2012年单片机控制交通灯(程序源代码)课程设计

课程设计任务书及

单片机控制交通灯课程设计 成绩评定

题 目 课程设计的任务及要求 通过软件实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。硬件实验可使学生能进一步掌握单片机系统扩展和输入/输出程序的设计方法，熟悉对扩展系统的软件、硬件设计，调试方法和技巧。 课程设计所需的软件、硬件等 单片机实验机 课程设计进度计划 拿到题目后首先进行模块分析，流程图设计，原理图设计。然后在实验机上进行硬件连接和软件仿真，如硬件实验结果不满足要求，则修改设计，直到满足要求为止。

任课教师评语 成绩： 教师签名： 日期:

目 录

第一章单片机控制交通灯的背景 ..................................................................... 2 1.1交通灯的背景 ............................................................................................... 2 1.1.1交通灯的历史............................................................................................ 2 1.1.2交通灯的出现............................................................................................ 3 1.2单片机简介 ................................................................................................... 3 1.2.1单片机的发展历程.................................................................................... 3 1.2.2单片机的特点............................................................................................ 4 1.2.3 MCS—51单片机内部结构有8大部分 ............................................... 4 1.2.4单片机的内部结构图................................................................................ 6 第二章 单片机控制交通系统总体设计 ......................................................... 7 2.1单片机交通控制系统通行方案设计 ........................................................... 7 2.2单片机交通控制系统的功能要求 ............................................................... 8 2.2.1倒计时显示................................................................................................ 8 2.2.2 车流量检测及调整................................................................................... 8 2.2.3时间手动设置............................................................................................ 9 2.2.4 紧急处理................................................................................................... 9 2.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 ................................................... 9 第三章 系统硬件电路的设计 ......................................................................... 10 3.1系统硬件总电路构成及原理 ..................................................................... 10 3.1.1系统硬件电路构成.................................................................................. 10 3.1.2系统工作原理.......................................................................................... 10 3.1.3车流量检测电路及模拟.......................................................................... 12 3.1.4八段LED数码管 .................................................................................... 12 3.3.4其它器件.................................................................................................. 14 第四章 系统软件程序的设计 ......................................................................... 14 4.1程序主体设计流程 ..................................................................................... 15

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4.2子程序模块设计 ......................................................................................... 16 4.2.1按键扫描程序.......................................................................................... 16 4.2.2状态灯显示及判断.................................................................................. 16 4.2.3 LED倒计时显示 ..................................................................................... 17 4.2.4车流量检测中断服务子程序.................................................................. 17 4.2.5紧停及违规中断服务子程序.................................................................. 18 4.2.6红绿灯时间调整程序.............................................................................. 18 4.2.7消抖动程序.............................................................................................. 19 参考文献 ........................................................................................................... 19 附录A ............................................................................................................... 20 致谢 ................................................................................................................... 25

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系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片80C51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，倒计时剩秒时黄灯闪烁警示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

第一章单片机控制交通灯的背景

1.1交通灯的背景

1.1.1交通灯的历史

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，着红装的女人表示我已结婚，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

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轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·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地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。不幸的是只面世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，城市的交通信号灯被取缔了。直到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。

1.1.2交通灯的出现

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器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、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。

1.2单片机简介

1.2.1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。

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