力，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量；
（4）单片机在人类生活中的应用。
自单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们的喜爱。
单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩，综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面；
（5）单片机在汽车与航空航天中的应用。
在汽车工业中，可用于点火控制、变速器控制排气控制及自动驾驶系统等；
在航空航天中，可用于集中显示系统、动力监测控制系统、通信系统以及运行监视器等。
另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
2交通灯设计相关说明
在本次设计中采用单片机技术，应用目前广泛应用的汇编语言描述，实现交通灯系统控制器的设计，完成系统的控制作用。
本系统选用8051单片机,配合一些外围电路完成交通控制系统。
由于该单片机具有简单实用、高可靠性、良好的性能价格比以及体积小等优点，已经在各个技术领域得到了迅猛发展。
实现同样的功能，这个方案既简单又经济！
该灯控制逻辑可实现3种颜色灯的交替点亮、时间的倒计时,指挥车辆和行人安全通行，实时地控制当前交通灯时间,使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步,可在保证交通安全的前提下最大限度地提高交通效率,而且允许处理紧急情况的发生由于本设计还有计时调整功能，最大限度提高了本设计的交通灯应用的范围。
经PROTEUS仿真模拟的试验,该系统得到了预期的实时控制
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