毕业设计单片机交通灯设计

1、目 录1 引言12 交通管理方案论证12.1 设计任务12.2 方案介绍23 交通灯系统硬件设计43.1 单片机概述43.2 系统构成53.3芯片选择与介绍53.3.1 at89s51芯片53.3.2 74hc164芯片介绍73.3.3 74ls04输出信号与信号灯83.3.4 交通灯控制线路图94 交通灯软件设计104.1 程序设计流程图104.2延时的设定124.2.1 计数器初值计算124.2.2 相应程序代码124.3 程序的主控制循环调用134.4 对现有程序的扩充145实验平台155.1实验平台155.2实验步骤155.2.1 编写程序代码155.2.2 按照系统硬件连线图连接好系

2、统并调试15结论17致谢17参考文献18程序实现代码19单片机交通灯设计 摘 要：近年来随着科技的飞速发展，一个以微电子技术、计算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃发展。计算机技术作为三者之一，怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用。单片机作为计算机技术的一个分支，正在不断的应用到实际生活中，同时带动传统控制检测的更新。在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件使用，针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现交通的井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统，来实现交通的井然有序。交通信号灯

3、控制方式很多。本系统采用美国atmel公司生产的单片机at89s51，以及其它芯片来设计交通灯控制。实现了通过at89s51芯片的p1口设置红、绿灯点亮的功能，通过at89s51芯片的rxd、txd输入、输出设置显示时间。交通灯的点亮采用发光二极管实现，时间的显示采用七段数码管实现。单片机系统采用的直流供电。为了系统稳定可靠，系统内集成了“看门狗”芯片，避免了系统因为死机而停止工作的情况发生。系统实用性强、操作简单、扩展性好。iii 计算机科学与技术系毕业设计目 录1 引言12 交通管理方案论证12.1 设计任务12.2 方案介绍23 交通灯系统硬件设计43.1 单片机概述43.2 系统构成5

4、3.3芯片选择与介绍53.3.1 at89s51芯片53.3.2 74hc164芯片介绍73.3.3 74ls04输出信号与信号灯83.3.4 交通灯控制线路图94 交通灯软件设计104.1 程序设计流程图104.2延时的设定124.2.1 计数器初值计算124.2.2 相应程序代码124.3 程序的主控制循环调用134.4 对现有程序的扩充145实验平台155.1实验平台155.2实验步骤155.2.1 编写程序代码155.2.2 按照系统硬件连线图连接好系统并调试15结论17致谢17参考文献18程序实现代码19单片机交通灯设计1 引言今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见

5、和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外

6、线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，当车辆接近时,红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。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。1968年，联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行

7、横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作

8、人员的劳动强度。 中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。2 交通管理方案论证2.1 设计任务东西（a）、南北（b）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、左转绿、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。红灯的设计时间为40秒，绿灯及左转绿灯各为20秒。设a道和b道的车流量相同。2.2 方案介绍把设计任务细化为四个状态，其对应状态：如图

9、1 a道为40秒红灯，b道绿灯20秒a道为20秒红灯，b道左转20秒绿灯a道为20秒绿灯，b道为40秒红灯a道左转20秒绿灯，b道为20秒红灯图1 状态转换图整个交通灯控制由四个状态组成，可以用程序设计实现，也可用时序逻辑实现.以下方案就是分别用了这两种方法。方案1设计思想：采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器 ， 选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换， 由于每一个模块的计数多不是相同， 这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输入要产生相应状态的下

10、一个状态的预置数， 如图中a道和b道,分别为次干道的置数选择和主干道的置数选择。以主干道为例，简述其设计思想。如前分析，已经确定该系统有四个状态，而置数子模块可定要将下一状态的预置数准备好，所以很容易得到主干道的置数表如：表1状态主干道预置数次干道预置数004020012020（左转）1020401120（左转）20表1 置数表由该表，就可以通过程序循环的方法设计该模块，主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现，由主控制器计时和中断产生的四个状态去译码，从而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。而红绿灯的显示也是一样，由状态分析可以得出红绿灯的变化表如：表2

