1、課程設計(論文)題目名稱基于AT89C51單片機的交通燈系統的設計課程名稱單片機原理及應在電氣測控學科中的應用學生姓名 吳霞學號 0941201250系、專業電氣工程系、09電氣測控類指導教師唐宏偉2011年6月30日 摘要近年來隨著科技的飛速發展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構軟硬件結合，加以完善。本文將介紹一種基于AT89C51單片機設計的交通燈系統對于交通的控制，12個不同顏色的發光二極管來模擬東南西北四個方向的交通的，并通過單片機寫入程序

2、，來控制這些燈發光或者熄滅。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統。交通信號燈控制方式很多。本系統采用MSC-51系列單片機89c51系列單片機設計交通燈控制器，實現了能根據實際車流量通過89c51芯片的p0口設置紅、綠燈燃亮時間的功能；紅綠燈循環點亮，倒計時剩5秒時黃燈閃爍警示；車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數碼管顯示。本系統實用性強、操作簡單、擴展功能強。.信號燈的出現，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。所以用單片機系統設計的交通燈對于控制交通系

3、統至關重要。關鍵字：交通燈；單片機；閃爍邵陽學院課程設計（論文）任務書年級專業09電氣測控類學生姓名吳霞學號0941201250題目名稱基于單片機的交通燈系統的設計設計時間2011年6月20日2011年7月1日課程名稱單片機原理及在電氣測控學科中的應用課程編號121200105設計地點數字控制與PLC實驗室創新實驗室（214）（305）一、 課程設計（論文）目的課程設計是在校學生素質教育的重要環節，是理論與實踐相結合的橋梁和紐帶。單片機課程設計，要求學生更多的完成軟硬結合的動手實踐方案，解決目前學生課程設計過程中普遍存在的缺乏動手能力的現象. 單片機課程設計是繼電子技術、和單片機原理與應用課程

4、之后開出的實踐環節課程，其目的和任務是訓練學生綜合運用已學課程“電子技術基礎”、“單片機原理及應用”的基本知識，獨立進行單片機應用技術和開發工作,掌握單片機程序設計、調試和應用電路設計、分析及調試檢測。二、 已知技術參數和條件1、MCS-51單片機；2、KEIL 軟件；Wave軟件；Proteus軟件3、THKSCM-1型單片機實驗系統。三、 任務和要求任務：設計一個十字路口的紅、綠、黃三色信號交通燈控制器要求：1東西方向為A車道，南北方向為B車道，每次通行時間為30秒；2換向時要有5秒的黃燈期；3時鐘指示燈每秒亮一次注：1此表由指導教師填寫，經系、教研室審批，指導教師、學生簽字后生效；2此表

5、1式3份，學生、指導教師、教研室各1份。四、參考資料和現有基礎條件（包括實驗室、主要儀器設備等）1、單片機課程設計指導，中南大學出版社，張一斌等2009年9月2、單片機實驗與實踐教程，北京航空航天大學出版社，何立民等2004年7月3、THKSCM-1型單片機實驗系統實驗指導書、KEIL 軟件，WAVE 軟件4、數字控制與PLC實驗室”THKSCM-1型單片機實驗系統”。五、進度安排2011年6月20日-22日：收集和課程設計有關的資料，熟悉課題任務何要求2011年6月23日-24日：總體方案設計2011年6月25日-26日：硬件電路設計2011年6月27日-28日：軟件設計2010年6月29日

6、：系統調試改進2010年6月30日：整理書寫設計說明書2010年7月1日：答辯并考核六、教研室審批意見教研室主任（簽名）：年月日七|、主管教學主任意見主管主任（簽名）：年月日八、備注目 錄1 AT89C51簡介7主要特性：81P0口8 P0口有八條端口線，命名為P0.0P0.7，其中P0.0為低位，P0.7為高位。每條線的結構組成如圖2.3所示。它由一個輸出鎖存器，兩個三態緩沖器，輸出驅動電路和輸出控制電路組成。P0口是一個三態雙向I/O口，它有兩種不同的功能，用于不同的工作環境。第一個功能是作普通I/O口，另一種是當系統外擴存儲器時，P0口作系統擴展后的數據總線口和地址總線口分時使用，首先輸

7、出低8位的地址A7A0，作地址總線；然后輸入或輸出數據，作數據總線。8.191、引言1.1簡介近年來隨著科技的飛速發展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構軟硬件結合，加以完善。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統。交通信號燈控制方式很多。本系統采用MSC-51系列單片機89c51系列單片機設計交通燈控制器，實現了能根據實際車流量通過89c51芯片的p0口設置紅、綠燈燃

8、亮時間的功能；紅綠燈循環點亮，倒計時剩5秒時黃燈閃爍警示；車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數碼管顯示。本系統實用性強、操作簡單、擴展功能強。.信號燈的出現，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯合國道路交通和道路標志信號協定對各種信號燈的含義作了規定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。左右轉彎車輛都必須讓合法地正在路口內行駛的車輛和過人行橫道的行人優先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十

