毕业设计基于单片机的交通灯系统的设计

基于单片机的交通灯系统的设计【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。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，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；红绿灯循环点亮，倒计时剩5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8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示，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，8051，检测车流量【ABSTRACT】Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofSCMisatthesametime,traditionaldetectiontechniquestocontrolthegrowingupdate.Inreal-timedetectionandautomaticcontrolsystemofsingle-chipapplications,oftenasasingle-chipcorecomponenttouseonlysingle-chipisnotenoughknowledge,butalsothestructureofhardwareandsoftwareinaccordancewiththespecificcombinationofhardware,tobeimproved.Crossroadsshuttlevehicles,pedestriansbustling,carlanes,thepavementandorderly.Sotoachievetheorderlywhatorder?Isthetrafficlightsontheautomaticcontrolsystem.Manytrafficlightscontrol.ThesystemusesMSC-51seriessingle-chipATSC51andprogrammableparallelI/Ointerfacechip8255A-centricdevicedesignedtocontroltrafficlights,canbeachievedinaccordancewiththeactualtrafficflowthroughtheP1port8051chipsetred,greenfuelLiangfunctionoftime；trafficlightcycle,thecountdownfivesecondsleftwhentheyellowlightflashingwarning(trafficlightsthroughthePAoutputsignalindicatesthetimedirectlythroughthePCportoutput8255todouble-digits)；vehiclealarm；greentimetrafficflowcanbedetectedthroughadouble-digitaldisplay.Thesystempractical,simpleandstrongextensions.【KEYWORD】:SCM，Trafficlights，8051，Detecttraffic毕业论文目录引言....................................................................1一、方案设计............................................................1二、系统总体设计........................................................2三、硬件设计............................................................2（一）8051单片机......................................................21.硬件结构........................................................22.引脚说明........................................................33.最小系统........................................................4（1）时钟电路...................................................4（2）复位电路...................................................4（二）8255芯片简介....................................................5（三）74LS373简介.....................................................5（四）键盘电路........................................................6（五）显示电路........................................................7四、系统工作原理........................................................8五、软件设计............................................................8（一）主程序设计......................................................8（二）计数器硬件延时.................................................101.计数器处置计算.................................................102.1秒的方法.....................................................103.相应的程序代码.................................................10（三）时间及信号灯的显示.............................................101.8051并行口的扩展..............................................112.显示原理.......................................................113.8255输出信号与数码管的链接....................................114.8255与8051的连接.............................................12六、结论...............................................................13附录一源程序代码.................................................14附录二交通灯原理图...............................................19参考文献...............................................................20毕业论文致谢...................................................................21毕业论文第1页共21页引言交通是城市经济互动的命脉，对于城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。城市交通问题是困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素。城市道路增长的有限与车辆增加的无限是导致城市交通拥挤的根本原因。为了解决车和道路的矛盾，常用的有两种方法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是修路，但是这两种办法都有其局限性。交通信号灯的出现，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。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的、正在路口内行驶的车辆和过人行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。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。在实时监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。本次设计的以8051为中心器件控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强、电路简单、耗电少、可靠性高，完全可以解决十字路口车辆通行问题。它除了具有基本的交通灯功能外，还具有倒计时等功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。一、方案设计东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，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；黄灯亮，提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。假设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表2-1。表2-1指示灯亮灭方案60S5S80S5S东西道红灯亮黄灯亮绿灯亮黄灯亮南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮黄灯亮方案说明：（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。毕业论文第2页共21页（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）如上表时间和红、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。二、系统总体设计本设计主要由8051单片机、8255单片机、显示电路、时钟电路、复位电路、键盘电路等几部分组成。总体设计思想：8051单片机是交通灯系统的控制核心。将设置好的时间参数和检测到的信号输入到8051单片机，由单片机将收到的数据进行处理。处理过的信号一部分通过74LS373锁存器输入8255单片机，另一部分直接输入8255单片机。最终处理后的信号经过LED显示电路和数码管显示电路的直接显示，系统总框图如图3-1所示。图3-1系统框图三、硬件设计(一)8051单片机1、硬件结构本设计硬件部分由一片8051单片机，一片8255并行通用接口芯片，两片74LS07，一片MAX692，两个共阴极的七段数码管，若干双向晶闸管，一个三端稳压电源，红、黄、绿交通灯各两个，若干开关键盘、导线等。(1)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。(2)数据存储器(RAM)8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它