11、状态主干道灯显示次干道灯显示00红灯绿灯01红灯左转绿灯10绿灯红灯11左转绿灯红灯表2 红绿灯变化表通过这张表就可以用组合电路实现该功能了，可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码，接下来就是计数模块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知主控制模块，使之进入下一模块。还有一个必须考虑到的就是，预置数必须在下一个状态来之前准备好，而红绿灯的状态变化，必须和计数状态同步，于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化，所以，系统中的两个状态转换时，在上一状态结束时设置预置数，而控制红绿灯的是随着系统本身状态的变化而变化，体现在本子电路中就

12、是有两组电路去判断符合的状态。方案2 设计思想：状态转换表如：表3状态主干道灯显示次干道灯显示00(15s)红灯绿灯01(05s)红灯黄灯10(15s)绿灯红灯11(05s)黄灯红灯表3 状态转换表本方案分三步：（1）要建立三路信号灯的控制系统，本设计采用7408 芯片通过组合逻辑控制三路灯的显示关系。（2）建立显示控制系统，本设计采用74190 芯片倒计时控制，每个方向用两片相连实现，另外用74153芯片，因为分析中设置的时间末位均为5，所以只要用一片74153 对高位置位，将低位的初值预置锁定为5，而高位则根据需要由反馈部分提供预置值。（3）建立反馈和细节连接部分，本部分主要解决显示和灯控

13、的同步问题本系统采用倒计时系统减为0，如当系统减为0 时通过两个d触发器得到两个变量，即为开头分析中的状态，通过它的变化得到不同的逻辑关系，驱动74153 控制哪组灯亮（对应关系如表所示），另外他还要同步反馈到显示系统的置数环节。注意：本实验中若采用更复杂的四片74190控制主干道的两组灯，再用八片74153分别对74190置数可实现任意数值的交通灯系统。另外对7408 片子的控制红灯的端口用一个与门将一端再接一个频率一定的方波，使一边为黄灯时，另一边的红灯在闪烁。方案比较：方案1（以下称1）用了模块设计，而方案2（以下称2）采用的是一般设计，相比之下1有较强的可读性和较强的可修改性，而2则在

14、设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供了一条较为便捷的解决方案。2首先将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起集成用较少的芯片去完成所需功能。我们从中可以得出的是，我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初期尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化，所以本设计以第一方案为主进行。 3 交通灯系统硬件设计3.1 单片机概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最

15、基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。通常，单片机由单个集成电路芯片构成，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，引脚的多功能化，以及低电压、低功耗。可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称pc机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不

16、怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑

17、器件上。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能ic卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。它主要是作为控制部分的核心部件。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。3.2 系统构成电路板一块，at89s51单片机一片，74hc164芯片八片，七段数码管八个。74ls04反向器

18、一片，发光二极管13个（8个绿的，4个红的用于交通控制，1个用于标识电源），7805三端稳压电源一个，一个按键，一条数据下载线。系统结构框图如：图2键盘控制返回at89s51单片机系统lcd显示与led倒计时模块接口电路74hc164图2 系统结构框图系统各部分工作：(1)程序设置初始时间，通过at89s51单片机内部相应寄存器来实现。(2) 由at89s51单片机的定时器每秒钟通过p3.0口向74hc164的数据端口送信息，由74hc164的输出口显示红、绿、黄灯的点亮时间情况；由at89s51的p1.0、p1.1、p1.2、p1.3口显示每个灯的点亮情况。(3) at89s51通过程序设置

19、各个信号灯的点亮时间，通过程序设置左转绿、绿、红时间依次为20秒、20秒、40秒循环，由at89s51的 p3口向74hc164的数据口输出。(4)通过at89s51单片机的p3口来控制系统是工作。(5)74hc164的a、b口用于串行输出时间位，经过串并转换送到七段数码管的八的引脚。而p1口用于输出控制信号而通过74ls04反向器实现控制各个灯的情况它采用5v的直流电来驱动二极管。(6)at89s51本身集成了看门狗指令，当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输出，引起reset复位信号复位系统。3.3芯片选择与介绍3.3.1 at89s51芯片选用的at89s51与同系列的at8

