基于51单片机的智能交通灯课程设计

1、目录TOC o 1-5 h z摘要0 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 系统硬件设计180C51单片机引脚图及引脚功能介绍1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 74LS245引脚图及功能3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 八段LED数码管4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 硬件系统总操纵电路5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 各模块操纵电路7交通

2、灯操纵电路7倒计时显示电路8紧急通行电路11声音警示装置11 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 系统程序设计13主程序流程图13 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 显示子程序流程图14 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 心得体会15 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 参考文献16 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 附录源程序17摘要最近几年来随着科

3、技的飞速进展，一个以微电子技术、运算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃进展。运算机技术作为三者之一，如何与实际应用更有效的结归并发挥其作用。单片机作为运算机技术的一个分支，正在不断的应用到实际生活中，同时带动传统操纵检测的更新。在实时检测和自动操纵的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件利用，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。交通信号灯操纵方式很多。本系统采纳美国ATMEL公司生产的单片机AT80S51,和其它芯片来设计交通灯操

4、纵。实现了通过AT89S51芯片的P1口设置红、绿灯点亮的功能，输出设置显示时刻。交通灯的点亮采纳发光二极管实现,时刻的显示采纳七段数码管实现。单片机系统采纳的直流供电。关键词：AT89S51单片机；智能交通灯操纵系统；基于51单片机智能交通灯设计1系统硬件设计80C51单片机引脚图及引脚功能介绍80C51系列中，用CHMOS工艺制造的单片机都采纳双列直插式（DIP）40脚封装，引脚信号完全相同。图1-1为引脚图234567891011121314151617IS19201P1.0kvccP1.1PO.OP1.2P0.1P13F0.2P14PC.3P15PC.4P1.6P0.5P1.7P0.6

5、RST/VPDP0.7RXDP3.0COEA/VPPTXDP3.1!ALE/PROGINTOP32MFSEHiRTTP3.3P2.7TOP3.4sP2.6T1P3.5P2.5VVRF3.6P2.4RZrP3.7P2.3P2.2XTAL1P2.1VSSP2.039383736为3433323130292S2726252423222140图1-180C51引脚图这40根引脚大致可分为：电源（VCC、VSS、Vpp、VPD）、时钟（XTAL1、XTAL2）、I/O口（P0P3）、地址总线（P0口、P2口）和操纵总线（ALE、RST、FROG、屈厂、暫）等几部份。它们的功能简述如下：电源Vcc（引脚号

6、40）,芯片电源，接+5V；Vss（引脚号20）,电源接地端。时钟XTAL1（引脚号18）内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶振的一个引脚。当采纳外部振荡器时，此引脚接地。XTAL2（引脚号19）内部振荡器的反相放大器输出端，是外接晶振的另一端。当采纳外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。操纵总线（1）ALE/融歹（引脚号30）:正常操作时为ALE功能（许诺地址锁存），用来把地址的低字节锁存到外部锁存器。ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟信号或用于按时。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。ALE端能够驱动（吸收

7、或输出电流）8个LSTTL电路。在8751单片机EPROM编程期间，此引脚接编程脉冲（聞-功能）。（2）屈厂（引脚号29）：外部程序存储器读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或数据）期间，麺厂在每一个机械周期内两次有效。屈厂能够驱动8个LSTTL电路。（3）RST/VPD（引脚号9）：复位信号输入端。振荡器工作时，该引脚上持续2个机械周期的高电平可实现复位操作。此引脚还可接上备用电源。在Vcc掉电期间，由pd向内部RAM提供电源，以维持内部RAM中的数据。（4）匝/Vpp（引脚号31）：耳为内部程序存储器和外部程序存储器的选择端。当瓯为高电平常，访问内部程序存储器（PC值小于4K）；当两为低

