基于AT89C51单片机的十字路口交通灯设计(论文)文档格式.doc
《基于AT89C51单片机的十字路口交通灯设计(论文)文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于AT89C51单片机的十字路口交通灯设计(论文)文档格式.doc（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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。
本系统采用MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P3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P1口输出，显示时间通过P0口输出至双位数码管）。
本系统设计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。
关键词：
单片机；
交通灯
Abstract
Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofSCMisgoingdeep,drivingthetraditionaldetectiontechniquestorenewdaybyday.Inthereal-timeexaminationandintheautomaticcontrolmonolithicintegratedcircuitapplicationsystem,themonolithicintegratedcircuitoftentookacorepartuses.Themonolithicintegratedcircuitaspectknowledgeisonlyinsufficient,butshouldalsoactaccordingtotheconcretehardwarearchitecturesoftwareandhardwareunion,tobeimproved.
Theintersectionvehiclesshuttle,thepedestrianisbustling,cardealershiptrafficlane,personsidewalk,methodical.Thendependingonwhattorealizesthisorderlyorder?
thetrafficlightsontheautomaticcontrolsystem.Therearegreatnumberkindsofmodestocontrolthetrafficlights.ThesystemusesaseriesofMCS-51asthecenterAT89C51single-chipdevicedesignedtocontrolthetrafficlights,soastorealizethefunctionofsettingred,greenlighttimeby8051chip’sP3portaccordingtotheactualtrafficflows,lightingthered-lightandgreen-lightbyturnandlightingtheyellow-lighttowarmwhile5secondsleft（outputtingthetrafficlightsignalbyP1,outpuingthetimebyP0andshowingthetimeondouble-digitsnixietube）.Shortofthedesigncycle,highreliability,practical,simpleoperation,easymaintenance,theexpansionofpowerfulisthissystem.
Keywords:
SCM;
MCU;
trafficlight
目录
中英文摘要 2
1 设计要求 4
２ 设计目的 4
3 方案比较、设计与论证 4
4 原理分析 5
4.1交通灯显示时序的理论分析 5
4.2交通灯显示的理论分析 7
5 程序设计流程图 7
6 总体设计与电路图 9
6.1 芯片选择 9
6.2 设计电路图 10
6.3 PROTEUS仿真图：
11
6.4 交通灯程序 12
7仿真测试、数据及结果分析 18
8总结与展望 18
致谢 20
参考文献：
21
附录 22
1 设计要求
1.1 程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s，后东西段通行、南北段禁止60s，依此循环。
1.2 系统分三种工作模式：
正常模式、繁忙模式、特殊模式，并且通过三个按钮“正常”、“繁忙”、“特殊”可相互转化。
1.3 正常模式：
直行时间显示数码管显示60。
此时南北段直行通行（绿灯）、东西段禁止（红灯）40s，南北段人行道通行（绿灯），东西段人行道禁止（红灯），同时南北段和东西段方向的数码管分别从40s和60s开始倒计时，至最后5s时南北段绿灯变成黄灯闪烁；
此后南北段左拐（左拐灯亮）通行、东西段禁止（红灯）20s，南北段、东西段人行道都禁止（红灯），同时南北段和东西段方向的数码管都从20s开始倒计时，至最后5s时南北段左拐灯变成黄灯闪烁；
再后东西段直行通行（绿灯）、南北段禁止（红灯）40s，东西段人行道通行（绿灯），南北段人行道禁止（红灯），同时东西段和南北段方向的数码管分别从40s和60s开始倒计时，至最后5s时东西段绿灯变成黄灯闪烁；
最后东西段左拐（左拐灯亮）通行、南北段禁止（红灯）20s，东西段、南北段人行道都禁止（红灯），同时东西段和南北段方向的数码管都从20s开始倒计时，至最后5s时东西段左拐灯变成黄灯闪烁。
1.4 繁忙模式：
繁忙指示灯亮，南北段、东西段的通行时间改为45s，其中左拐的时间改为15s，其它与正常模式类似。
1.5 特殊模式：
特殊模式灯亮，南北段、东西段的通行时间改为75s，其中左拐的时间改为20s，其它与正常模式类似。
２ 设计目的
2.1 了解交通灯管理的基本工作原理
2.2 熟悉AT89C51的工作原理和应用编程
2.3 熟悉AT89C51并行接口的各种工作方式和应用
2.4 熟悉AT89C51计数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法
2.5 掌握多位LED显示问题的解决
3 方案比较、设计与论证
3.1显示界面方案
3.1.1倒计时显示
该系统要求完成倒计时的功能。
因只需显示数字，基于上述原因，我们考虑完全采用数码管显示，四个路口分别采用一个二位阴极数码管即可。
3.1.2状态灯显示
该系统要求完成状态灯显示的功能。
求于简单，我们把各个路口的红灯和黄灯设成直行和左拐两个通行方式所共有，也就是说，一个路口只需四个状态灯，一个直行通行的绿灯，一个左拐通行的绿灯，一个共有的红灯，一个共有的黄灯。
3.2输入方案
该系统要求能手动改变东西与南北的通行时间、紧急情况处理，我们采用扩展I/O
口方法，在外部中断P32口上扩展三个中断口，分别连接三个按钮。
该方案的优点是：
使用灵活，并且可提供较多I/O口,节省了AT89C51的中断口资源。
4 原理分析
4.1交通灯显示时序的理论分析
下图所示为一种红绿灯规则的状态图。
图4.1状态S1南北直行通行
图4.2状态S2南北左拐通行
图4.4状态S4东西左拐通行
图4.3状态S3东西直行通行
共四种状态，分别设定为S1、S2、S3、S4，交通灯以这四种状态为一个周期，循环执行如下图所示：
图4.5交通灯状态循环图
依据上述车辆行驶的状态图，可以列出各个路口灯的逻辑表如下表所示（其中逻辑值“1”代表直行通行，逻辑值“0”代表禁止通行，逻辑值“L”代表左拐通行）：
S1的状态
E
S
W
N
逻辑值
1
显示时间
正常模式下为40S
S2的状态
L
正常模式下为20S
S3的状态
S4的状态
程序就是在上述四种状态下循环转化的。
一个周期四个状态，在正常模式下共花费2分钟。
4.2交通灯显示的理论分析
4.2.1倒计时显示的理论分析
利用定时器中断，设置 TH0=TH1＝（65536-50000）/256，即每0.05秒中断一次。
每到第20次中断即过了20*0.05秒＝1秒时，使时间的计数值减1，便实现了倒计时的功能。
4.2.2状态灯显示的理论分析
黄灯闪烁同样可以利用定时器中断。
每到第10次中断即过了10*0.05秒＝0.5秒时，使黄灯标志位反置，即可让黄灯1秒闪烁一次。
5 程序设计流程图
T0响应
南北黄灯标志位为1
东西黄灯标志位为1
Y
0.5s到
1s到
南北黄灯位置反
团里
东西黄灯位置反
返回
倒计时减1,计数值置0
图5.1定时器0中断流程图
开始
南北直行通行东西禁止
南北左拐通行东西禁止
AT89C51初始化
南北黄灯闪烁
通行35秒
闪烁5秒
通行15秒
东西黄灯闪烁
东西直行通行南北禁止
东西左拐通行南北禁止
图5.2主程序流程图
INT0响应
“繁忙”键按下
“特殊”键按下
“正常”键按下
关中断
开中断
正常模式设置
繁忙模式设置
升级会员 