20、9c51在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的编程。用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下：1、为一般控制应用的 8 位单片机2、晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至 33mhz）3、内部程式存储器（rom）为 4kb4、内部数据存储器（ram）为 128b5、外部程序存储器可扩充至 64kb6、外部数据存储器可扩充至 64kb7、32 条双向输入输出线，且每条均 可以单独做 i/o 的控制8、5 个中断向量源9、2 组独立的 16 位定时器10、1 个全双工串行通信端口11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能12、单芯片提供位逻辑运算指令at89s51各引脚

21、功能介绍：如图3图3 at89s51vcc：atat89s51 电源正端输入，接+5v。vss：电源地端。xtal1：单芯片系统时钟的反向放大器输入端。xtal2：系统时钟的反向放大器输出端，一般在设计上只要在 xtal1 和 xtal2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两个引脚与地之间加入一个 20pf 的小电容，可以使系统更稳定， 避免噪声干扰而死机。 reset：at89s51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，at89s51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地

22、址0000h处开始读入程序代码而执行程序。ea/vpp：ea为英文external access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部eprom中）来执行程序。因此在8031及8032中，ea引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部eprom时，可以利用此引脚来输入21v的烧录高压（vpp）。ale/prog：ale是英文address latch enable的缩写，表示地址锁存器启用信号。atat89s51可以利用这个引脚

23、来触发外部的8位锁存器（如74ls373），将端口0的地址总线（a0a7）锁进锁存器中，因为atat89s51是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ale引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。psen：此为program store enable的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（ea=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到eprom的oe脚。atat89s51可以利用psen及rd引脚分别启用存在外部的ram与eprom，

24、使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64k的定址范围。port0（p0.0p0.7）：端口0是一个8位宽的开路电极（open drain）双向输出入端口，共有8个位，p0.0表示位0，p0.1表示位1，依此类推。其他三个i/o端口（p1、p2、p3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，p0在当作i/o用时可以推动8个ls的ttl负载。如果当ea引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），p0就以多工方式提供地址总线（a0a7）及数据总线（d0d7）。设计者必须外加一个锁存器将端口0送出的地址锁住成为a0a7，再配合端口2所送出的a8a15合成一组完整的16位地址总线，而定

25、位地址到64k的外部存储器空间。port2（p2.0p2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向i/o端口，每一个引脚可以推动4个ls的ttl负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。p2除了当作一般i/o端口使用外，若是在atat89s51扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节a8a15，这个时候p2便不能当作i/o来使用了。port1（p1.0p1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向i/o端口，其输出缓冲器可以推动4个ls ttl负载，同样地，若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，p1.0又当作定

26、时器2的外部脉冲输入脚，而p1.1可以有t2ex功能，可以做外部中断输入的触发引脚。port3（p3.0p3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向i/o端口，其输出缓冲器可以推动4个ttl负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：p3.0：rxd，串行通信输入。p3.1：txd，串行通信输出。p3.2：int0，外部中断0输入。p3.3：int1，外部中断1输入。p3.4：t0，计时计数器0输入。p3.5：t1，计时计数器1输入。p3.6：wr：外部数据存储器的写入信号。p3.7：rd，外部数据存

27、储器的读取信号。3.3.2 74hc164芯片介绍74hc164为串行输入、并行输出移位寄存器，74hc164为单向总线驱动器。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，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ti保持高电平，呈中断申请状态。第一个74hc164把第一帧数据并行输出，led1显示该数据。然后，用软件将ti清0，发送第二帧数据。第二帧数据发

28、送完毕，led1显示第二帧数据，第一帧数据串行输入给第二个74hc164，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，数据全部发送完后，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。注意：当led显示器超过8个时，我们采用74hc244芯片驱动。每个74hc244有8路驱动，每一路可驱动8个led，即每增加一个74hc244，可增加64个led驱动。七段数码管，用于显示09的数字。3.3.3 74ls04输出信号与信号灯要使行人能看见信号灯的情况，必须把p1口输出的信号进行放大，这里我们用74ls04反向器，当极性为高电平时晶闸管导通，该