8、电平常，访问外部程序存储器。关于87C51单片机，在EPROM编程期间，此端为21V编程电源输入端。I/O线（1）P0口（引脚号3239）：单片机的双向数据总线和低8位地址总线。在访问外部存储器时实现分时操作，先用作地址总线，在ALE信号的下降沿，地址被锁存；然后用作为数据总线。它也能够用作双向输入/输出口。P0口能驱动8个LSTTL负载。（2）P1口（引脚号18）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。（3）P2口（引脚号2128）：准双向输入/输出口。在访问外部存储器时，用作高8位地址总线。P2口能驱动4个LSTTL负载。（4）P3口（引脚号1017）：准双向输入/输出口，它能驱

9、动4个LSTTL负载。P3口的每一引脚还有另外一种功能：RXD：串行口输入端TXD：串行口输出端INTO:外部中断0中断请求输入端iim:外部中断1中断请求输入端T0：按时器/计数器0外部输入端T1：按时器/计数器1外部输入端WR:外部数据存储器写选通信号RD:外部数据存储器读选通信号74LS245引脚图及功能74LS245是咱们经常使用的芯片，用来驱动led或其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。它的功能引脚图如图1-2所示。图1-274LS245引脚图74LS245还具有双向三态功能，既能够输出，也能够输入数据。当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能

10、力时，必需接入74LS245等总线驱动器。当端/CE低电平有效时，DIR=“O”，信号由B向A传输；（接收）DIR=“1”，信号由A向B传输；（发送）当CE为高电平常，A、B均为高阻态。由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态操纵端1G和2G接地，P2口与输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。8051的/RD利PSEN相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入（D1）,其它时刻处于输出（-D1）。八段LED数码管LED显示屏作为大型显示设备的一种，具有亮度高、价钱低、寿命长、保护简便等优势。LED数码管的结构简单，分为七

11、段和八段两种形式，也有共阳和共阴之分。以八段共阳管为例，它有8个发光二极管（比七段多一个发光二极管，用来显示dP,即点），每一个发光二极管的阳极连在一路，如图1-3所示。如此，一个LED数码管就有I根位选线和8根段选线，要想显示一个数值，就要别离对它们的高低电平来加以操纵。为方便起见，本文要紧讨论共阳八段LED数码显示管，其他类形的显示管与其类似。LED灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来操纵发光二极管是不是点亮而显示不同的字形，如dp，g,f,e,d,c,b,a全亮显示为8，采纳共阳极连接驱动代码，代码表如表1所示。表1驱动代码表相应在程序软件上，能够通过挪用程序给定的秒值通过特定计

12、算算出需要显示的个位和十位，然后有DPTR调取LEDMAP的代码。LED8段数码管的设置为每一个方位上的一对2为显示器。四个方位上总共用4个LED接在单片机的IO口上。尽管路口不一样，可是显示的时刻在数字上是一样的，因此两边连接的IO口是对称的。硬件系统总操纵电路本系统以单片机为核心，系统硬件电路由状态灯，LED显示，按键，组成。其具体的硬件电路总原理图如图1-4所示。其中P0用于送显四片LED数码管，P2用于操纵红绿黄发光二极管，与和对数码管进行片选，P3口为紧急情形处置按键，既依照车流量操纵红绿黄发光二极管通断时刻。系统上电或手动复位以后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P2

13、口，将要显示的时刻值的个位和十位别离送显PO口，在此同时用软件方式计时1秒，抵达Is就要将时刻值减1,刷新LED数码管。时刻抵达一个状态所要全数时刻，那么要进行下一状态判定及衔接，并装入次状态的相应状态码值和时刻值，固然，还要开启三个外部中断，其一为全数路口紧急情形处置中断，一旦信号有效，即按键为低电平常进入中断效劳子程序，东西南北路口的状态禁止通行。其二为东西方向或南北方向禁止通行，一旦信号有效将进入相应中断效劳子程序，某一方向状态禁止通行。其三为通行时刻调整中断，假设按键有效，进入相应的中断子程序，对时刻进行调整，可延长或减少某一路段的通行时刻，尔后再按确信键那么中断终止返回。rrrrrr

