51系列单片机控制十字路口交通灯控制器设计
基于51系列单片机控制十字路口交通灯控制器设计
实验指导书
仇国庆编写
重庆邮电大学自动化学院
自动化专业实验中心
基于51系列单片机控制十字路口交通灯控制器设计实验随着社会经济的发展，城市交通越来越成为人们不可忽视的问题。人、车、路之间的协调，已经成为交通管理部门主要解决的问题。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。而交通信号灯是我们常见的交通管理系统。
一、实验目的：
1、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握51系列单片机传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭；
2、用80C51作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.
3、通过单片机控制设计，熟练掌握汇编语言、C语言等编程方法与技巧，将理论联系到实践中去，提高动手的能力；
4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。
二、设计要求
利用51系列单片机实验板、交通灯控制模组设计交通灯控制系统，要求具有下述功能：
1、系统有两个状态，设置状态和显示状态，利用51系列单片机实验板的键盘进行两个状态间的切换；
2、开机时，系统为显示状态，四个路口数码管从默认的倒计时时间（开始倒计时；
3、设置状态时利用51系列单片机实验板的KEY1~KEY3键盘可以设置各路口直行通行倒计时时间，设置的路口数码管闪烁显示，各路口的通行时间可以不相等，其中KEY2为加1键，KEY3为减1键，KEY1为确定键；
4、显示状态时，交通灯模组的四个LED板的数码管进行倒计时；LED板各组的红绿灯进行交通指示；如果一个LED板上有三个绿灯亮，这时候数码管显示的是通行时间，否则，数码管显示的是等待时间；显示过程中按KEY1键可以重新进入设置状态。
5、具体内容：因为本设计是交通灯的单片机控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。然后转状态1南北红灯，东西绿灯通车。过一段时间转状态2东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4，南北绿灯灭，闪几次黄灯，东西仍然红灯。最后循环至状态1。
6、扩展要求
二、系统方案组成
1 系统硬件框图
本系统由一套51系列单片机实验板和一套(四块)交通灯模组构成，如图2.1，51系列单片机实验板通过
I/O口控制交通灯模组中各LED板的数码管和发光二极管的显示；通过51系列单片机实验板上的三个键盘KEY1~KEY3可以设置各LED板指示的路口通行倒计时时间。
图 2.1硬件框图
2 功能框图
图 2.2功能框图
三、十字路口路口交通简介
1 十字路口的交通通行情况简介
1、2、3、4
图 3.1为十字路口的交通情况
在图中，常规交通灯的绿灯亮状态（通行）顺序为：
图 3.2通行示意图
其中，“1-2”表示1P和2P可以通过路口2通行；“2-3”表示2P和3P可以通过路口3通行；“3-4”表示3P和4P可以通过路口4通行；“4-1”表示4P和1P可以通过路口1通行。
2 交通灯功能简介
本方案的交通灯就是一个简易的交通指示灯控制系统，由一套51系列单片机实验板和一套交通灯模组构成，功能有：系统有两个状态，设置状态和显示状态，利用51系列单片机实验板的键盘的KEY1键盘可以进行两个状态间的切换；
开机时，系统为显示状态，四个路口数码管从默认的倒计时时间开始倒计时；
设置状态时利用51系列单片机实验板的KEY1~KEY3键盘可以设置各路口直行通行倒计时时间，设置的路口数码管闪烁显示，各路口的通行时间可以不相等，其中KEY2为加1键，KEY3为减1键，KEY1为确定键；显示状态时，交通灯模组的四个LED板的数码管进行倒计时；LED板各组的红绿灯交通指示；如果一个LED
板上有三个绿灯亮，这时候数码管显示的是通行时间，否则，数码管显示的是等待时间；显示过程中按KEY1键可以重新进入设置状态。
3 交通灯实验控制模组简介
交通灯模组包括一块驱动电路板（交通灯模组驱动板）和四块LED板（交通灯模组LED板）。
●LED板中每个方向提供四组交通LED灯（包括左转、直行、右转、人行道四组），每组交通灯包括红、
黄、绿三个灯，可以实现交通的通行控制；
●LED板中每个方向提供两个数码管，可以实现100以内的倒计时。
●交通灯模组实物图如图 3.3，使用时，直接用10pin排线连接驱动板的单片机接口和实验板的I/O口
即可使用。
图 3.3 交通灯实验控制模组实物图
四、系统硬件设计
由图 2.1的框图可以看出，本系统硬件主要由两大模块组成：控制模块和交通灯指示模块
1. 控制模块原理图
本系统中控制模块主要是51系列单片机实验板。本系统中控制系统运行的三个按键直接使用KEY1~KEY3，另外，51系列单片机实验板通过MAX7219芯片扩展控制交通灯模组的数码管的显示和红、黄、绿LED灯的亮/灭。如图4.1所示。使用时，可以直接用10pin的排线和交通灯模组驱动板的单片机接口连接。
·128×8字节内部RAM
·32个可编程I／O口线
·2个16位定时／计数器
·6个中断源
·全双工串行UART通道
·低功耗空闲和掉电模式
·中断可从空闲模唤醒系统·看门狗（WDT）及双数据指针·掉电标识和快速编程特性
·灵活的在系统编程（ISP字节或页写模式）
●功能特性
AT89S51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32个I／O 口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16 位定时／计数器，一个5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时／计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
