单片机交通灯控制系统方案.docx
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单片机交通灯控制系统方案
微机型交通信号灯实时控制系统的模拟设计
一，摘要
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。
本设计是根据我所学习的单片机课程，按照大纲要求对我进行的一次课程检验，是进行单片机课程训练的必要任务，也对我们掌握单片机应用有很大的帮助。
掌握单片机技术是一门不可或缺的技术，对我将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。
当今世界的发展是以科学技术为基础的，微控技术在生产中所占的比重也越来越大。
单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑。
近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。
关键词：
单片机,交通灯,控制器,设计,实现
二，引言
我的这次单片机课程设计就是利用单片机的基本特点，使用C语言实现一个简易的交通灯电路，但由于能力的有限，编出的程序只能实现课程设计的最基本的要求，没有对其进行更多的扩展，以后有能力的时候再去完善它。
现就我这次课程设计的主要内容及主要方法概括一下。
本设计设计的是一个交通灯控制系统，以单片机为核心，采用目前比较流行的80c51单片机，对十字路口交通灯电路进行了仿真制作，主要完成十字路口交通灯的红、绿、黄灯的点亮时间控制.在模拟系统中，采用了两组红、黄、绿三种发光二极管分别代表两道上的红绿灯,并采用了三个按钮开关来模拟系统要求的三种状态。
在本次设计中，程序并没有采用原来学习书本上的汇编语言，而是采用了C51编写，keil仿真，方便调试程序和修改硬件，结果证明方案的硬件设计正确，程序也符合要求。
三，背景及意义
随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。
人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。
人多、车多道路少的道路交通状况已经很明显了。
我国是13亿多人口的大国，到2004年，全国的机动车保有量超过了6000万，而全国公路通车总里程只有14。
3万公里。
静态比例为：
人均车辆越0。
5辆，而人均道路只有0。
00011公里；每辆车均道路占有量约为0。
002公里；且其中90%的道路属于机动车与非机动车和行人混杂。
车辆的增加反映出了国家的整体进步，但是也给人民带来了其他的一些负面的影响。
今后几年机动车辆数字还在急剧增加，道路超负荷承载，致使交通事故逐年增加。
在一个交通十字路口，如果还是像以前一样由单纯的一种信号灯和交通警察的协调来维持交通是不够的。
根据统计每年因交通事故死亡的人数占所有事故死亡总人数的80%，而且这个比例还在不断的增加。
如果将每个交通十字路口的多余交通警察撤回，安排在最不利于管理和事故高发的地方，不但可以大大的降低交通事故的发生率，而且可以节省大量的人力财力。
所以，采用单片机自动控制交通灯有现实的社会意义。
四，单片机认识及其应用
MCS-51单片机是Intel公司在1980年继MCS-48系列8位单片机之后推出的高档8位单片机。
MCS-51单片机在性能和片内功能方面大大优于MCS-48系列单片机。
MCS-51的典型产品有：
8051、8031、8751、80C51、80C31、87C51等，8051内部有4kBROM，8751内部有4kBEPROM，8031片内无ROM。
除此之外，三者的内部结构及引脚完全相同。
89S51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，AT89S51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
单片机是应工业测控需要而产生的，最能反映其功能及形态的名称是在一个应用系统中，Single-chipMicro-controller。
按照测控系统的特点和要求，单片机的应用可分为单机应用和多机应用两大类。
我们这次要完成的单片机课程设计就是它的单机应用，下面在介绍一下单片机在单机应用领域内的主要内容。
（1）智能产品
单片机与传统机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化，购成新一代机电一体化产品。
目前，利用单片机构成的智能产品已广泛应用于家用电器、办公设备、数控机床、纺织机械、工业设备等行业。
（2）智能仪表
单片机构成的智能仪表，能使仪表具有数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化等优点，赋予测量仪表以崭新的面貌，使传统的仪器、仪表发生根本性的变革，它代表了仪器仪表的发展趋势。
（3）测控技术
用单片机构成的各种工业控制系统中的数据采集系统具有工作稳定可靠、抗干扰能力强的优点，如炉温恒温控制系统、电镀生产自动控制系统等。
（4）智能接口
在计算机系统，特别是较大型的工业测控系统中，除通用外部设备外，还由许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口。
这些外部设备与接口如果完全由主机进行管理，势必会造成主机负担过重，运行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。
