8051单片机交通信号灯毕业设计Word文件下载.docx

1、绪 论 6第1章 单片机的基础知识 71.1 单片机概述 71.2 单片机的组成结构 71.3单片机选型 81.4单片机的应用 9第2章 交通灯设计相关说明 102.1 工作原理 102.2 设计要求 112.3 总体方案 11第3章 交通信号灯硬件电路的设计 1231系统硬件的设计 123.1 复位和时钟电路 123.2 设计基本框架图 133.3 硬件电路模块 133.4 交通灯硬件控制线路图 14第4章 交通灯控制的程序设计说明 154.1系统工作原理 154.2 控制器的软件设计说明 154.3 程序设计流程图 164.4 交通信号灯模拟控制系统主程序 18第5章 系统调试与测试结果分

2、析 225.1系统调试 225.2运行步骤 225.3 仿真结果 235.4拟调试的过程和出现问题的分析 23总 结 24致 谢 25参考文献 26用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统的设计摘 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MSC-51

3、系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片， 8255A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5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。关键词：单片机 交通灯 芯片 AbstractWith the rapid development of science and technology in recent years, the applicatio

4、n of SCM is a growing, while driving more traditional control detection technology updates. In real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only the microcontroller is not enough knowledge, but also according to

5、 the specific combination of hardware, software and hardware structure, to be improved. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealers lane, one pedestrian and orderly. Then rely on to achieve this discipline of the order it? Are the traffic lights by the automatic control system? Ma

6、ny traffic lights control. This system uses the MSC-51 Series MCU ATSC51 and programmable parallel I / O interface chip, 8255A-centered design of traffic light controller device to realize the actual traffic flow according to the P1 port through 8051 to set the red, green brighten time function; tra

7、ffic light cycle lights, countdown 5 seconds left when the yellow light flashing warning （traffic signal through the PA port output, display the time directly through the 8255s PC port to double-digit LED output）; vehicle ran a red light alarm; green time can be detected traffic and through double-d

8、igit digital display. This system is practical, simple and strong extensions.Keywords: SCM traffic lights Chip绪 论 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有效的手段。但这一技术在19世纪就已经出现了。19世纪初，在英国中部的约克城，红绿装分别代表女性的不同身份。其中着红妆的女人代表我已经结婚了，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车扎人的事故，于是人们受到红绿装的启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在英国伦敦议会大厦的广场

9、上诞生了，由当时英国机械师师德.哈特设计，制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红绿两色的提灯煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲的牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面试23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。 从此，城市的交通灯被取缔了。知道1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红黄绿三种标志）于1918年诞

10、生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生使城市交通大为改善。 黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电气公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一声冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到了在红绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红黄绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海英租界。从最早的手牵皮带到2

11、0世纪50年代的电气控制，从采用计算控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化，自动化 根据8051单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。同时给出了软硬件设计方法，设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要技术问题都有涉足。本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，另一种是故障或紧急状态，并分别用黄、红、绿灯的不同组合来表示。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标，开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库，同时，论述了系统中交通现状、交通管理、交通规则及背景

12、信息查询模块的建造及应用。第1章 单片机的基础知识1.1 单片机概述 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,简称单片机或微控制器。特别适用于控制领域。单片机是将CPU、存储器和I/O 接口电路、定时/计数器和必要的外部设备集成在一块芯片上，构成一个既小巧又完善的计算机硬件系统，可实现微型计算机的基本功能。单片机体积微小，成本极低，可广泛地嵌入到各种小型产品中，已成为现代电子系统中最重要的智能化工具。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。单片机经过了四个阶段的发展：第一阶段：单片机初级阶段。1976年Intel公司推出了M

13、CS-48系列单片机，实现了计算机的单芯片化。但是，此系列单片机没有串行I/O接口，存储器容量较小，中段处理功能较简单。第二阶段：单片机完善阶段。1980年Intel公司推出了MSC-51系列单片机。该系列单片机在MCS-48系列的基础上增加了串行I/O接口，增大了存储器的容量，完善了中断系统。第三阶段：微控制器形成阶段。这一阶段的单片机增强和完善了各总外围电路。第四阶段：微控制器成熟阶段：这一时期的单片机的类型增多了，并且降低了成本，减少了外围电路，可靠性也得到了提高。目前，单片机技术不断发展，产品不断更新，基本上满足了各方面的需求。在单片机的综合品质不断提升的基础上，专用型单片机也得到了大

14、力发展。并且全盘CMOS化、全面功耗管理、采用RISC体系结构、软件嵌入等都是单片机的发展方向。1.2 单片机的组成结构 单片机是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上，下图为单片机的典型结构框图及组成图。 图1 结构框图 图2 组成图 1. 中央处理器：中央处理器包含控制器和运算器，控制器负责从程序存储器中取出指令，并逐条地分析指令和执行指令，而运算器是完成指令要求的计算工作 。2. 系统总线：系统总线将CPU、存储器及I/O接口等相对独立的部件连接起来，作为多个功能部件共享的公共信息传输渠道，是一组信号传输线的集合。系统总线包括数据总线（DataBus,简称DB）、地址总线（Addre

15、ssBus,简称AB）和控制总线（ControlBus,简称CB）。3. 存储器：单片机的存储器按用途分为程序存储器和数据存储器，程序存储器用来存放单片机的应用程序及运行中的常数数据，单片机应用系统一经开发完毕，其软件也就定型，运行中的程序存储器的不再更改；数据存储器用于暂存运行期间的数据、现场采集的原始数据、中间结果、运算结果、缓冲和标志位等临时数据，因为需要经常进行读写操作，所以单片机通常采用随机存取存储器作为外部数据存储器。4. I/O口：I/O口是将CPU与外界交换信息的数据通道，根据信号传输的形式可分为并行I/O口和串行I/O口两类。并行I/O口一次可同时传输8个二进制位而串行I/O口一次只传递一位二进制位。5. 定时/计数器：定时/计数器在实际中应用非常广泛，单片机往往需要精确地定时或对外部事件进行计数，因而在其内部设置了定时/计数器。定时/计数器一旦被CPU启动，即可实现定时/计数器的自动处理，实现与CPU并行工作，两者互不干预。1.3单片机选型单片机的种类很多，在实际应用