●引脚功能
Vcc：电源电压
GND：地
P0 ：P0口是一组8位漏极开路型双向I／0口，也即地址／数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在F1ash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1 ：Pl 是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O口，Pl的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口写“l”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。Flash编程和程序校验期间，Pl接收低8位地址。
P2 ：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I／O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使
用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@Ri 指令）时，P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。P3 ：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I／0 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个
TTL逻辑门电路。对P3口写入“l”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3口除了作为一般的I／0口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT 溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRT0位缺省为RESET 输出高电平打开状态。
ALE PROG—————：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE 仍以时钟振荡频率的1／6 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对F1ash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。ˉPSEN：程序储存允许（ˉPSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次ˉPSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的ˉPSEN信号。
EA VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc 端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。F1ash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压Vpp。XTALl：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
电源空闲标志（POF）
在特殊功能寄存器SFR 中PCON的第4 位（PCON.4），电源打开时POF 置“1"，它可由软件设置睡眠状态
并不为复位所影响。
●存储器结构
MCS-51单片机内核采用程序存储器和数据存储器空间分开的结构，均具有64KB外部程序和数据的寻址空间。
●程序存储器
如果EA引脚接地（GND），全部程序均执行外部存储器。在AT89S51，假如EA接至Vcc（电源+），程序首先执行地址从0000H－0FFFH（4KB）内部程序存储器，再执行地址为1000H－FFFFH（60KB）的外部程序存储器。
●数据存储器
AT89S51 的具有128字节的内部RAM，这128字节可利用直接或间接寻址方式访问，堆栈操作可利用间接寻址方式进行，128字节均可设置为堆栈区空间。
●看门狗定时器(WDT)
WDT是为了解决CPU程序运行时可能进入混乱或死循环而设置，它由一个14bit计数器和看门狗复位SFR （WDTRST）构成。外部复位时，WDT默认为关闭状态，要打开WDT，用户必须按顺序将01EH和0E1H写到WDTRST 寄存器（SFR地址为0A6H），当启动了WDT，它会随晶体振荡器在每个机器周期计数，除硬件复位或WDT 溢出复位外没有其它方法关闭WDT，当WDT溢出，将使RST引脚输出高电平的复位脉冲。
●使用看门狗(WDT)
WDT打开WDT需按次序写01EH和0E1H到WDTRST寄存器（SFR的地址为0A6H），当WDT打开后，需在一定的时候01EH 和0E1H 到WDTRST 寄存器以避免WDT 计数溢出。14 位WDT 计数器计数达到16383（3FFFH），WDT 将溢出并使器件复位。WDT 打开时，它会随晶体振荡器在每个机器周期计数，这意味着用户必须在小于每个16383 机器周期内复位WDT，也即写01EH和0E1H到WDTRST寄存器，WDTRST为只写寄存器。WDT计数器既不可读也不可写，当WDT溢出时，通常将使RST引脚输出高电平的复位脉冲。复位脉冲持续时间为98×Tosc，而Tosc=1／Fosc（晶体振荡频率）。为使WDT工作最优化，必须在合适的程序代码时间段周期地复位WDT防止WDT溢出。
●掉电和空闲状态时的(WDT)
