基于51单片机控制交通灯的毕业设计

安徽工商职业学院毕业设计说明书1安徽工商职业学院ANHUIBUSINESSVOCATIONALCOLLEGE毕业设计（论文）基于单片机控制的交通灯毕业设计系别：电子信息系专业班级：10应用电子技术2班学号：103596学生姓名：吴坤指导老师：聂凯二零一二年十月安徽工商职业学院毕业设计说明书2基于单片机控制的交通灯毕业设计摘要十字路口车辆穿梭，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。本设计主要分为五大模块输入：控制电路、时钟控制电路、片内外程序切换控制、显示电路。以MSC-51系列单片机IntelAT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了AT89C51芯片的P0口设置红灯、绿灯、黄灯燃亮时间的功能；为了系统稳定可靠采用了74LS14施密特触发器芯片的消抖电路，避免了系统因输入信号抖动产生误操作；显示时间直接通过AT89C51的P2口输出，由CD4511驱动LED数码管显示红灯燃亮时间。关键字：AT89C51LED显示交通灯安徽工商职业学院毕业设计说明书3TheTrafficLightBasedOnTheSingle-chipControlAbstractTheintersectionsvehiclewearsshuttle,pedestrianXiRang,garagedriveway,person'ssidewalk,orderly.Sodependwhattocarryoutthiswellarrangedorder?Whattodependisatrafficsignlightofautomaticconductorsystem.Thecontrolmethodofthetrafficsignlightisalotof.Thisdesignismainlydividedintofivegreatestmoldsapiecetheelectriccircuit,clockoftheimportationcontrolacontroloutsideprocedureinsidetheelectriccircuit,slicetocutoveracontrolandshowselectriccircuit.TakesingleslicethemachineIntelAT89C51oftheseriesesMSC-51sasacenterspareparttodesigntransportationlightcontroller,carriedouttheAT89C51'sP's0people'sconstitutionofthechipsred,thefunctioninbrighttimeofgreenlight,Huang2DengRan2;Forthesakeofsystemstabilitythecredibilityadopteda74LS14airtighttriggereliminateofmachinechiptotrembleelectriccircuitespecially,avoidedsystembecauseofimportationthesignaltremblemovablepropertytolivingamistakeoperation;TheP2peoplewhoshowsthattimedirectlypassestheAT89C51output,isdrivenLEDfiguresatubebytheCD4511toshowred-lightRanbrighttime.Keyword:TheAT89C51LEDshowtransportationlight安徽工商职业学院毕业设计说明书4目录摘要.............................................................2ABSTRACT..........................................................3前言.............................................................5一、工程简介.......................................................6(一）、概述.....................................................6(二)、工艺流程图.............................................7二、工程设计.......................................................7（一）、控制方案的确定..........................................7（二）、硬件部分................................................8（1）、交通灯控制系统的硬件设计..................................8（2）、硬件系统的设计具备以下原则.........................8（3）、硬件结构框图（如图3所示）................................8（4）、交通灯控制系统的原理框图（如图4所示）....................8（5）、8279的结构及引脚功能.....................................12(三)、软件部分................................................16（1）、延时子程序的计算.....................................17（2）、流程图（如图8所示）.................................17三、系统的试调运行................................................18（一）、硬件调试..............................................18（1）、静态调试...........................................18（2）、动态调试...........................................18四、系统设计及总结特点........................................19致谢...........................................................20参考文献.........................................................20附录A：源程序....................................................21附录B：电路图....................................................27安徽工商职业学院毕业设计说明书5前言本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理与接口技术”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后工作打下一定的基础。在今天，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。交通信号灯的出现，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。通过这次的设计学习，本人对单片机的结构和功能已有了初步的了解和认识。单片机在交通控制中起到了举足轻重的作用，掌握了单片机的工作原理也就基本了解了交通灯的运作原理。作为一个学生，为了更好地掌握单片机的结构和功能，为了进一步加强自己的实践能力，本人设计了以下的一款交通灯。安徽工商职业学院毕业设计说明书6一、工程简介(一）、概述本设计是交通灯的控制实验，必须要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个路口为东西南北走向，即十字路口，初始状态零为东西南北灯都熄灭。然后转状态一东西绿灯通车，南北为红灯。过段时间转状态二，东西绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，南北仍为红灯。再转状态三南北绿灯通车，东西红灯。过段时间转状态四南北绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，东西仍为红灯。最后循环至状态一。交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，控制十字路口红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间，但由于时间及水平的不足，在此实验中不显示。用十二个发光二极管代替交通灯进行实验设计。这次设计是《单片机原理与接口技术》课程的综合训练，我们通过理论学习，课题选择，资料查阅，软、硬件设计，系统调试等环节，巩固所学的知识及提高应用水平．在此我们要学会从提出问题，观察与分析问题，到最终解决问题科学方法．提高自己的思维能力和动手能力，在设计中获得一些实操经验，更是要培养我们的工作作风和工作态度。为今后的毕业设计、及从事单片机控制系统的设计与维护奠定坚实的基础。这次课题设计的意义在于通过具体的控制系统的设计，掌握单片机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。使我们能在实践教学环境中累积设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。(二)、工艺流程图因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西南北灯都熄灭。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态2，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4，南北绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红灯。最后循环至状态1。交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间，但由于时间和水平的限制就不显示时间。用十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。具体的接口如下图一。安徽工商职业学院毕业设计说明书7二、工程设计（一）、控制方案的确定交通灯控制系统的原理主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。如图2完整的电路板。8051P13PPPPPPPPPPP1110220001100000075643东南西北红绿黄北北东东南南西西红绿绿红绿红黄黄黄图1交通信号灯接口图安徽工商职业学院毕业设计说明书8（二）、硬件部分（1）、交通灯控制系统的硬件设计：交通灯控制系统的硬件设计包括：存储器的扩展（62256），I/O口的扩展（8255），地址的锁存（74LS373或74LS273），还有反向器（7407）。数据缓冲器，I/O控制逻辑，控制和定时寄存器及定时与控制电路，扫描计数器，回复缓冲器，FIFO/传感器RAM及其状态寄存器，显示RAM及显示地址寄存器等组成。（2）、硬件系统的设计具备以下原则：1.满足系统的设计要求，易于操作维护。2.系统功能灵活，便于扩展。3.具有自动诊断功能。（3）、硬件结构框图（如图3所示）。图3硬件系统在该系统中的作用主要是进行数据的传送，有关逻辑的计算，并且提供显示，人为的进行数据的修改，系统的启动，停止等等。此外系统运行的安全可靠性要靠硬件系统来实现。（4）、交通灯控制系统的原理框图（如图4所示）。存储器8951交通指示