基于单片机的交通灯控制系统毕业设计Word文件下载.docx

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电子工程

指导教师

孙宏伟

职称

副教授

文福林

讲师

学生姓名

陶庆祥

专业（班级）

G13新能源应用技术

学号

201312111031

设计题目

基于单片机的交通灯控制系统

设

计

内

容

、

目

标

和

要

求

（设计内容目标和要求、设计进度等）

设计内容目标和要求：

本设计实现了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。

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。

设计进度：

（1）2015年11月初一一一2015年11月底，开题报告。

（2）2015年12月初一一一2016年1月底，整理资料。

（3）2016年2月初一一一2016年4月底，论文初稿。

（4）2016年5月初一一一2016年6月底，论文定稿。

指导教师签名：

年月日

此表由指导教师填写系部审核

四川航天职业技术学院

毕业设计（论文）指导教师评阅意见

专业班级

（论文）题目

教师职称

毕

业

论

文

评语

评定成绩：

指导教师签名：

年月日

摘要

自从1989年发明了机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏通，提高道路导通能力，较少交通事故有显著的效果。

近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活中。

本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的只能控制，从一定程度上解决交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

系统具有结构简单、可靠性强、成本低、实时性好、安装维护方便等有点，有广泛的应用前景。

本模拟系统由单片机/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

关键词：

交通灯单片机数码管LED灯

Abstract

SinceSincemechanicalwrenchthetrafficlightwasinventedin1989,morethanonehundredyearslater,thelightschangedtheroadtraffic,alsooccupiestheimportantpositioninPeople'

sDailylife,aspeoplesocialactivitiesincreased,economicdevelopment,carnumberincreasesharply,citiesincreasinglycrowdedroads,trafficlightsmoreshowitsfunction,maketrafficeffectivelycontrols,fortransportation,conductionability,improvetheroadtrafficaccidenthasasignificanteffect.

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,electronicdevicehasbeenwidelyused,includingsinglechipmicrocomputerisalsodeepeningpeople'

slife.ThesimulationtrafficlightsystemusingsinglechipmicrocomputerAT89C51asthecoreelement,achievedthroughthelightsontheroadcanonlycontrol,fromacertainextent,solvethetrafficintersectioncongestion,vehicleparkingwaitingtimeisnotreasonable,nastycarproblems.Systemhasasimplestructure,highreliability,lowcostandgoodreal-timeperformance,installation,maintenanceisconvenientwaitforabit,havebroadapplicationprospects.

Thissimulationsystembysinglechipcomputer/softwaresystem,twosection8ofdigitaltubeandtheLEDdisplaysystemandsoon,bettersimulatedtheroadtrafficcontrol.

KeyWords:

Thetrafficlight

Singlechipmicrocomputer

Digitaltube

LEDlights

第四章交通灯的总体方案设计与论证

4.1单片机与外围接口部件

4.2电源提供

4.3倒计时显示界面

4.4输入键盘

4.5交通灯显示

4.6系统稳定运行与保障系统

4.7理论分析与计算

第一章前言

城市交通是保持城市活力最主要的基础设施，是城市生活变得动脉，制约着城市经济的发展。

展望21世纪的交通事业，给我们提出了更高要求。

发展多层次、立体化、智能化的交通体系，将是城市建设发展中普遍追求的目标。

而发展大、中、低客运量相互匹配的多种形式相结合的客运交通工具，将是实现上述远景目标的一项重大技术决策措施。

自改革开放以来，我国的城市规模和经济建设都有了飞速的发展7城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，使城市交通面临着严峻的局势。

当前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象。

如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的追求呼声。

当今，红绿灯安装在各个交通要道上已经成为了缓慢交通问题最常见、最根本、最有效的方法。

交通灯的出现使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显的效果。

单片机是一种集成的微型计算机，与微处理器相比，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，它有唯一的、专门为镶嵌式应用而设计的一、体系结构和指令系统。

红绿灯的控制有PLC控制，单片机控制等方法，随着今年来单片机的控制交通灯技术的成熟，单片机给交通带来了很大的便利。

第二章单片机的概述

二十世纪七十年代，微电子技术正处在发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段。

1974年，美国研制出了世界第一台单片微型计算机F8，深受家用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视，从此拉开了研制单片机的序幕。

2.1单片机的定义

所谓单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出接口电路（I/O）、定时/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。

这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。

与微处理器相比，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，它唯一的，专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统这是单片机最大的特征。

现代单片机加上了中端单元、定时单元及A/D转换电路等更复杂、更完善的电路、使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。

因此可以把单片机理解为一个单芯片形态的微控制器。

单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机它唯一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统，加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速地运行的特点，因此单片机又称为嵌入式微控制器。

2.2单片机的发展方向

单片机的发展趋势将是向着高性能化，大容量，小容量，低价格化及外围电路内装化等几个方面发展。

（1）单片机的高性能化：

主要是指进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性，并加强了位处理功能、中断和定时控制功能；

采用流水线结构，指令以队列形式出现在CPU中，从而有很高的运算速度。

（2）片内存储器大容量化：

以往单片机的片内ROM为1到4KB，RAM位64到128B。

因此在一些较复杂的应用系统中，存储器容量就显得不够，不得不外扩存储器。

为了适合这种领域的要求，利用新工艺，将片内存储器的容量大幅度增加。

不得不外扩存储器。

为了适应领域的要求，利用新工艺，将片内存储器的容量大幅度增加，片内ROM可以达到12KB。

（3）小容量、低价格化：

与上述相反，小容量、低价格化的4位，8位单片机也是发方向之一。

这类单片机主要用于儿童玩具等较小规模的控制系统。

（4）外围电路内装化：

随着集成度的不断提高，有可能吧众多的各种外围功能器件集成在片内。

除了一般必须具备的CPU、RAM、ROM、定时/计数器等之外，片内集成的部件还有A/D，D/A转换器，DMA控制器，声音发生器，监视定时器，液晶显示驱动器，彩色电视机和录像机用的锁相电路等。

（5）增强I/O接口功能：

为了减少外部驱动芯片，进一步增加单片机并行口的驱动能力，现在有些单片机可直接输入大电流和高电压，以便直接驱动显示器。

（6）加快I/O接口的传输速度：

有些单片机设置了高速I/O接口，以便更快的速度读取数据。

2.3单片机的应用

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制领域，大致可分为如下几个：

（1）在计算机网络和通信领域中的应用；

（2）在工业控制中的营运；

（3）在家用电器的应用；

（4）在只能仪器仪表上的应用；

（5）在医用设备领域的应用；

2.4MCS-51简介

MCS-51系列单片机在基本结构相同，只是在个别模块和功能上有些区别，MCS-51单片机是在一块芯片中的集成了一个8位CPU、128BRAM、4KBROM、两个16位定时/计数器、2个可编程I/O口和一个可编程的全双工串行接口、五个中断源、一个片内振荡器等。

（1）中央处理器（CPU）：

中央处理器是单片机的核心部分，是一个8位的中央处理单元，它对数据的处理是以字节为单位进行的，CPU主要由运算器、控制器和寄存器陈列组成。

（2）数据存储器（片内RAM）：

数据存储器用于存放变化的数据。

在8051单片机中，通常把控制与管理寄存器（简称“专用寄存器”）在逻辑上划分在片内RAM中，因为其他地址与RAM是连续的。

8051单片机数据存储器地址空间为256个RAM单元，但其中能作为数据存储器供用户使用的仅有前面128个，后128个被专用寄存