山东师范大学.docx
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山东师范大学
交
通
灯
设
计
姓名：
饶龙
学号：
201123810152
专业：
电子信息工程
日期：
2013-1-15
目录
项目名称--------------------------------------------------2
选题背景--------------------------------------------------2
单片机简介-----------------------------------------------2
设计基本要求和步骤-----------------------------------5
硬件和软件设计-----------------------------------------6
一、项目名称
十字路口交通信号灯控制系统
二、选题背景
课题背景
由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：
交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。
日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。
随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。
三、单片机简介
3.1单片机的发展历程
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：
51子系列和52子系列。
每个子系列有诺干中型号。
51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。
改进后的型号更加省电。
52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。
Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。
现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。
我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗
3.2单片机的特点：
（1）性价比高，开发周期短，易于产品化，
（2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强，
（3）功能完善，接口多样，
（4）低功耗、低电压
一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。
（5）总线多样，易于扩展
单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。
外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式,可根据需要进行并行或者串行扩展。
3.3AT89C51单片机简介
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
主要特性：
·与MCS-51兼容
·4K字节可编程闪烁存储器
·寿命：
1000写/擦循环
·数据保留时间：
10年
·全静态工作：
0Hz-24MHz
·三级程序存储器锁定
·128×8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
四、设计基本要求和步骤
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。
4.1基本要求
本系统需要采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器，实现以下功能：
1.初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西方向通车。
2.延时20s，东西路口绿灯熄灭，黄灯延时5s。
3.黄灯灭后，东西路口红灯亮同时南北路口绿灯亮，南北方向开始通车。
4.延时20s，南北方向绿灯灭，黄灯亮5s，然后又切换成东西方向通车，如此重复。
5.当发生交通紧急事件或特殊事件时，全部亮红灯，进行交通紧急处理。
当事件处理完毕，重新按上述方式工作。
6.当路灯有损坏时，可以进行路灯检修。
4.2设计步骤
1.利用Proteus7.4SP3仿真软件按下列要求绘制仿真实例
✧用6个发光二极管分别表示东、西、南、北四个方向红、黄、绿三色灯，另加一个发光二极管代表处理紧急或特殊事件等应急状态信号灯。
✧用P2、P0口分别输出控制南北、东西方向模拟交通灯的倒计时显示数码管的状态码。
✧用P1口连接东西、南北两个方向六个发光二极管。
2.按照基本要求编制程序实现相应功能。
五、硬件和软件设计
5.1硬件电路图
硬件电路图通过Proteus7.4SP3仿真之后如图1所示，其中：
按钮sw8连接D7，处理交通应急
按钮SW2～SW7分别连接D2～D7进行路灯检修
用P2、P0口分别连接4个倒计时显示数码管的状态码。
P2端口实现南北方向亮灯时间
P0端口实现东西方向亮灯时间
整体实验连接电路如下图所示：
图1整体连接电路图
5.2程序流程图
5.3P0、P2口显示状态编码表
P1
编码
备注
P1^7
P1^6
P1^5
P1^4
P1^3
P1^2
P1^1
P1^0
1
0
0
0
0
1
0
0
84H
南北红灯
东西绿灯
1
0
0
0
0
0
1
0
82H
南北红灯东西黄灯
0
1
0
0
1
0
0
0
48H
南北绿灯
东西红灯
0
0
1
0
1
0
0
0
28H
南北黄灯东西红灯
P0（东西方向），P2（南北方向）
P^7～P^0
编码
00H
01H
02H
03H
04H
05H
06H
07H
08H
备注
00
01
02
03
04
05
06
07
08
编码
09H
10H
1H
12H
13H
14H
15H
16H
17H
备注
06
10
11
12
13
14
15
16
17
编码
18H
19H
20H
备注
18
19
20
5.4程序源代码
org0000h
ljmpstart
org0030h
start:
movTMOD,#01h
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
SETBTR0
MOV60H,#0；设定一个一秒标志位
loop0:
movP0,#20H；南北方向显示20
MOVP1,#84H；南北红灯东西绿
MOVP2,#15H东西方向显示15；
loop:
jnbTF0,loop
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop
MOV60H,#0
cplP1.0
movP0,#19H
MOVP1,#84H
MOVP2,#14H
loop1:
jnbTF0,loop1
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop1
MOV60H,#0
movP0,#18H
MOVP1,#84H
MOVP2,#13H
loop2:
jnbTF0,loop2
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop2
MOV60H,#0
movP0,#17H
MOVP1,#84H
MOVP2,#12H
loop3:
jnbTF0,loop3
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop3
MOV60H,#0
movP0,#16H
MOVP1,#84H
MOVP2,#11H
loop4:
jnbTF0,loop4
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop4
MOV60H,#0
movP0,#15H
MOVP1,#84H
MOVP2,#10H
loop5:
jnbTF0,loop5
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop5
MOV60H,#0
movP0,#14H
MOVP1,#84H
MOVP2,#09H
loop6:
jnbTF0,loop6
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop6
MOV60H,#0
movP0,#13H
MOVP1,#84H
MOVP2,#08H
loop7:
jnbTF0,loop7
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop7
MOV60H,#0
movP0,#12H
MOVP1,#84H
MOVP2,#07H
loop8:
jnbTF0,loop8
