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用51单片机控制交通灯汇编语言编写讲解.pdf
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基于 51 单片机的交通灯控制系统设计
摘要:
在日常生活中,交通信号灯的使用,市交通得以有效管理,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。交通灯控制系统由80C51 单片机、键盘、LED
显示、交通灯延时组成。系统除具有基本交通灯功能外,还具有时间设置、LED 信息显示功
能,市交通实现有效控制
。
关键词:
交通灯,单片机,自动控制
一引言
当今,红绿灯安装在个个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这
个技术在 19 世纪就已经出现了。
1858 年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械般手势信号
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会议大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两
以旋转方式玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869 年 1 月 2 日,煤气
灯爆炸,是警察受伤,遂被取消!
电气启动的红绿灯出现在美国,这种红绿灯由红黄绿三色圆形的投光器组成,1914 年
始装于纽约市 5 号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。
信号灯的出现,使得交通得以有效的管理,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。绿灯时通行信号灯,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非两
一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆必需让合法的正在路口内行驶的车辆和过人行横线
的行人优先通行。红灯是禁行信号灯,面对红灯的车辆必需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,但车辆已经十分接近停车线而不能安全停
车的可以进入交叉路口!
二概要设计
2.1 设计思路
利用单片机实现交通灯的控制,该任务分以下几个方面:
a 实现红、绿、黄灯的循环控制。要实现此功能需要表示三种不同颜色的 LED 灯分别接
在 P1 个管脚,用软件实现。
b 用数码管显示倒计时。可以利用动态显示或静态显示,串行并出或者并行并出实现。
C 实现急通车。这需要人工实现,编程时利用到中断才能带到目的,只要有按钮按下,
那么四个方向全部显示红灯,禁止以诶车辆通行。当情况解除,让时间回到只能隔断处继续
进行。
2.2 总体设计框图
见图一:
1
交
通
灯
循
环
倒
最
小
系
统
计
时
显
示
强 通 车 控 制
图一
三 硬件设计
3.1LED 循环电路设计
3.1.1 89cs51 单片机概述
MCS-51 单片机内部结构:
89CS51 是 MCS-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。
89CS51 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极大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,
现在分别加以说明。
*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的工作,完成运算和控制输
入输出等操控。
*数据存储器(RAM):
89CS51 内部有 128 个 8 位用户数及存储单元和 128 个寄存器单元,他们是统一编
址的,专营寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用
户数据,所以,用户能使用的RAM 只有 128 个,可存放读写的数据,运算的中间结
果或用户自定义的字型表。
*程序存储器(ROM):
89CS51 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
*定时/计数器(ROM):
89CS51 有两个 16 位的可编程定时/计数器,一时想定时或计数产生中断用于控制
2
程序转向。
*并行输入输出(I/O)口:
89CS51 共有 4 组 8 位 I/O 口(P0、P1、P2 或 P3),用于对外数据传输。
*全双工串行号:
89CS51 内置一个全双行串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传输,该串行
口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。
*中断系统:
89CS51 具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行
中断,客满著不同的控制要求,并具有 2 级优先级别选择。
*时钟电路:
89CS51 内置最高频率高达 12Hz 的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,
但 89CS51 单片继续外置震荡电容。
单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛
(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二
为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。
MCS-51 系统的引脚说明:
MCS-51 系列单片机中的 8031、8051 及 8751 均采用 40Pin 封装的双列直接 DIP 结构,
图二是它们的引脚配置,40 个引脚中,正电源和底线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,
4 组 8 位共 32 个 I/O 口,中断口线与 P3 口线复用
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
RST
RXD/P3.0
TXD/P3.1
INT0/P3.2
INT1/P3.3
T0/P3.4
Y1/P3.5
WR/P3.6
RD/P3.7
XTAL2
XTAL1
GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
PDIP
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
VCC
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
EA/VPP
ALE/PROG
PESN
P2.7/A15
P2.6/A14
P2.5/A13
P2.4/A12
P2.3/A11
P2.2/A10
P2.1/A9
P2.0/A8
图二
3
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