单片机控制交通灯控制电路设计论文

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1、 . 毕业论文（设计）毕业论文（设计）论文题目：基于单片机的交通灯控制电路设计学生：董仁龙学 号：1114010205所在院系：电气信息工程学院专业名称：自动化届 次：2011 届指导教师：井田 . 目 录摘 要：11设计目标 22硬件设计 22.1 器件选择 22.2MSC-51 芯片简介 22.3 8255 可编程并行接口芯片简介 62.4 74LS373 简介 73系统硬件设计 83.1 交通管理的方案论证 83.2 设计其目的 83.3 设计与步骤 83.3 1 系统硬件设计 103.3 2 系统总框图 103.3 3 交通灯硬件线路图 113.3 4 系统工作原理 124程序设计 1

2、44.1 流程图 144.2 程序源代码 165设计结果分析 226.设计体会 227.致 23 . 基于单片机的交通灯控制电路设计学生：董仁龙（指导老师：井田）（师学院电气信息工程学院）摘要: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，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。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 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

3、控制器，实现了能根据实际车流量通过 8051 芯片的 P1 口设置红、绿灯燃亮时间的功能；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。 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。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。关键词:MSC-51 系列单片机 ATSC51；交通灯控制器；I/O 接口芯片;双位数码管 . 1 /

4、281. 设计目标1、实现交通灯控制系统的基本功能；2、系统具有较强的稳定性；3、系统可根据需要附加一些功能；2.硬件设计1.用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭；2.用实验箱上的发光二级管模拟十字路口交通灯信号。用可编程并行接口芯片8255A来实现该设计；2.1 器件选择元件名参数备注MSC-51(8051)1 单片机8255A2 可编程外设接口LED-RED、GREEN、YELLOW3 红绿黄LED74LS3736 锁存器表12.2 MSC-51芯片简介MCS-51 单片机部结构8051 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

5、解。 8051 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几大单元与数据总线、地址总线和控制总线等三大总线 . 图 1下图是 MCS-51 系列单片机的部结构示意图 2。图 2 . 3 / 28 MCS-51 的引脚说明：MCS-51 系列单片机中的 8031、8051 与 8751 均采用 40Pin 封装的双列直接 DIP 结构，右图是它们的引脚配置，40 个引脚中，正电源和地线两根，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。现在我们对这些引脚的功能加以说明：MCS-5

6、1 的引脚说明：MCS-51 系列单片机中的 8031、8051 与 8751 均采用 40Pin 封装的双列直接 DIP 结构，右图是它们的引脚配置，40 个引脚中，正电源和地线两根，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。现在我们对这些引脚的功能加以说明：如图 3图 3 . Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚，当 8051 通电，时钟电路开始工作，在 RESET 引脚上出现 24 个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器 PC指向 0000H，P0-P3 输出口全部为高电平，堆栈指针写入 07H，其它专用寄

7、存器被清“0” 。RESET 由高电平下降为低电平后，系统即从 0000H 地址开始执行程序。然而，初始复位不改变 RAM（包括工作寄存器 R0-R7）的状态，8051 的初始态。8051 的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图 4。此外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机部 RAM 的数据不丢失。图 4Pin30:ALE/当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问部程序存储器时，ALE 端将有一个 1/6 时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点

8、，当访问外部程序存储器，ALE 会跳过一个脉冲。如果单片机是 EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲。Pin29:当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC 的 16 位地址数据将出现在 P0 和 P2 口上，外部程序存储器则把指令数据放到 P0 口上，由 CPU 读入并执行。Pin31:EA/Vpp程序存储器的外部选通线，8051 和 8751 单片机，置有 4kB 的程序存储器，当 EA 为高电平并且程序地址小于 4kB 时，读取部程序存储器指令数据，而超过 4kB 地址则读取外部指令数据。如 EA 为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。显然，对部无程序存储器

9、的 8031,EA 端必须接地。在编程时，EA/Vpp脚还需加上 21V 的编程电压。2.3 8255 可编程并行接口芯片简介: 8255 可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即 A 口、B 口和 C 口，对应于引脚 PA7PA0、PB7PB0 和 PC7PC0。其部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A 口、B 口作为输入输出的数据端口。C 口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的 . 5 / 28控制下，可以分成 4 位的端口，每个端口包含一个 4 位锁存器。它们分别与端口 A配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。方式控制字格式说明如表 1：表2D7：设定工作方式标志，1 有效

10、。 D6、D5：A 口方式选择 0 0 方式 0 0 1 方式 1 1 方式 2 D4：A 口功能 （1=输入，0=输出） D3：C 口高 4 位功能 （1=输入，0=输出） D2：B 口方式选择 （0=方式 0，1=方式 1） D1：B 口功能 （1=输入，0=输出）D0：C 口低 4 位功能 （1=输入，0=输出）8255A各口的应用：PA负责传输南北向数码管的值，PB负责传输东西向数码管的值，PC负责控制东西向、南北向数码的暗灭，控制寄存器（假设为PD）负责控制8255a的工作方式，此系统中值为0 x80，即无条件传输方式；D7D6D5D4D3D2D1D0 . 图 52.4 74LS37

11、3 简介74LS373 是一种带三态门的 8D 锁存器，其管脚示意图如下示：图 6 . 7 / 28其中：1D-8D 为 8 个输入端。 1Q-8Q 为 8 个输出端。LE 为数据打入端：当 LE 为“1”时，锁存器输出 状态同输入状态；当 LE 由“1”变“0”时，数据 打入锁存器OE 为输出允许端：当 OE=0 时，三态门打开； 当 OE=1 时，三态门关闭，输出高阻。因为P0口为数据线、地址线复用，所以用一个锁存器将8255a的地址所存；3 系统硬件设计3.1 交通管理的方案论证东西、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，