交通灯控制.docx

1、交通灯控制课程设计说明书 题 目 十字路口交通灯设计 学院名称 电气工程学院 指导教师 唐耀庚 职 称 教授 班 级 自动化091班 学 号 20094460XXX 学生姓名 XXX 2012年 6 月 16 日十字路口交通灯数字显示系统摘 要十字路口交通灯数字显示系统通过51单片机程序控制交通灯显示及显示交通灯变换剩余时间，由简单的控制电路构成。本系统采用了MSC-51系列单片机80C52作为中心处理部件，程序控制实现89C52芯片的P3.0、P3.1口设置南北路口红、绿、黄灯燃亮时间，P0口和P1口输出显示东西方向的交通灯燃亮时间，P2口输出各路口交通灯的燃亮。因十字路口对位（即以一个路口

2、为参考点，正前方的位置）交通灯显示及显示时间均相同，因此十字路口交通灯的时间显示只需要输出两临位路口时间。本设计通过了ISIS仿真并基本实现了设计要求，绘制了PCB电路图，由于时间关系及客观原因，未做实物。目录：1 引言32 十字路口交通灯设计3 2.1 设计目标3 2.2 设计流程图3 2.3 硬件设计4 2.4 软件设计93 调试与实验17 3.1 程序编写与调试17 3.2 仿真结果与分析184 结论195 附录20 引言 随着社会的发展，人们生活水平的改善，私家车越来越多。车流量的增加给交通带来了极大的压力，也使得交通安全日益严峻。而交通灯则成为疏通车辆，缓解交通压力，减少交通事故，维

3、护交通安全，制定交通规则最常见和最有效的手段。 十字路口是生活中常见的交通路线，而十字路口也是车流量较多，导致车辆堵塞教为严重的交通路口，因此，十字路口交通灯成了交通路线上最常见的交通设备。红灯停绿灯行成了每个人口熟能详的交通规则。 在很久以前，交通灯仅仅只是通过简单的时序电路控制红绿灯的切换，这导致了人们对时间把握的不准确，如行人和司机不能正确的把握交通灯的变换，从而出现不必要的交通事故。由单片机控制的十字路口交通灯具有时间倒计时显示、绿灯闪烁警示、黄灯示意减速停车等功能，完善了交通灯功能，减少交通事故，做到了更好的改善交通环境，维护人们生命和财产安全，为创造美好城市交通形象发挥了不可替代的

4、作用。2 十字路口交通灯设计2.1 设计目标 十字路口交通灯设计要求通过89C51单片机的控制，实现十字路口交通灯的切换和倒计时显示。东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯的设计时间为25秒，绿灯20秒后闪烁警示，然后绿灯灭，黄灯亮2S。要求两干道交通灯显示正确，时间显示不错乱。2.2 设计流程图 程序设计确定为交通灯后，根据设计要求，通过ISIS画出电路图，由电路图和设计要求通过keil编写汇编语句并调试，调试成功生成*.HEX文件，打开ISIS选择单片机将*.HEX文件添加进源文件，然后进行调试，调试成功，则完成设计。

5、图2-1 设计流程图2.3 硬件设计2.3.1 系统构成 电路板一块，AT89C52单片机一片，74LS164芯片两片，74LS48两片，100欧姆电阻6个，七段数码管4个,发光二极管12个（红、黄、绿各四个），5伏电源一个。2.3.2 系统工作流程 （1）程序设置初始时间，通过89C52单片机内部相应寄存器来实现。 （2）有89C52单片机的定时器每秒通过P3.0口向74LS164的数据端口发送信息，由74LS164的输出口显示南北红、绿、黄灯的燃亮时间情况。 （3）程序设计将东西方向的燃亮时间十位数由P1口输出，个位数由P0口输出。（89C52只有一个串行输出端口，其余数据有简单I/O口输

6、出。） （4）89C52通过程序设置各个信号灯的燃亮时间，通过程序设置黄绿灯时间依次为2s,20s,25s循环，由89C52的P3口向74LS163的数据口输出。 （5）通过89C52单片机的P3口来控制系统的工作。2.3.3 硬件选择1)89C52芯片AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，内含4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元.主要功能特性： 标准

7、MCS-51内核和指令系统 片内8kROM（可扩充64kB外部存储器） 32个双向I/O口 256x8bit内部RAM（可扩充64kB外部存储器） 3个16位可编程定时/计数器 时钟频率3.5-12/24/33MHz 向上或向下定时计数器 改进型快速编程脉冲算法 6个中断源 5.0V工作电压 全双工串行通信口 布尔处理器帧错误侦测 4层优先级中断结构自动地址识别 兼容TTL和CMOS逻辑电平 空闲和掉电节省模式 PDIP(40)和PLCC(44)封装形式表2-1 89C52主要特性图2-2 89C52引脚图管脚说明VCC:供电电压。GND:接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每

8、脚可吸收8个TTL门电流。当P0口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TT

9、L门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（I

10、LL）这是由于上拉的缘故。P3口作为AT89C51的一些特殊功能口，管脚备选功能：P3.0 RXD（串行输入口）、P3.1 TXD（串行输出口）、P3.2 /INT0（外部中断0）、 P3.3 /INT1（外部中断1）、P3.4 T0（计时器0外部输入）、 P3.5 T1（计时器1外部输入）、 P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）、 P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时

11、，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-F

12、FFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。2）74LS164 74LS164为串行输入、并行输出移位寄存器，74LS164为单线总线驱动器。 在串行口为方式0状态，即工作在移位寄存器方式，波特率为振荡频率的十二分之一。器件执行任何一条将SBUF作为目的寄存器的命令时，数据便开始从RXD端发送。在写信号有效时，相隔一个机器周期后发送控制端SEND有效，

13、即允许RXD发送数据，同时，允许从TXD端输出移位脉冲。第一帧（8位）数据发送完毕时，各控制信号均恢复原状态只有T1保持高电平，呈中断申请状态。第一个74LS164把第一帧数据并行输出，LED1显示该数据。然后，用软件将T1清0,发送第二帧数据。第二帧数据发送完毕，LES1显示第二帧数据，第一帧数据串行输入给第二个74LS164,LED2显示第一帧数据。依此类推，直到把数据区内所有数据发送出去。应该注意，数据发送完后，第一帧数据在最后一个LED显示。由于TXD端最多可以驱动8个TTL门。3）74LS4874LS48是4线-7段译码器/驱动器（BCD输入，有上拉点位）。 图2-3 74LS48引脚图表2-2 74LS48真值表2.3.4 交通灯控制线路图图2-4 交通灯控制线路图2.4 软件设计2.4.1 交通灯信号系统程序设计流程图 图 2-5 交通灯信号系统程序设计流程图2.4.2 交通灯控制程序代码*主程序*SECOND1 EQU 30HSECOND2 EQU 31HDBUF EQU 40HTEMP EQU 44HLED_G1 BIT p2.0 /各路口红绿黄灯输出端口分配LED_Y1 BIT p2.1LED_R1 BIT p2.2LED_G2 BIT p2.3LED_Y2 BIT p2.4LED_R2 BIT p2.5 ORG 0000H JMP START ORG