基于89C51单片机交通灯课程设计.pdf

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， 正在不断的应用到实际生活中，并且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 MCS-51 系列单片机 STC89C51 为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过信号灯对路面状况 的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。 系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 关键词：交通灯 单片机 数码管 一 .总体设计思路 1.1 设计目的及思路 设计目的 了解交通灯管理的基本工作原理，熟练掌握 STC89C51 的工作原理和应用编程，熟悉 STC89C51 单片机并行接口的各种工作方式和应用，并了解计数器/定时器的工作方式和应用编 程外部中断的方法，掌握多位 LED 显示问题的解决。 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术，提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，增加了倒计时显示提示。 （3）进行显示电路。 （4）进行软件系统的设计。 1.2 实际交通灯显示时序及状态转换的理论分析 图 1 所示为红绿灯转换的状态图。 S1 S2 图 1 红绿灯状态转换图 表 1 十字路口指示灯燃亮方案 说明： （1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆 通过，行人禁止通行。时间为 60 秒。 （2）黄灯闪烁 5 秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。 （3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。 时间为 80 秒。 东西方向车流大 通行时间长。 （4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通 行。 （5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。 共四种状态，分别设定为 S1、S2、S3、S4，交通灯以这四种状态为一个周期，循环执行如下 图所示： 程序就是在上述四种状态下循环转化的。一个周期四个状态，在正常模式下共花费 1 分 状态 S1 S2 S3 S4 时间 30s 5s 30s 5s 东西道 红灯亮 红灯亮 绿灯亮 黄灯亮 南北道 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 红灯亮 图 2 交通灯状态循环图 S4 S3 10 秒。 二.具体设计方案 2.1 方案要求： 本设计要求与交通信号实际控制一致，采用 LED 模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组， 分别有红、黄、绿三色。其工作状态由程序控制，启动、停止按钮分别控制信号灯的启动与停 止。白天/黑夜转换开关可对信号进行控制转换。并且要求能用两位数码管（或者一位数码管） 来显示红灯或者绿灯等待的时间，在黄灯的时候数码管不显示。信号灯的控制要求如下： 假设东西方向交通繁忙为主干道，车流量为南北交通的两倍。因此东西方向的绿灯通行 时间为是南北方向上的两倍。 开始时东西方向绿灯先亮，南北为红灯。 按下启动按钮开始工作， ，按下停止按钮，停止工作。白天/黑夜转换开关闭合时为黑夜 工作状态，这时只有黄灯来回闪烁，断开为白天工作状态。白天工作状态要求：东西方向绿灯 亮 40s，然后黄灯闪三下（1 下/秒，共 5 秒） ，然后红灯亮 20s，而南北方向为红灯亮 40s 然 后绿灯亮 20s，然后黄灯也闪三下；如此周期循环下去。 示意图 2.2 方案分析 根据十字路口交通灯的要求，可将本系统分为三个模块，第一模块是控制模块，主要负责 整个系统的控制和运算，从而使各模块正常工作，第二个模块式显示模块包括 LED 灯和数码管； 第三是电源模块，给各模块提供电源，让各模块工作。其系统设计结构如图： 2.3 89C51 单片机引脚功能说明 89C51 外部引脚图：（可以直接拷入 ASM 程序文件中，作注释使用，十分方便） P1.0 1 40 Vcc P1.1 2 39 P0.0 P1.2 3 38 P0.1 P1.3 4 37 P0.2 P1.4 5 36 P0.3 P1.5 6 35 P0.4 P1.6 7 34 P0.5 P1.7 8 33 P0.6 RST/Vpd 9 32 P0.7 RXD P3.0 10 31 -EA/Vpp（内 1/外 0 程序地址选择） TXD P3.1 11 30 ALE/-P （地址锁存输出） -INT0 P3.2 12 29 -PSEN （外部程序读选通输出） -INT1 P3.3 13 28 P2.7 T0 P3.4 14 27 P2.6 T1 P