29、支路指示灯亮；当极性为低电平时关断，该支路指示灯灭。led 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。 七段数码管的显示及与74hc164的连接显示不同的数字如 sp，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上0fe所以上为伏，不亮其余为高电平，全亮则显示为。数字0-9与16进制的转换驱动代码表：如表5显示数值a b c d e f g dop 驱动代码（16进制）01 1 1 1 1 1 1 1 0fch1 0 0 0 0 0 1 1 060h2 1 1 0 1 1 0 1 00dah3 1 1 1 1 0 0 1 00f2h4 0 1 1 0 0 1 1 066h5

30、1 0 1 1 0 1 1 00b6h6 1 0 1 1 1 1 1 00beh7 1 1 1 0 0 0 0 00e0h8 1 1 1 1 1 1 1 00feh9 1 1 1 1 0 1 1 00f6h表5 驱动代码表74ls04（6反向器）主要对信号起了反向作用。其它器件的功能如：7805的功能，既提供稳定的+5v电压。3.3.4 交通灯控制线路图 4 交通灯软件设计4.1 程序设计流程图 (1) 程序设计总框图：如图4 开 始键盘事件处理等 待 键 盘 事 件初始化显示程序处理图4 程序设计框图(2)程序详细流程图：如图5开始设置定时器开中断赋初值f0=1r0,r1分别送a。调用计时程

31、序并调用延时r2=011flag0=1跳到secr2=021flag1=1跳到thr,f0=1r2=03flag1=1跳到four2=04标志位清0，跳到firr0=00r2加1，跳到diaoyr1,r0分别送a。调用计时程序并调用延时图5 程序详细流程图流程图说明：图中定时器在每50ms中断一下，设置为循环20次（此时为1秒），每1秒以后，r0，r1自动减1。程序中的判断在相等情况下从右边出，不相同的情况往下走。4.2延时的设定延时方法可以有两种一种是利用at89s51内部定时器的溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软件延时的方法。4.2.1 计数器初值计算定时器工作时必须给计数器送计数器

32、初值，这个值是送到th和tl中的。他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此，我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为c和计数初值设定为tc 可得到如下计算通式： tc=mc式中，m为计数器模值，该值和计数器工作方式有关。在方式0时m为213 ；在方式1时m的值为216；在方式2和3为28 ； 算法公式：t=（mtc）t计数 或tc=mt/t计数t计数是单片机时钟周期的12倍；为定时初值如单片机的主脉冲频率为12，经过分频方式tmax213微秒8.192毫秒方式tmax216微秒65.536毫秒显然秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法

33、才能解决这个问题实现秒的方法：我们采用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使t1定时50毫秒。这样每当t1到50毫秒时cpu就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断服务子程序中，cpu先使软件计数器减，然后判断它是否为零。为0表示秒已到可以返回到输出时间显示程序。4.2.2 相应程序代码（）定时器的设置定时器需定时毫秒，故1工作于方式。初值计算： tc=mt/t计数21650ms/1us=15536=3cboh start: mov tmod, #10h ；令为定时器方式 mov th0, #3ch ；装入定时器初值 mov tl0, #0boh setb ea ； 打开总

34、中断 setb et1 ；开1中断setb er ；启动1计数器clr flag1 clr flag2 clr flag3 mov r3,#20h ；软件计数器赋初值（）相应中断服务子程序 org001b ljmpdsd org 0030h dsd： inc r3 mov th0, #3ch ；重装入定时器初值 mov tl0, #boh cjne r3，#20，fhdec r0 dec r1mov r3，#00hfh： reti程序的软件延时：at89s51的工作频率为033mhz，我们选用的at89s51单片机的工作频率为12mhz。机器周期与主频有关，机器周期是主频的12倍，所以一个机器

