单片机交通灯_1毕业设计.docx

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本科毕业论文（设计）

题    目 基于单片机的交通灯的设计与制作

学    院      电子信息工程            

专    业       电子信息工程           

班    级      09统本电信01班         

学    号        091102010148          

学生姓名         杨 科                

指导教师         李坡                

完成日期       2012.11                

西安思源学院教务处制

二〇一   年    月

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，还应根据具体硬件与软硬件结合，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MSC-51系列单片机AT80C51和可编程并行I/O接口芯片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P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩3秒时黄灯闪烁警示，本设计还设有紧急状态。

实用性强、操作简单、扩展功能强。

关键词：

单片机  交通灯  控制器  设计  实现

Abstract

ThissystemadoptsMSC-51seriesonlythatmachineIntel8031 withbutprogrammingparallelinterfacechip8255AofI/Oiscentraldevicethedesigncontrolleroftrafficlights,haverealizedcanmeasureaccordingtoactualwagonflowthePIinstallationbonusandgreenlightthatpassesthrough8031chipsburntolightthefunctionoftime;ForsystemstabilizereliablehaveadoptedMAX629thechip “doglooksafterthehouse”,have avoided thatsystemstopsworkingconditionbecauseofhaltingtooccur;ThesignaloftrafficlightisexportedthoughusuallyPCmouth;ThepointoftrafficlighttoadoptVTtwo-wayJingofloodgatepipecometocontrol,directlydrivewiththealternating current sourceof220V,practicalityisstrong,operatingissimple.

Keywords:

 Onlyflat machine,Trafficlight,Controller,Design,

Realize

目录

引言

第一部分  基础部分

一、项目概述

（一）单片机发展概述

（二）项目介绍

二、系统设计

（一）框图设计

（二）知识点

（三）硬件设计

（四）元件清单

（五）程序流程图

（六）程序清单

三、仿真实验步骤

（一）仿真过程介绍

（二）系统仿真及调试

（三）实物图效果

四、补充：

AT89C51介绍

（一）AT89C51简介

（二）主要特性

（三）管脚说明

第二部分  拓展部分

一、简介

二、元件清单

三、硬件及系统设计

（一）硬件设计

（二）仿真效果图

（三）软件程序

第三部分创新部分

一、概述

（一）电源提供方案：

（二）显示界面方案

（三）输入方案

二、系统硬件电路设计

（一）通行灯输出控制

（二）时间显示模块

（三）特种车辆自动控制模块

（四）电路仿真图

（五）实物图

三、系统主要程序设计

（一）主要程序简介

（二）扩展交通灯系统完整程序

总结

致谢

参考文献

引言

当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。

红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。

红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

信号灯的出现，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效果。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。

绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。

红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。

黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

图1.实际生活中交通灯动画模拟图

第一部分  基础部分

一、项目概述

（一）单片机发展概述

1946年第一台电子计算机诞生至今，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路，使得计算机体积更小，功能更强。

特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。

单片机诞生于20世纪70年代，象Fairchild公司研制的F8单片微型计算机。

所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元（CenterProcessingUnit,也即常称的CPU）和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元，定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。

20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，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，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上，象Fairchild公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。

类似的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器。

1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。

它以体积小，功能全，价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。

在MCS-48的带领下，其后，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，象Zilog公司的Z8系列。

到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，象INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rokwell公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。

80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，功能越来越强大，RAM和ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，可以说，单片机发展到了一个全新阶段，应用领域更广泛，许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。

1982年以后，16位单片机问世，代表产品是INTEL公司的MCS-96系列，16位单片机比起8位机，数据宽度增加了一倍，实时处理能力更强，主频更高，集成度达到了12万只晶体管，RAM增加到了232字节，ROM则达到了8kB，并且有8个中断源，同时配置了多路的A/D转换通道，高速的I/O处理单元，适用于更复杂的控制系统。

九十年代以后，单片机获得了飞速的发展，世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。

美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机，引起了业界的广泛关注，特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户，使人们从INTEL的111条复杂指令集中走出来。

PIC单片机获得了快速的发展，在业界中占有一席之地。

随后更多的单片机种蜂拥而至，MOTOROLA公司相继发布了MC68HC系列单片机，日本的几个著名公司都研制出了性能更强的产品，但日本的单片机一般均用于专用系统控制，而不象INTEL等公司投放到市场形成通用单片机。

例如NEC公司生产的uCOM87系列单片机，其代表作uPC7811是一种性能相当优异的单片机。

MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低价等特点赢得了不少用户。

Zilog公司的Z8系列产品代表作是Z8671，内含BASICDebug解释程序极大地方便用户。

而美国国家半导体的COP800系列单片机则采用先进的哈佛结构。

ATMEL公司则把单片机技术与先进的Flash存储技术完美地结合起来，发布了性能相当优秀的AT89系列单片机。

包括中国的台湾HOLTEK和WINBOND等公司也纷纷加入了单片机发展行列，凭着他们廉价的优势，分享一杯美羹。

1990年美国INTEL公司推出了80960超级32位单片机引起了计算机界的轰动，产品相继投放市场，成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。

此期间，单片机园地里，单片机品种异彩纷呈，争奇斗艳。

有8位、16位甚至32位机，但8位单片机仍以它的价格低廉、品种齐全、应用软件丰富、支持环境充分、开发方便等特点而占着主导地位。

而INTEL公司凭着他们雄厚的技术，性能优秀的机型和良好的基础，目前仍是单片机的主流产品。

只不过是九十年代中期，INTEL公司忙着开发他们个人电脑微处理器，已没有足够的精力继续发展自己创导的单片机技术，而由PHILIPS等公司继续发展C51系列单片机。

（二）项目介绍

随着微控