基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计

毕业设计（论文）基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计TheMCUControlSystemDesignOfTrafficLight班级电气自动化092学生姓名丁峰学号930706003指导教师林蒙丹、徐冬云职称讲师、工程师导师单位徐州工业职业技术学院论文提交日期1徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计课题性质设计制作类班级电气自动化092学生姓名丁峰学号930706003指导教师林蒙丹、徐冬云导师职称讲师、工程师2一．选题意义及背景现代城市生活中，交通显得日渐重要。车辆的逐渐增多、城市道路的拥挤不堪都需要良好的城市道路交通管理，信号灯控制非常重要，本课题针对十字路口的交通情况设计相应的控制时间和控制流程，利用单片机良好的控制功能来进行设计，实用性强。本课题主要利用红、绿、黄三种颜色的发光二极管做信号指示灯，通过编写程序控制信号灯的颜色显示和保持时间，让学生增强动手能力，并进一步了解单片机的工作原理。二．毕业设计（论文）主要内容：交通灯控制系统主要包括硬件部分设计制作和软件程序设计两大部分。要求设计的系统能对东西方向和南北方向的车流进行控制，按照设定的时间准确进行显示部分的剩余时间的显示和切换。应完成的主要工作包括单片机的选型、硬件电路设计、电路图绘制、软件程序的设计、实物电路制作等。熟练使用Proteus软件和伟福仿真软件编写程序，模拟电路运行，并完成毕业论文。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的信号切换和时间显示。三．计划进度：第8周确定分组以及在小组中的分工，通过各种途径查阅资料，确定总体系统设计，购买原材料第9周——第10周系统设计，电路板制作，开始撰写论文第11周硬件系统基本完成，调试修缮。论文初稿完成第12周论文修改完善，准备答辩第13周答辩四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、毕业设计实物2、毕业设计论文3、任务书4、教师评阅书指导教师：林蒙丹、徐冬云教研室主任：张明金2011年10月17日2011年10月17日3论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名：日期：指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导老师签名：日期：4目录摘要........................................................................5ABSTRACT....................................................................6前言........................................................................7第一章单片机的概述........................................................81.1单片机的简介........................................................81.2单片机的发展历程....................................................91.3典型的单片机产品...................................................10第二章单片机芯片的简介...................................................112.1MCS-51芯片的简介..................................................112.2数码管.............................................................132.2.1数码管的分类..................................................132.2.2数码管的结构..................................................13第三章交通灯的总体设计方案...............................................153.1设计思想...........................................................153.2实现方法...........................................................153.3交通灯的管理方案论证...............................................153.4系统的硬件设计....................................................163.4.1总体设计框图..................................................163.4.2硬件接线图....................................................173.4.3单片机的最小系统图............................................18第四章系统的软件设计......................................................194.1计数器的硬件延时...................................................194.1.1计数器的初值计算..............................................194.1.2计算公式......................................................194.1.31秒的方法....................................................194.2软件延时...........................................................204.3信号灯的显示.......................................................214.4程序设计...........................................................224.4.1控制流程图....................................................224.4.2程序源代码....................................................24第五章设计感想............................................................27致谢.......................................................................28参考文献...................................................................295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,单片机往往作为核心器件来使用。仅单片机知识是不够的,还应根据具体硬件软件结构结合来加以完善。交通信号灯控制方式很多,一个好的控制系统可以带来诸多的方便，选择实用的单片机更能让其发挥更大的功效。本系统就是采用MCS-51系列单片机AT89S51和可编程并行I/O接口芯片89s51位中心器件来设计交通灯控制器,AT89S51的引脚有更加强大的功能，更是兼容此系列的单片机，同时结合部分外围电路，实现了能根据实际车流量通过89S51的P1口设置红绿灯点亮时间的功能,红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警告,本系统实用性强,操作简单,扩展功能强。关键词:交通灯MCS-51单片机6ABSTRACTYearswiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology.SCMapplicationaredeepeningatthesametimepromotemoretraditionalcontroldetectionupdate.Inreal-timedetectionandcontrolofthemicrocomputerapplicationsystem，themicrocontrollerisoftenusedasacorecomponent,onlytheSCMknowledgeisinadequateandshouldbebasedonspecifichardwarearchitecturehardwareandsoftwaretobeimproved.Manywaystocontroltrafficlights.Agoodcontrollabletrafficlightsystemcanbeatechnologicalinnovationofroadcongestion,illegalcontrolandotherissuesInthissystem，MCS-51seriesMCUAT89S51andprogrammableparallelI/Ointerfacechip89s51-centereddesignoftrafficsignalcontrollerdevicetorealizetheactualtrafficvolumeby89S51accordingtotheP1portchipsetofred,greentimekindlefunction:trafficlightcycleoflight,yellowlightflasheswhenthecountdown5secondsleftwarning.Thesystempractical，simple，powerfulextensions.Keywords:trafficlightMCS-51SCM7前言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，英国伦敦议会大前经常发生马车轧人的事故，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，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。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。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