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop8
MOV60H,#0
movP0,#11H
MOVP1,#84H
MOVP2,#06H
loop9:
jnbTF0,loop9
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop9
MOV60H,#0
movP0,#10H
MOVP1,#84H
MOVP2,#05H
loop10:
jnbTF0,loop10
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop10
MOV60H,#0
movP0,#09H
MOVP1,#84H
MOVP2,#04H
loop11:
jnbTF0,loop11
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop11
MOV60H,#0
movP0,#08H
MOVP1,#84H
MOVP2,#03H
loop12:
jnbTF0,loop12
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop12
MOV60H,#0
movP0,#07H
MOVP1,#84H
MOVP2,#02H
loop13:
jnbTF0,loop13
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop13
MOV60H,#0
movP0,#06H
MOVP1,#84H
MOVP2,#01H
loop14:
jnbTF0,loop14
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop14
MOV60H,#0
movP0,#05H
MOVP1,#84H
MOVP2,#00H
loop15:
jnbTF0,loop15
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop15
MOV60H,#0
movP0,#04H
MOVP1,#82H
MOVP2,#04H
loop16:
jnbTF0,loop16
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop16
MOV60H,#0
movP0,#03H
MOVP1,#82H
MOVP2,#03H
loop17:
jnbTF0,loop17
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop17
MOV60H,#0
movP0,#02H
MOVP1,#82H
MOVP2,#02H
loop18:
jnbTF0,loop18
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop18
MOV60H,#0
movP0,#01H
MOVP1,#82H
MOVP2,#01H
loop19:
jnbTF0,loop19
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop19
MOV60H,#0
movP0,#00H
MOVP1,#82H
MOVP2,#00H
loop20:
jnbTF0,loop20
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop20
MOV60H,#0
movP0,#15H
MOVP1,#48H
MOVP2,#20H
loop21:
jnbTF0,loop21
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop21
MOV60H,#0
movP0,#14H
MOVP1,#48H
MOVP2,#19H
loop22:
jnbTF0,loop22
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop22
MOV60H,#0
movP0,#13H
MOVP1,#48H
MOVP2,#18H
loop23:
jnbTF0,loop23
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop23
MOV60H,#0
movP0,#12H
MOVP1,#48H
MOVP2,#17H
loop24:
jnbTF0,loop24
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop24
MOV60H,#0
movP0,#11H
MOVP1,#48H
MOVP2,#16H
loop25:
jnbTF0,loop25
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop25
MOV60H,#0
movP0,#10H
MOVP1,#48H
MOVP2,#15H
loop26:
jnbTF0,loop26
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop26
MOV60H,#0
movP0,#09H
MOVP1,#48H
MOVP2,#14H
loop27:
jnbTF0,loop27
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop27
MOV60H,#0
movP0,#08H
MOVP1,#48H
MOVP2,#13H
loop28:
jnbTF0,loop28
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop28
MOV60H,#0
movP0,#07H
MOVP1,#48H
MOVP2,#12H
loop29:
jnbTF0,loop29
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop29
MOV60H,#0
movP0,#06H
MOVP1,#48H
MOVP2,#11H
loop30:
jnbTF0,loop30
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop30
MOV60H,#0
movP0,#05H
MOVP1,#48H
MOVP2,#10H
loop31:
jnbTF0,loop31
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop31
MOV60H,#0
movP0,#04H
MOVP1,#48H
MOVP2,#09H
loop32:
jnbTF0,loop32
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop32
MOV60H,#0
movP0,#03H
MOVP1,#48H
MOVP2,#08H
loop33:
jnbTF0,loop33
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop33
MOV60H,#0
movP0,#02H
MOVP1,#48H
MOVP2,#07H
loop34:
jnbTF0,loop34
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop34
MOV60H,#0
movP0,#01H
MOVP1,#48H
MOVP2,#06H
loop35:
jnbTF0,loop35
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop35
MOV60H,#0
movP0,#00H
MOVP1,#48H
MOVP2,#05H
loop36:
jnbTF0,loop36
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop36
MOV60H,#0
movP0,#04H
MOVP1,#28H
MOVP2,#04H
loop37:
jnbTF0,loop37
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop37
MOV60H,#0
movP0,#03H
MOVP1,#28H
MOVP2,#03H
loop38:
jnbTF0,loop38
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop38
MOV60H,#0
movP0,#02H
MOVP1,#28H
MOVP2,#02H
loop39:
jnbTF0,loop39
clrTF0
movTL0,#0B0h
movTH0,#3Ch
inc60h
movA,60h
cjneA,#10,loop39
MOV60H,#
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