35、周期的时间为12*（1/12m）=1us。我们可以知道具体每条指令的周期数，这样我们就可以通过指令的执行条数来确定1秒的时间。具体的延时程序分析：delay: mov r4,#08h 延时1秒主程序 de2: lcall delay1 djnz r4, de2 retdelay1：mov r4，#00h ；延时125us 子程序 d1： mov r5，#00h d2： djne r5，dl2 djne r4，d1 ret delay1为一个双重循坏 循环次数为256*256=65536 所以延时时间=65536*2=131072us 约为125us delay r4设置的初值为8 主延时程序循

36、环8次，所以125us*8= 1秒由于单片机的运行速度很快其他的指令执行时间可以忽略不计。4.3 程序的主控制循环调用用来实现四个状态之间的转换,代码如下:diaoy:；循环控制子程序cjne r2, #01h, aa；判断不相等刚跳转jb flag1, aa；flag1为1则跳转ljmp sec ；跳转到secaa:cjne r2, #02h, aaajb flag2, aaasetb f0ljmp thraaa:cjne r2, #03h, bbjb flag3, bbljmp foubb:cjne r2, #04h, bbb；判断不相等则跳转clr f0；f0位清0clr flag1cl

37、r flag2clr flag3ljmp firbbb:cjne r0, #00h, sglinc r2；r2加1ljmp diaoy4.4 对现有程序的扩充 当由于紧急需要对道路进行长时间通行时，就要保持该道路更长时间的通行。下面以东西方向为例进行紧急通行为例。紧急通行是平常通行的特例，只要将相应的代码去掉就可以实现延长本车道的通行时间。设置通行时间为20秒。核心代码如下：fir:mov p1, #00hsetb p1.0clr p1.1clr p1.2clr p1.3mov r0, #20mov r1, #20sgl: ；与原程序类同 cjne r0, #00h, sgl ljmp fir

38、要实现东西方向的左转通行时，只需要修改fir中的代码就可以了。时间显示只要修改r0和r1就可以了。要实现南北方及左转，只要把sgl换成sgl1、把fir 中代码进行相应的修改就可以了。由于时间紧张，程序有不完善的地方。原程序见程序实现代码。5实验平台5.1实验平台我们采用的是keil software生产的cx51编译器。运行在windows xp操作平台下。 开启计算机进入keil c51编译器介面。如图6图6 keil c51编译器介面5.2实验步骤5.2.1 编写程序代码程序代码分为3个模块：中断模块，循环模块，算法模块。（见程序实现代码）5.2.2 按照系统硬件连线图连接好系统并调试调

39、试程序 打开keil软件，新建工程； 选择芯片； 新建文档，把编写好代码写入文档并保存了asm文件； 把保存的文档加载到source group；编译程序；设置转换成16进制；运行程序的结果；2. 把编译好的16进制文件(jtd.hex) 输入单片机at89s51仿真器和对其进行初始化。3给实验板进行通电，观察运行结果，不一致则跳到第一步进行反复调试，直到与预定目的一致。以下是在程序调试过程中出现在情况：通电以后，把程序装好，数码管是的数字不变，按复位键后重新开始还是如此。经过和同组人的共同分析后，发现是中断系统在计时到了1秒以后，赋的初值r0，r1没有减1，修改如下：dsd:inc r3mo

40、v th1, #3chmov tl1, #0b0hcjne r3, #20, fh；判断是否够 1秒dec r0dec r1mov r3, #00h；r3清0fh:reti；中断返回通电以后，东西、南北方向的时间均递减，20秒以后，东西方向的20秒用完，变成东西左转、南北各20秒，此后，时间显示和红绿灯不再变化，一直保持这一状态。经过老师和同组人的共同努力，终于找到原因，问题出在循环控制过程中，当经过第一次20秒判断后，寄存器r2加1，当再次运行到循环控制处时，判断r2与#01h相同，程序跳到sec处执行，此后一直如此。解决方法如下：设置3个标记位：flag1 bit 00h；标记00h位fl