14、ri-ti图1-4操纵系统总原理图各模块操纵电路交通灯操纵电路那个地址咱们采纳发光二极管作为交通灯来利用，单片机的I/O接口直接和交通灯（发光二极管）连接。在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中，东西方向道路上的两组同色灯连接在一路，南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在，操纵受单片机操纵。单片机的I/O接口与交通灯电路的具体连接方式为：别离接东西方向的红、黄、绿共6个放光二极管，别离接南北方向的红、黄、绿共6个发光二极管。12个发光二极管采纳了共阴极的连接方式，因此I/O口输出高电平常，与之相连的发光二极管会亮，I/O口输出低电平是，相应的发光二极管会灭。初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西路

15、口车通行，时隔20s,黄灯闪烁5次。以后，南北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔20s，南北黄灯闪烁5次，然后又切换成东西方向通车，如此重复。当某一方向发生交通意外或需要停止方向通行是，这一方向亮红灯。处置完以后，按下确信键，从头按上述方式工作。当发生交通意外（中断产生）时，全数亮红灯，进行交通事故的处置。当事故处置完毕，按下确信键，从头按上述方式工作。当南北路口的流量大时，能够增加南北路口亮绿灯的时刻，当东西路口的流量大时，能够增加东西路口亮绿灯的时刻，终止后调回正常状态。交通灯电路如图1-5所示。倒计时显示电路倒计时显示能够提示驾驶员在信号灯灯色发生改变的时刻、在“停止”和“通过”二者

16、间作出适合的选择。驾驶员和行人普遍都情愿选择有倒计时显示的信号操纵方式，而且以为有倒计时显示的路口更平安。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判定的1种方式，它能够提示驾驶员灯色发生改变的时亥y,帮忙驾驶员在“停止”和“通过”二者间作出适合的选择。四个路口的计时显示都是由P0口操纵，又P1口的片选这些显示管,而东西两个方向的显示时刻一样,南北方向时刻也一样，片选信号能操纵东西也南北显示不同的时刻。当某一方向为绿灯时，在绿灯倒计时终止后会再显示一个5S的倒计时,以供黄灯显示利用。显示管连接图如图1-5所示。在单片机与显示器之间加了一个8*的排阻与一个74LS245芯片，排阻

17、的作用是上拉电阻，避免电流太高烧掉显示管，起到爱惜显示管的作用，其连接图如图1-6所示。74LS245的作用是驱动显示管点亮。其连接图如图1-7所示。F图1-5显示管连接图RP124.7K图1-6排阻连接图U2pn.nPD.1m.2PD.3pn.4P0.5PD,6PQ.7p7411S245图1-774LS245驱动芯片连接图紧急通行电路该电路为紧急情形和依照车流量调剂红绿灯时刻长度操纵电路。通过单片机的口的七个接口来操纵。在紧急情形下，需要停止所有方向上的车的行驶，按下接口上的开关，接低电平，使其发生作用，发出令所有路口的红灯点亮的脉冲，禁止所有车辆通行。当需要禁止东西方向或南北方向通行时，按

18、下或能够使其方向上的红灯亮起，禁止该方向车辆通行，而另一方向上那么绿灯常量，车辆通行。例如，按下上的开关，现在南北方向上的红灯常亮，而东西方向上绿灯常亮，这就起到了南北禁止东西通行的成效，按下上的开关那么与之相反。有时候某个方向上的车流量比较大，另一个方向上的车流量比较少，这就需要调整通行时刻，是加时刻端口，为减时刻端口，按下一次开关那么会增加或减少is，接的是切换方向开关,按下开关能够切换方向时刻的调整，例如此刻切换开关是东西方向，而东西方向车流量比较少，南北方向车流量比较大，这就需要增加南北方向通行时刻，减少东西方向通行时刻。第一通过口减少东西方向通行时刻，然后按下切换方向键，这就切换到了

19、南北方向时刻调整状态，这是按下，能够增加通行时刻。为确信键，也能够称之为复位键，要解除禁止时，按下确认键就可回到正常工作状态，那时刻调整终止后，也能够通过确认键回到工作状态。操纵电路图如图1-8所示。煤I卜:-肃北片向禁i东回亦向糕止切换方向+确认J=L-,图1-6按键电路操纵电路图声音警示装置当发生紧急情形需要全面停止通行时，需要声音警示装置来提示车辆，那个警示装置由口操纵，其电路图如图1-7所示。LS2POSPEAKER图1-7声音警示操纵电路2系统程序设计主程序流程图图2-1主程序路程图显示子程序流程图图2-2显示子程序流程图3心得体会这次课程设计，咱们小组做的智能交通等操纵系统。如往常

