基于单片机汇编语言设计的交通灯样本.docx
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基于单片机汇编语言设计的交通灯样本
交通灯控制
摘要：
本设计以AT89C51单片机为主控模块，重要由按钮开关，数码管，发光二极管构成，运用汇编语言编写程序来模仿对十字路口交通管理，系统涉及左右拐，直行，人行道四个基本交通等功能。
南北方向亮绿灯60s，然后黄灯闪烁3次，每次一秒（亮灭各40ms），红灯40s，同步东西方向红灯65s，绿灯35s，黄灯闪烁3s。
各路灯用LED模仿显示，同步用七段数码管显示两路倒计时时间。
运用键盘可修改灯亮时间PC机设立灯亮时间，运用PC与单片机串口通信实现。
为防止浮现紧急状况（如119,110通过时），该系统还设立了中断，可通过按键使各个路口为红灯其他车辆禁行，特殊车辆通行状态，当东西方向为通行状态时，南北方向有突发状况，也可通过手动按键使东西方向为红灯，南北方向为绿灯。
在对系统分析基本上，提出了几种设计方案，经比较选取各方较好LED动态循环显示方案进行设计，设计涉及硬件和软件两大某些单片机最小系统，时间显示，交通等显示三某些。
以AT89C51为控制核心，东西南北各设立3个交通灯，东西，南北方向各设立一种2位数码管时间显示屏，交通灯显示则采用红绿黄三色高亮发光二极管模仿，软件采用模块化设计办法，重要分为主程序，定期中断服务子程序，倒计时显示子程序，交通灯模仿显示子程序。
软件设计完毕，通过对该设计程序模仿测试，可实现对十字路口交通良好管理，预期目的所有达到，该系统操作简朴，实用性强，扩展功能好。
核心词：
AT89C51数码管光二极管中断模仿
1前言5
1.1该课程选题背景5
1.2该课程选题现实意义5
1.3单片机交通灯研究任务5
2设计方案6
2.1方案设计目6
2.2方案设计思路6
2.3方案设计原理7
3系统硬件设计8
3.1AT89C51芯片简介8
3.274LS47芯片简介11
3.3系统总框图12
3.4、交通灯硬件线路12
3.5、系统工作原理12
4．软件设计13
4.1每秒钟设定13
4.2秒办法13
4.3相应程序代码13
4.4、键盘显示流程图14
4.5、软件延时14
5Proteus软件仿真15
5.1正常运营时状态15
5.2黄灯亮时状态16
5.3应急状况下状态16
6设计心得体会17
附录1：
源程序代码18
附录2：
硬件连接图23
参照文献23
1前言
1.1单片机交通控制系统选题背景
世界上第一盏正式投入使用交通信号灯出当前1868年12月10日，这盏身高7米，由德哈特设计红绿两色煤气灯出当前议会大厦前十字路口。
一位警察手持长杆牵动皮带转换红绿两色：
红灯停，绿灯行。
随着人口迅速增多，交通工具爆炸性发展，以及道路资源有限性，交通控制就应运而生，在人类生活、工作环境中，交通扮演着极其重要角色，人们出行都无时不刻与交通打着交道。
自18世纪工业革命以来，工业发展带动整个交通运送发展，从而催生了单独交通控制学问与管理机构。
道路交通信号灯是交通安全产品中一种类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故发生，提高道路使用效率，改进交通状况一种重要工具。
合用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指引车辆和行人安全有序地通行。
1.2单片机交通控制系统选题现实意义
都市道路交通自动控制系统发展是以都市交通信号控制技术为前导，与汽车工业并行发展。
在其各个发展阶段，由于交通各种矛盾不断浮现，人们总是尽量地把各个历史阶段当时最新科技成果应用到交通自动控制中来，从而增进了交通自动控制技术不断发展。
交通网络是都市动脉，象征着一种都市工业文明水平。
交通关系着人们对于财产，安全和时间有关利益。
具备优良科学交通控制技术对资源物流和人们出行都是十分有价值，保证交通线路畅通安全，才干保证出行舒畅，物流准时到位，甚至是生命通道延伸。
1.3单片机交通控制系统重要研究内容
基于整个交通控制系统发展状况，本设计重要进行如下方面研究：
用智能，集成，且功能强大单片机芯片为控制中心，设计出一套十字路口交通控制系统，以指挥该路口实时通行状态。
本设计重要做了如下几方面工作：
一是拟定系统交通控制总体设计，涉及十字路口详细通行禁行方案设计以及系统应拥有各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本交通功能，还增长了倒计时显示提示，基于实际状况，又规定了对车流量检测及自调节模仿功能，违规检测及解决，紧急状况解决。
二是进行智能传感器硬件电路，显示电路等设计对各器件选取及连接，大体分派各个器件及模块基本功能规定。
2方案设计
2.1课程设计目
2.1.1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识理解；
2.1.2培养依照课题需要选学参照书籍、查阅手册和文献资料能力；
2.1.4掌握惯用仪器、仪表对的用法，学会软、硬件设计和调试办法；
2.1.5能按课程设计规定编写课程设计报告，能对的反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
2.1.6通过单片机课程设计，纯熟掌握汇编语言编程办法，将理论联系到实践中去，提高咱们动脑和动手能力。
2.1.7通过交通信号灯控制系统设计，掌握定期/计数器及中断用法，和简朴程序编写，最后提高咱们逻辑抽象能力。
2.2设计思路
东西、南北两干道交于一种十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色批示灯，指挥车辆和行人安全通行。
红灯亮禁止通行，绿灯亮容许通行。
黄灯亮提示人们注意红、绿灯状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道公共停车时间。
设东西道比南北道车流量大，批示灯燃亮方案如表1:
车道\时间
60s
3s
2s
35s
3s
东西道
绿灯
黄灯
红灯
红灯
红灯
南北道
红灯
红灯
红灯
绿灯
黄灯
表1
表1阐明：
（1）当东西道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。