41、ag2 bit 01hflag3 bit 02h在循环控制中加入判断如：diaoy:cjne r2, #01h, aa；判断不相等刚跳转jb flag1, aa；flag1为1则跳转ljmp sec ；跳到sec在跳到sec后，在运行到该程序后加给flag1置数，程序如下：sec:clr p1.0setb p1.1clr p1.2clr p1.3mov r0, #20mov r1, #20setb flag1ljmp sgl其它几部分与之相同的处理。结论本系统就是利用了at89s51芯片的i/o引脚。系统采用美国atmel公司生产的单片机at89s51，以及其它芯片（如：74hc164、74l

42、s04六位反向器、l7805三端稳压电源）来设计交通灯控制器，实现了红灯亮40秒,绿灯和左转绿灯各亮20秒。并通过at89s51来控制74ls04芯片的输出口设置红、绿灯燃亮的功能和控制74hc164来实现在七段数码管上的时间显示；为了系统稳定可靠系统内集成了“看门狗”芯片，避免了系统因为死机而停止工作的情况发生。系统设计简便、实用性强、操作简单、程序设计简便。 系统不足：时间设定中没有黄灯的等待闪烁时间，以及自动根据车流改变红绿灯时间，此外，还没有充分考虑的把现代管理、人工智能运用到交通的控制中，来计算交通控制点之间的距离，来更合理的安排红、绿灯的持续时间，使城市的交通管理更加人性化。使人们

43、远离目前的交通拥塞的现象。致谢通过本次毕业设计，我在指导老师*教授的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，并对当前电子领域的研究状况和发展方向有了一定的了解，单片机领域这对我今后进一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。另外,此次毕业设计还获得了计科系各位领导和老师的大力支持。在此，我忠心感谢单片机组的其它同学以及计科系各位老师的指导和支持。在未来的工作和学习中，我将以更好的成绩来回报各位领导、老师和同学。参考文献1胡汉才 单片机原理及其接口技术 m 清华大学出版，19962蔡美琴 mcs-51系列单片机系统及其应用 高等教育出版社 2004.23付家才 单片机控制工

44、程实践技术m 化学工业出版社，2004.54潘新民 微型计算机控制技术 m 人民邮电出版社，1999.95余锡存 单片机原理及接口技术m 西安电子科技大学出版社,2000.76雷丽文 等.微机原理与接口技术m 电子工业出版社，1997.27蒋万君 在论循环时序电路的简便设计j 机电一体化，2005 第5期8周立功 增强型80c51单片机速成与实战 北京航空航天大学出版社2004.59何立民 单片机应用技术选编 北京航空航天大学出版社 2004.310何立民 单片机应用技术选编 北京航空航天大学出版社 2004.311何立民 mcs-51系列单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社, 1995

45、.12李华 mcs -51系列单片机实用接口技术m 北京航空航天大学出版社,199313周航慈 单片机应用程序设计技术m 北京航空航天大学出版社,1991. 14张志良等 单片机原理与控制技术m 机械工业出版社，2001 年7 月第1 版15陆坤 电子设计技术1 电子科技大学出版社, 199716梁文海 单片机at89c2051构成的智能型频率计j 现代电子技术,2002 17谢自美 电子线路设计实验测试m 华中理工大学出版社,200118吴金戎,沈庆阳 8051单片机实践与应用 m 清华大学出版社, 2003. - 23 -程序实现代码；此程序分为四个部分，循环运行。东西方向通行20s（南北

46、方向、东西南北左拐弯停）一部分setb p1.0；东西左拐弯20s(东西南北方向、南北左拐弯停)一部分setb p1.1；南北通行20s(东西方向、东西南北左拐弯停)一部分11111；南北左转弯20s(东西南北方向、东西左拐弯停)一部分setb p1.3。；共设计12个发光二极管，4个红的，8个绿的。；p1.0控制东西方向的2个红灯和2个绿灯；p1.2控制南北方向的2个红灯和2个绿灯；p1.1和p1.3控制东西南北左拐弯的4个绿灯。flag1 bit 00h；标记00h位flag2 bit 01hflag3 bit 02horg 0000h；程序执行起始处ljmp start；跳转到标号start执行org 001bh；定时器1中断程序入口地址ljmp dsdorg 0030hstart: mov tmod, #10h；定时器1的选择mov th1, #3ch；给定时器预置数mov