9、分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。1.2設計任務設計一個十字路口的紅、綠、黃三色信號交通燈控制器要求：1東西方向為A車道，南北方向為B車道，每次通行時間為30秒；2換向時要有5秒的黃燈期；3時鐘指示燈每秒亮一次2、方案論證與設計整個設計以AT89C51單片機為核心，設計流程如圖南北綠燈亮，東西紅燈亮，延時南北黃燈閃爍，東西紅燈亮，延時 南北紅燈亮，東西綠燈亮，延時南北紅燈亮，東西黃燈閃爍，延時 開 始設置定時，顯示初始化3、系統硬件設計3.1AT89c51芯片的介紹AT89C51簡介AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable a

10、nd Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示 主要特性：1P0口 P0口有八條端口線，命名

11、為P0.0P0.7，其中P0.0為低位，P0.7為高位。每條線的結構組成如圖2.3所示。它由一個輸出鎖存器，兩個三態緩沖器，輸出驅動電路和輸出控制電路組成。P0口是一個三態雙向I/O口，它有兩種不同的功能，用于不同的工作環境。第一個功能是作普通I/O口，另一種是當系統外擴存儲器時，P0口作系統擴展后的數據總線口和地址總線口分時使用，首先輸出低8位的地址A7A0，作地址總線；然后輸入或輸出數據，作數據總線。2、P1口口有八條端口線，命名為P1.0P1.7，每條線的結構組成如圖2.4所示。P1口是一個準雙向口，只作普通的I/O口使用，其功能與P0口的第一功能相同。作輸出口使用時，由于其內部有上拉電

12、阻，所以不需外接上拉電阻；作輸入口使用時，必須先向鎖存器寫入“1”，使場效應管T截止，然后才能讀取數據。3、P2口P2口有八條端口線，命名為P2.0P2.7，每條線的結構如圖2.5所示。P2口也是一個準雙向口，它有兩種使用功能：一種是當系統不擴展外部存儲器時，作普通I/O口使用，其功能和原理與P0口第一功能相同，只是作為輸出口時不需外接上拉電阻；另一種是當系統外擴存儲器時，P2口作系統擴展的地址總線口使用，輸出高8位的地址A7A15，與P0口第二功能輸出的低8位地址相配合，共同訪問外部程序或數據存儲器(64 KB)，但它只確定地址并不能像P0口那樣還可以傳送存儲器的讀寫數據。4、P3口P3口有

13、八條端口線，命名為P3.0P3.7，每條線的結構如圖2.6所示。P3口是一個多用途的準雙向口。第一功能是作普通I/O口使用，其功能和原理與P1口相同。第二功能是作控制和特殊功能口使用，這時八條端口線所定義的功能各不相同，如表2.3所示。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存

14、儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。 /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編

15、程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.2電路原理圖該電路應用AT89c51為模板，P0口為輸出端口，分別連接到對應的交通燈上，然后由程序控制，紅綠等交替點亮25秒，中間黃燈閃爍5次，時間為5秒。3.

16、3仿真圖通電，東西方向通行。經過25秒后，綠燈熄滅，黃燈開始閃爍。黃燈閃爍5次（5秒）后，南北方向開始通車，通行時間為25秒。25秒之后，黃燈開始閃爍。整個周期完成。4.系統的軟件設計4.1程序流程南北綠燈亮，東西紅燈亮，延時南北黃燈閃爍，東西紅燈亮，延時 南北紅燈亮，東西綠燈亮，延時南北紅燈亮，東西黃燈閃爍，延時 開 始設置定時，顯示初始化4.2源程序#include"reg52.h"#define uint unsigned int #define uchar unsigned charsbit hong1=P00;sbit huang1=P01;sbit lu1=P0

17、2;sbit hong2=P03;sbit huang2=P04;sbit lu2=P05;void delay_50ms(uint z) uint x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=5600;y>0;y-);void lu() lu1=0; hong1=1; lu2=1; hong2=0; delay_50ms(450); lu1=1; huang1=0; delay_50ms(15); huang1=1; delay_50ms(15); huang1=0; delay_50ms(15); huang1=1; delay_50ms(15); huang1=0;

18、delay_50ms(15); huang1=1; delay_50ms(15); huang1=0; delay_50ms(15); huang1=1; delay_50ms(15); huang1=0; delay_50ms(15); huang1=1; delay_50ms(15);void hong() lu1=1; hong1=0; hong2=1; lu2=0; delay_50ms(450); lu2=1; huang2=0; delay_50ms(15); huang2=1; delay_50ms(15); huang2=0; delay_50ms(15); huang2=1; delay_50ms(15); huang2=0; delay_50ms(15); huang2=1; delay_50ms(15); huang2=0; delay_50ms(15); huang2=1; delay_50ms(15); huang2=0; delay_50ms(15); huang2=1; delay_50ms(15);void main() while(1) lu();