如果用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行加工处理，可以大量降低接口的通信密度，极大的提高了接口控制管理水平。
在一些通用计算机外部设备上，已实现了单片机的键盘管理、打印机控制、绘图仪控制、硬盘驱动控制等。
五，十字路口自能交通灯系统硬件设计
1：
设计要求
a．在一个十字路口的一条主干道和一条支干道上分别安装一套红黄绿3种信号灯，用拨动开关模拟十字路口的车辆检测传感信号
b．一般情况下，主干道上的绿灯长亮，而支干道上总是红灯。
c．当检测到支干道上来车时（用按钮开关模拟），主干道上的绿灯转为黄灯，持续3秒后，变红灯，同时支干道由红灯变为绿灯。
d．支干道绿灯亮后，或者检测到主干道上来了3辆车（可用3个拨动开关模拟），或者虽未来3辆，但绿灯已持续亮了20秒，则支干道上立即变为黄灯，3秒后变为红灯，同时主干道有红灯变为绿灯。
2：
交通灯管理系统电路原理图
支
主
图4
3.硬件选择
选用80C51单片机一片，红黄绿发光二极管各一个，按钮1个，拨动开关3个，导线若干，51系列单片机
上面两个图相会链接就是简单的交通灯实验电路图，其中P10→主红P11→主黄P12→主绿P13→支红P14→支黄P15→支绿按照这个顺序连接然后进行试验
通过单片机上的INT0和INT1模拟十字路口的车辆数。
P10、P11、P12模拟主干道交通灯，而P13、P14、P15模拟支干道交通灯。
通过一条SETB指令，可以使某一灯亮，通过一条CLR指令，可使某一灯灭。
六，软件流程图及其程序
运行程序：
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sfrp0=0x80;
sbitred_A=p0^0;
sbityellow_A=p0^1;
sbitgreen_A=p0^2;
sbitred_B=p0^3;
sbityellow_B=p0^4;
sbitgreen_B=p0^5;
uintTime_count=0;
//定时器T03S中断函数
voidT0_INT（）interrupt1
{TH0=（65536-5000）/256;
TL0=（65536-5000）%256;
if（++Time_count!
=60）return;
Time_count=0;
}
//定时器T120s中断函数
voidT1_INT（）interrupt3
{TH0=（65536-5000）/256;
TL0=（65536-5000）%256;
if（++Time_count!
=400）return;
Time_count=0;
}
//检测主干道车辆INT1中断函数
voidINT1_INT（）interrupt2
{green_B=0;
yellow_B=1;
TR0=!
TR0;
yellow_B=0;
red_B=0;
red_A=0;
green_A=1;
}
// 检测支道上车辆 INT0的中断数
voidINT0_INT（）interrupt0
{green_A=0;
yellow_A=1;
TR0=!
TR0;
yellow_A=0;
red_A=1;
red_B=0;
green_B=1;
EX1=1;
if（green_B）
TR1=!
TR1;
EX1=0;
green_B=0;
yellow_B=1;
TR0=!
TR0;
red_A=0;
green_A=1;
}
//主函数
voidmain（）
{red_A=0;
yellow_A=0;
green_A=1;
red_B=1;
yellow_B=0;
green_B=0;
IT0=1;//INT0跳变触发
IT1=1;//INT1跳变触发
TMOD=0x11;//两个定时器工作在模式1
IE=0x8F;//开启T0,T1,INT0,INT1中断，开启总中断。
IP=0x01;//INT0为高优先级
TR0=0;//初始关定时器T0
TR1=0;//初始关定时器T1
while
（1）;
}
课程设计心得体会
我们在指导老师赵志华老师的精心指导和严格要求下，经过自己的努力，终于完成了这次课程设计。
同时获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，并对当前电子领域的研究状况和发展方向有了一定的了解，尤其在单片机及其接口技术方面，这对我们今后进一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。
通过大量阅读资料，我们拓宽了自己的知识面，并懂得将所学知识融会贯通到实践中去。
在获得知识的同时，我们也认识到了自己还需要学习的东西很多，理论需要很好的结合实践，全面分析并解决问题的能力有待提高。
这一次的课程设计还获得了以前任课老师的大力支持。
在此，我们衷心感谢各位老师的指导和支持。
在季候的工作和学习中，我们将以更好的成绩来回报各位老师。
在课程设计过程中，同宿舍的舍友和其他班上的同学给了我们很多的帮助，我们非常感谢他们给我们的帮助。
谢谢！
参考文献
1）蔡美琴张为民等MCS-51系列单片机系统及应用。
高等教育出版社2004
2）李建中单片机原理及应用。
西安：
西安电子科技大学出版社，2002
3）康华光电子技术基础（第四版）。
北京：
高等教育出版社，2008.6
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