20、每一次实训，我取得了专门大的收成。第一，我要说说我学到的团队精神，这次课设需要多人协作完成，我有幸找到三位认真负责且乐于交流讨论的队友。这次选交通灯为题目来做课设一是体会不足，二是信心不足。通过这次课设，我既积存了体会，也获取了信心，尔后会找寻机遇再做一些与拖动相关的电子设计，因为咱们自动化专业和电机是息息相关的，专门大程度研究的是电机的拖动问题。通过这两周的单片机课程设计，咱们运用所学的知识，利用单片机操纵原理设计了一个交通灯操纵系统，咱们对单片机有了更深的体会。咱们了解和把握了一些简单的编程思想和对I/O口的利用。这次课设通过单片机的I/O口来操纵交通灯。实现一些具体的功能和对特殊情形的处

21、置。通过这次的实践，咱们对单片机的1/O口的利用的条件有更深的明白得，对单片机的各个管脚功能的明白得也加深了，和在经常使用编程设计思路技术，专门是汇编语言的把握方面都能向前迈了一大步。这次的课程设计让咱们把单片机的理论知识用在实践中，实现了理论和实践相结合，从中更知道理论是实践的基础，实践有着能查验理论的正确性，让咱们受益非浅，对咱们以后参加工作或继续学习将会产生庞大的帮忙和阻碍。在课设进程中碰到的硬件和软件问题都通过询问教师、同窗和去图书馆、上网取得了解决。参考文献陈大钦电子技术基础实验M.北京：高等教育出版社2004陈梓城电子技术实训M.北京：机械工业出版社2003吴黎明单片机原理及应用技

22、术M.北京：科学出版社2003李学海标准80C51单片机基础教程M.北京：北京航空航天大学出版社2006刘乐善微型运算机接口技术及应用M.北京：华中科技大学出版社2004陈炳权曾庆六EDA技术有效教程M.北京：湘潭大学出版社2020先锋工作室.单片机程序实例M.北京：清华大学出版社,2002.李伯成基于MCS-51单片机的嵌入式系统的设计M.北京：电子工业出版社，2004.吴洪潭，肖艳萍，赵伟国单片机原理及应用系统设计M.北京：国防工业出版社，2005.吴黎明，王桂棠，洪添胜，等.单片机原理及应用技术M.北京:科学出版社,2005.附录源程序#include#defineucharunsign

23、edchar#defineuintunsignedintuchardatabuf4;uchardatasec_dx=20;/东西数默许uchardatasec_nb=30;/南北默许值uchardataset_timedx=20;uchardataset_timenb=30;intn;uchardatacountt0;/按时器0中断次数/概念5组开关sbitk4=P37;/切换方向sbitk1=P35;/时间加sbitk2二P3飞；/时间减sbitk3=P34;/确认sbitk5二P3J;/禁止/P32/只允许东西方向通行,中断0/P3/只允许南北方向通行，中断1sbitYellow_nb=P

24、2八5;/南北黄灯标志sbitYellow_dx=P22;/东西黄灯标志sbitGreen_nb二P2“4;sbitGreen_dx二P2l;sbitBuzz二P30;bitBuzzer_Indicate;TMOD=0X11;/定时器设置bittime=0;/灯状态循环标志bitset=1;/调时方向切换键标志ucharcodetable11=0 x3f,/-00 x06,/-10 x5b,/-20 x4f,/-30 x66,/-40 x6d,/-50 x7d,/-60 x07,/-70 x7f,/-80 x6f,/-90 x00/-NULL;/函数的声明部份voiddelay(intms);

