大学方案单片机交通灯系统方案.pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用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；vehicle alarm；green time traffic flow can be detected through a double-d

2、igital display.The system practical,simple and strong extensions.【KEY WORD】:SCM，Traffic lights，8051，Detect traffic 个人资料整理仅限学习使用目录引言 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 2 1.硬件结构 2 2.引脚说明 3 3.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10

3、 1.计数器处置计算 10 2.1 秒的方法 10 3.相应的程序代码 10 三）时间及信号灯的显示10 1.8051 并行口的扩展 11 2.显示原理 11 3.8255 输出信号与数码管的链接11 4.8255 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 文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8

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10、D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9个人资料整理仅限学习使用参考文献 20 致谢 21 文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4

11、ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4

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17、8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9个人资料整理仅限学习使用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

18、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

19、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60S 5S 80S 5S 东西道红灯

20、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。文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7

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28、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 文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码

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33、文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E

34、9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10

35、E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9个人资料整理仅限学习使用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，它们是统一编址的，专用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定义的字型表。8051共有 4096个 8 位掩膜 ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。8051 有两个 16 位的可编程定时/计数器，以实现

36、定时或计数产生中断用于控制程序转向。口8051共有 4 组 8 位 I/O 口(P0、P1、P2或 P3，用于对外部数据的传输。电源VCC：芯片电源，接+5V；VSS：接地端。(2时钟 XTAL1、XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端。(3控制线ALE/PROG:地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉冲。文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D

37、9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8

38、D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U

39、8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3

40、U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B

41、3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7

42、B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H

43、7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9个人资料整理仅限学习使用 ALE 功能：用来锁存P0口送出的低 8 位地址。PROG 功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚输入编程脉冲。PSEN:外 ROM 读选通信号。RST/VPD:复位/备用电源。RSTReset）功能：复位信号输入端。VPD 功能：在 Vcc掉电情况下，接备用电源。EA/Vpp:内外 ROM 选择/片内

44、EPROM 编程电源。EA功能：内外 ROM 选择端。Vpp功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，施加编程电源Vpp。I/O 线80C51共有 4 个 8 位并行 I/O 端口：P0、P1、P2、P3口，共 32 个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号。3、最小系统1）时钟电路单片机本身是一个复杂的同步时序电路，为保证同步工作方式的实现，必须提供时钟信号，以使其系统在时钟信号的控制下按时序协调工作。单片机的时钟电路由振荡电路和分频电路组成，其中振荡电路由反向器以及其并联外接的石英晶体和电容构成，用于产生振荡脉冲。而分频电路则用于把振荡脉冲分频，以得到

45、所需要的时钟信号。XTAL1和 XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。本设计采用如图 4-2 所示的内部方式时钟电路，晶振频率为12MHZ，电容选择 30pF。图 4-2 时钟电路2）复位电路为确保系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分。无论是哪种类型的单片机，用户在使用时都必须设计复位电路，以提高单片机在强磁场、电源尖峰等强干扰环境下的工作稳定性或实现从误操作中正确恢复初始状态。如果复位电路可文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10

46、E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y1

47、0E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y

48、10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10

49、Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W1

50、0Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W10Y10E9文档编码:CC6H7B3U8D9 HQ8I10C8L8K4 ZD8M3W