基于51单片机的路灯控制系统

安徽工商职业学院2013届毕业设计0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STC-51系列单片机AT89C51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3秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过双位数码管）,出现交通意外的情况下，必须使东西南北方向上的显示灯都为红灯，以便交通警察及时处理。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。关键词：单片机交通灯电路原理图Proteus仿真图AT89c51C程序基于单片机控制交通灯控制电路设计1目录第一章设计任务........................................................................................................2第二章设计目的........................................................................................................3第三章设计思路........................................................................................................3第四章STC-51芯片简介...........................................................................................4第五章基础知识........................................................................................................7（一）管脚说明....................................................................................................7（二）定时器/计数器..........................................................................................8（三）定时器／计数器的概念............................................................................91.89C51单片机内有两个可编程的定时器／计数器T0、T1....................92.定时器／计数器的相关寄存器................................................................9（四）定时器／计数器的4种工作方式.........................................................101.方式0.......................................................................................................102.方式1.......................................................................................................103.方式2.......................................................................................................104.方式3.......................................................................................................11（五）定时器／计数器的编程..........................................................................111.定时器／计数器的初始化......................................................................112.定时器／计数器初值的计算..................................................................11第六章主程序设计..................................................................................................12（一）系统程序流程图如图6-1所示.............................................................12（二）设计流程图如图6-2所示.....................................................................12（三）程序的执行表达表如表6-3所示........................................................13第七章Proteus仿真图及各单元电路....................................................................141.程序正常仿真中如图7-2所示...............................................................142.时钟震荡电路..........................................................................................143.复位电路..................................................................................................154.紧急情况..................................................................................................15附录一：C程序源代码..............................................................................................17附录二：原理图..........................................................................................................25附录三：元件清单表..................................................................................................26附录四：主要参考文献..............................................................................................26安徽工商职业学院2013届毕业设计2第一章设计任务交通灯的硬件和软件设计，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并且都有5秒的准备时间。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，东西黄灯闪几次转红灯，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《单片机应用技术（C语言版）》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基于单片机控制交通灯控制电路设计3第二章设计目的课程设计是本专业集中实践环节的主要内容之一。训练正确地应用单片机，培养解决工业控制、工业检测等领域具体问题的能力。学生通过所做课题，熟悉单片机应用系统开发研制的过程，软硬件设计的工作方法、内容及步骤，对学生进行基本技能训练。例如组成系统、编程、调试、绘图等。使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。通过本课程设计，主要达到以下目的：1.使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。2.使学生掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通讯等。3.使学生了解和掌握单片机应用系统的软/硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础第三章设计思路交通灯的变化规律按照常规我们假设一个十字路口为东西（主干道）南北（支干道）走向。初始状态为状态1：东西（主干道）方向红灯，南北（支干道）方向红灯。经过过一段时间（5S）转换状态2：东西（主干道）方向转为绿灯，南北（支干道）方向红灯。并延时一段时间（25S）。再转换到状态3：东西（主干道）方向黄灯闪烁，南北（支干道）方向红灯。过一段时间（5S）转换到状态4：东西（主干道）方向红灯，南北（支干道）方向绿灯。并延时一段时间（25S）转换到状态5：东西（主干道）红灯，南北（支干道）黄灯闪烁，并延时一段时间（5S）后回到状态2。在这些状态下，都有时钟倒数计时。安徽工商职业学院2013届毕业设计4第四章STC-51芯片简介STC-51单片机内部结构如图4-1所示,8051是STC-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。数据存储器(RAM)8051内部有128个8位