时间为60秒;南北方向为红灯，此道车辆禁止通行，南北道行人可通过。
（2）当东西方向为黄灯闪烁3秒，警示车辆和行人红、绿灯状态即将切换;南北方向为红灯，此道车辆禁止通行，南北道行人可通过。
（3）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；当南北方向为红灯，此道车辆禁止通行，南北道行人可通过。
（4）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；东西道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。
时间为35秒。
（5）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北方向为黄灯闪烁3秒，警示车辆和行人红、绿灯状态即将切换。
（6）此表可依照车流量动态设定红绿灯初始值。
2.3设计原理
1、一方面理解实际交通灯变化状况和规律。
假设一种十字路口如上图因此，为东南西北走向。
初始状态0为东西南北都红灯亮。
然后转状态1东西红灯亮，南北绿灯亮通行。
过一段时间后，转状态2，黄灯亮，东西红灯灭，南北绿灯灭。
再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯亮。
过一段时间后转状态4，黄灯亮,东西绿灯灭南北红灯灭。
一段时间后，又循环至状态1。
中间可通过中断按钮产生中断，跳入中断程序执行中断。
列出交通信号灯状态表如下：
（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）
状态
北
西
南
东
绿黄红
绿黄红
绿黄红
绿黄红
0
001
001
001
001
1
100
001
100
001
2
010
010
010
010
3
001
100
001
100
4
010
010
010
010
2、对于交通信号灯来说，应当有东西南北共四组灯，但由于同一道上两组信号灯显示状况是相似，因此只要用两组就行了，因而，采用单片机内部I/O口上P1口中6个引脚即可来控制6个信号灯。
3、通过编写程序，实现对发光二极管控制，来模仿交通信号灯管理。
每延时一段时间，灯显示状况都会按交通灯显示规律进行状态转换。
4、通过延时时间送显，可以在原有交通信号灯系统基本上，增添其倒计时间显示功能，实现其功能扩展。
5、通过脉冲中断编写中断程序，可实现中断。
3系统硬件设计
选用设备：
AT89C51单片机一片，74LS47芯片二片，电阻排RESPACK-7三个，共阴极七段数码管7SEG-MPX2-CA两个，红、黄、绿交通灯各四个，开核心盘、连线、电阻、电容若干。
3.1、AT89C51芯片简介
AT89C51单片机内部构造
AT89C51单片机包括中央解决器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定期/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。
MCS-51引脚阐明：
MCS-51系列单片机中8031、8051及8751均采用40Pin封装双列直接DIP构造，右图是它们引脚配备，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用
经综合对本系统分析，选用AT89C51单片机就非常适当，
AT89C51有P0,P1,P2,P3四个外部接口，简介如下：
P0口：
P0口是一种8位漏极开路双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，P0口被分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
P1口：
P1口是一种具备内部上拉电阻8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一种电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定期器/计数器2外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2触发输入（P1.1/T2EX），详细如下表所示。
在flash编程和校验时，P1口接受低8位地址字节。
P2口：
P2是一种带有内部上拉电阻8位双向I/O口，P2输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口P2写“1”，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一种电流。
P3口：
P3口是一组带有内部上拉电阻8位双向I/O口。
P3口输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此时，被外部拉低P3口将用上拉电阻输出电流。
RST——复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚浮现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存容许）输出脉冲用于锁存地址低8位字节。
普通状况下，ALE仍以时钟振荡频率1/6输出固定脉冲信号，因而它可对外输出时钟或用于定期目。
要注意是：
每当访问外部数据存储器时将跳过一种ALE脉冲。
对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
PSEN——程序储存容许（PSEN）输出是外部程序存储器读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问容许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必要保持低电平（接地）。
需注意是：
如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器指令。
下图是MCS-51系列单片机内部构造示意图1。
图1
单片机复位及初始化如图2：
图2
3.274LS47芯片简
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