25、voidkey();voidkey_to1();voidkey_to2();voidkey_to3();voiddisplay();voidlogo();voidBuzzer();/主程序voidmain()/共阴极字型码/延时子程序/按键扫描子程序/键处理子程序/显示子程序/开机LOGOkey_to1();/调用按键1功能TH0=0X3C;TL0=0XB0;EA=1;ET0=1;TR0=1;EX0=1;EX1=1;logo();P2=0Xc3;sec_nb=sec_dx+5;while(1)key();display();Buzzer();/函数的概念部份voidkey()/按键扫描子程序i

26、f(k1!=1)delay(10);if(k1!=1)while(k1!=1)/定时器0置初值/开总中断/定时器0中断开启/启动定时0/开外部中断0/开外部中断1/开始默认状态，东西绿灯，南北黄灯/默认南北通行时间比东西多5秒/调用按键扫描程序/调用显示程序/时间加按下时/延时消抖/当按键未弹起时，一直执行for(n=0;n40;n+)/调用40次显示，用于延时display();if(k2!=1)/当K2按键按下时delay(10);/延时消抖if(k2!=1)while(k2!=1)/按键按下未弹起时一直执行key_to2();/调用key2功能for(n=0;n40;n+)/调用40次显

27、示，用于延时display();if(k3!=1)/当K3（确认）键按下时TR0=1;/启动定时器Buzzer_Indicate=0;sec_nb=set_timenb;/从中断回复，仍显示设置过的数值sec_dx=set_timedx;/显示设置过的时间if(set=1)/时间倒时到0时/P2=0X99;/东西红灯，南北绿灯sec_nb=sec_dx+5;/回到初值elsebuf2=sec_dx%10;/第2位东西秒个位/P2=0 xC3;/东西绿灯，南北红灯sec_dx=sec_nb+5;if(k4!=1)delay(5);if(k4!=1)while(k4!=1);set=!set;/当

28、K4（切换）键按下/延时消抖/取反set标志位，以切换调节方向/当K5（禁止）键按下时/延时消抖if(k5!=1)delay(5);if(k5!=1)while(k5!=1)key_to3();voiddisplay()/显示子程序buf1=sec_dx/10;/第1位东西秒十位/第3位南北秒十位/第4位南北秒个位/初始灯为灭的buf3=sec_nb/10;buf0=sec_nb%10;P1=0 xff;P0=0 x00;Pl=Oxfe;/片选LED1P0=tablebuf1;/送东西时间十位的数码管编码delay(1);/延时P1=0 xff;/关显示P0=0 x00;Pl=Oxfd;/片选

29、LED2P0=tablebuf2;delay(1);P1=0 xff;P0=0 x00;Pl=OXfb;/片选LED3P0=tablebuf3;delay(1);P1=0 xff;P0=0 x00;P1=0Xf7;P0=tablebufO;/片选LED4delay(1);voidtime0(void)interrupt1using1/定时中断子程序TH0=0X3C;/重赋初值TL0=0XB0;TR0=1;countt0+;if(countt0=20)countt0=0;sec_dx-;sec_nb-;if(sec_nb=5&time=0)Green_dx=0;Yellow_dx=!Yellow

30、_dx;if(sec_dx=5&time=1)Green_nb=0;Yellow_nb=!Yellow_nb;if(sec_dx=0&sec_nb=5)用于黄灯闪烁时间sec_dx=5;if(sec_nb=0&sec_dx=5)于黄灯闪烁时间sec_nb=5;if(time=0&sec_nb=0)P2=0 x99;time=!time;sec_nb=set_timenb;sec_dx=set_timenb+5;/重新启动定时器/软件计数加1/定时器中断次数=20时（即1秒时）/清零计数器/东西时间减1/南北时间减1/东西黄灯闪/南北黄灯闪/当东西倒计时到0时，重置5秒，/当南北倒计时到0时，重置5秒，用/当黄灯闪烁时间倒计时到0时，/重置东西南背方向的红绿灯/重赋南北方向的起始值/重赋东西方向的起始值if(time=1&sec_dx=0)/当黄灯闪烁时间到/键盘处理子程序之+/关定时器/南北加is/东西加isP2=0Xc3;time=!time;sec_dx=set_timedx;sec_nb