基于单片机实现的交通灯设计Word格式.docx

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设计

Abstract

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofSCMiscontinuouslytothedeepening,andsodidthetraditionalcontrolchangingwitheachpassingdayoftheupdate.Inautomaticcontrolofmicrocomputerapplicationsystem,themicrocontrollerisoftenasacorecomponenttouse,onlysinglechipmicrocomputeraspectsknowledgeisnotenough,shouldaccordingtothespecifichardwarestructure,andtheviewofthespecificapplicationofthecharacteristicsoftheobjectsoftwarecombines,trytocomplete.

Crossroadstransports,bustlingpedestrian,carlanes,pedestrianhumanitarian,inanorderlyway.Sowhattodothisbyinorder?

Bythetrafficlightsautomaticcommandsystem.Therearemanywaystocontrolthetrafficlights.ThesystemUSESthe51seriessinglechipcenterdevicetodesigningtrafficlightcontroller,canrealizetheaccordingtoactualtrafficthroughthesingle-chipmicrocomputerchipP2mouthsetred,greenlitthefunctionoftime:

displaytimedirectlythroughthesinglechipmicrocomputerP0,P3mouthoutput,thesystempractical,simpleoperationandexpandability.

Keywords:

ThePLCtransportationlightprocedurereportdesign

目录

摘要I

AbstractII

引言1

1设计方案2

1.1设计要求2

1.2设计方案优选2

1.3系统总框图2

（1）系统总框图如图1.1所示2

1.4系统工作原理3

1.5交通灯控制器系统框图3

（1）交通灯控制器系统框图如图1.2所示3

2硬件设计4

2.180C51芯片4

2.280C51的复位5

2.380C51的时钟产生方式5

2.4芯片5

2.574LS373芯片7

2.6时间及信号灯的显示8

3具体模块设计10

4软件设计13

4.1程序设计13

4.2每秒钟的设定13

4.3计数器硬件延时13

4.4软件延时15

结语16

致谢17

引言

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。

其中着红妆的女人代表我已经结婚了，而着绿装的女人则是未婚者。

后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车扎人的事故，于是人们受到红绿装的启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在英国伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师师德.哈特设计，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，这是城市街道的第一盏信号灯。

在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲的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。

不幸的是只面试23天的煤气灯突然爆炸，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。

从此，城市的交通灯被取缔了。

知道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气公司任职员。

一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一声冷汗。

回到宿舍，他反复琢磨，终于想到了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。

1设计方案

1.1设计要求

（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；

南北道为绿灯此道车辆通过，行人禁止通行。

时间为60秒。

（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。

（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；

南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。

时间为80秒。

东西方向车流大通行时间长。

（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

1.2设计方案优选

方案一PLC控制交通灯PLC主要应用于强电方面的工业控制，或者整条流水线的控制。

虽然比较稳定,但是功耗要大。

方案二单片机控制交通灯单片机具有结构简单、编程方便、经济、易于连接等优点,特别是其内部定时器计数器、中断系统资源丰富,可对交通灯进行精确的控制,有应用价值。

1.3系统总框图

（1）系统总框图如图1.1所示

图1.1系统总框图

1.4系统工作原理

（1）开关键盘输入交通灯初始时间，通过80C51单片机P1输入到系统。

（2）由80C51单片机的定时器每秒钟通过P0口向8255的数据口送信息，由8255的PA口显示红、绿、黄灯的燃亮情况；

由8255的PC口显示每个灯的燃亮时间。

（3）80C51通过设置各个信号等的燃亮时间、通过80C51设置，绿、红时间分别为60秒、80秒循环由80C51的P0口向8255的数据口输出。

（4）通过80C51单片机的P3.0位来控制系统是工作或设置初值，当牌位0就对系统进行初始化，为1系统就开始工作。

（5）红灯倒计时时间，当有车辆闯红灯时，启动蜂鸣器进行报警，3S后然后恢复正常。

（6）增加每次绿灯时间车流量检测的功能，并且通过查询P2.0端口的电平是否为低，开关按下为低电平，双位数码管显示车流量，直到下一次绿灯时间重新记入。

（7）绿灯时间倒计时完毕，重新循环。

1.5交通灯控制器系统框图

（1）交通灯控制器系统框图如图1.2所示

图1.2交通灯控制器系统框图

2硬件设计

2.180C51芯片

80C51的引脚说明：

图2.1是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。

现在我们对这些引脚的功能加以说明

图2.180C51的引脚

p0口:

双向8位三态I/O口，访问外存时，作为低8位地址线，8位双向数据线。

可分时复用，工作最繁忙。

P1口:

8位双向I/O口。

P2口:

8位双向I/O口,扩展电路高8位地址总线。

P3口:

8位双向I/O口，及第二功能。

2.280C51的复位

80C51的复位方式可以是上电复位，也可以是上电与按键均有效的复位。

（1）Pin30:

ALE/

当访问外部程序器时，ALE（地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。

而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。

更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。

如果单片机是EPROM，在编程其间，

将用于输入编程脉冲。

（2）Pin29:

当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。

（3）Pin31:

EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，80C51和8751单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。

如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。

显然，对内部无程序存储器的8031,EA端必须接地。

在编程时，EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。

2.380C51的时钟产生方式

（1）内部时钟电路。

在80C51内部有一振荡电路,只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体,就构成了自激震荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。

上图中电容C1和C2的作用是稳定频率和快速起振,电容值在5-30pF。

（2）外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。

此方式常用于多片80C51单片机同时工作,以便于个单片机的同步.一般要求外部信号高电平的持续时间大于20ns,并为频率低于12MHz的方波。

2.4芯片

8255可编程并行接口芯片简介:

8255可编程并行接口芯如图2.2所示。

8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。

其内部还有一个控制寄存器，即控制口。

通常A口、B口作为输入输出的数据端口。

C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。

它们分别与端口A／B配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。

图2.28255可编程并行接口芯片

（1）A口、B口和C口。

均为8位I/O数据口，但结构上略有差别。

三个端口都可以和外设相连，分别传送外设的输入/输出数据或控制信息。

（2）A、B组控制电路。

这是两组根据CPU的命令字控制8255工作方式的电路。

A组控制A口及