WDT掉电时期，晶体振荡停止，WDT也停止。掉电模式下，用户不能再复位WDT。有两种方法可退出掉电模式：硬件复位或通过激活外部中断。当硬件复位退出掉电模式时，处理WDT 可象通常的上电复位一样。当由中断退出掉电模式则有所不同，中断低电平状态持续到晶体振荡稳定，当中断电平变为高即响应中断服务。为防止中断误复位，当器件复位，中断引脚持续为低时，WDT并未开始计数，直到中断引脚被拉高为止。这为在掉电模式下的中断执行中断服务程序而设置。为保证WDT在退出掉电模式时极端情况下不溢出，最
好在进入掉电模式前复位WDT。在进入空闲模式前，WDT 打开时，WDT 是否继续计数由SFR 中的AUXR 的WDIDLE 位决定，在IDLE 期间（位WDIDLE=0）默认状态是继续计数。为防止AT89S51从空闲模式中复位，用户应周期性地设置定时器，重新进入空闲模式。当位WDIDLE被置位，在空闲模式中WDT将停止计数，直到从空闲（IDLE）模式中退出重新开始计数。
●Flash闪速存储器的串行编程
将RST接至Vcc，程序代码存储阵列可通过串行ISP 接口进行编程，串行接口包含SCK线、MOSI（输入）和MISO （输出）线。将RST拉高后，在其它操作前必须发出编程使能指令，编程前需将芯片擦除。芯片擦除则将存储代码阵列全写为FFH。外部系统时钟信号需接至XTAL1端或在XTALl 和XTAL2接上晶体振荡器。最高的串行时钟（SCK）不超过l／16晶体时钟，当晶体为33MHz时，最大SCK频率为2MHz。
Flash闪速存储器的串行编程方法：
对AT89S5l的串行编程次序推荐使用以下方法：
1．上电次序：将电源加在Vcc和GND 引脚，RST 置为“H”，如果XTAL和XTAL2 接上晶体或者在XTAL1 接上3－33MHz的时钟频率，等候10ms。
2．将编程使能指令发送到MOSI（Pinl.5），编程时钟接至SCK（Pinl.7），此频率需小于晶体时钟频率的l ／16。
3．代码阵列的编程可选字节模式或页模式。写周期是自身定时的，一般不大于0.5ms（5V电压时）。
4．任意代码单元均可MISO（Pinl.6）和读指令选择相应的地址回读数据进行校验。
5．编程结束应将RST置为“L”以结束操作。
6．断电次序：如果需要的话按这个方法断电，假如没有使用晶体，将XATL置为低，RST置低，关断Vcc。
●数据校验
数据校验也可在串行模式下进行，在这个模式，在一个写周期中，通过输出引脚MISO串行回读一个字节数据的最高位将为最后写入字节的反码。
●AT89S51的最小化应用
单片机要正常运行，必须具备一定的硬件条件，其中最主要的就是三个基本条件：1.电源正常；2.时钟正常；3.复位正常。下面就以我们实验用的51单片机AT89S51为例介绍其硬件连接方法。在AT89S51单片机的40个引脚中：电源引脚2根，晶振引脚2根，控制引脚4根，可编程输入输出引脚32根。下面图1就是AT89S51最小化应用（仅驱动1个发光二极管）的接线方法：
①、工作电源：电源是单片机工作的动力源泉，废话！没有电源当然不能工作啦：），对应的接线方法为：
40脚（VCC）电源引脚，工作时接+5V电源，20脚（GND）为接地线。
②、时钟电路：时钟电路为单片机产生时序脉冲，单片机所有运算与控制过程都是在统一的时序脉冲的驱动下的进行的，时钟电路就好比人的心脏，如果人的心跳停止了，人就。。。同样，如果单片机的时钟电路停止工作（晶振停振），那么单片机也就停止运行了。当采用内部时钟时，连接方法如下图所示，在晶振引脚XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）引脚之间接入一个晶振，两个引脚对地分别再接入一个电容即可产生所需的时钟信号，电容的容量一般在几十皮法，如30PF。
③、复位电路：在复位引脚（9脚）脚持续出现24个振荡器脉冲周期（即2个机器周期）的高电平信号将使单片机复位。如下图所示电容C和电阻R构成了单片机上电自动复位电路，复位后，单片机从0000H单元开始执行程序，并初始化一些专用寄存器为复位状态值，受影响的专用寄存器如下表所示：
④、控制引脚EA接法。EA/VPP（31脚）为内外程序存储器选择控制引脚，当EA为低电位时，单片机从外部程序存储器取指令；当EA接高电平时，单片机从内部程序存储器取指令。。。AT89S51单片机内部有4KB 可反复擦写1000次以上的程序存储器，因此我们把EA接到+5V高电平，让单片机运行内部的程序，我们就可以通过反复烧写来验证我们的程序了。
⑤、接着我们给单片机加一个指示灯。我们在单片机P1.7（8脚）上接一个发光二极管，这样就可以用来做单片机驱动发光二极管的简单实验了，图中发光二极管负极对单片机引脚P1.7之间串接了一个560欧姆的限流电阻，防止发光二极管和单片机的引脚P1.7因为电流过大烧坏，使发光二极管和单片机都工作在安全状态。
至此，我们完成了AT89S51单片机最小化系统的连接，只要把你编写的程序烧写到单片机内部，并接上5V电源就可以正常运行了，单片机剩下的其他可以不接线，就这样空着。
3.MAX7219芯片简介
MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。
MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式，模拟和数字亮度控制，一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据，还有一个让所有LED发光的检测模式。
应用
条线图显示仪表面板工业控制LED矩阵显示●功能特点
10MHz 连续串行口
独立的LED 段控制
数字的译码与非译码选择
150μA 的低功耗关闭模式
亮度的数字和模拟控制
高电压中断显示
共阴极LED 显示驱动
24 脚的DIP 和SO 封装
●管脚描述
●功能图表
●时序图
●串行地址格式
对MAX7219 来说，串行数据在DIN 输入16 位数据包，无论LOAD 端处于何种状态，在时钟的上升沿数据
均移入到内部16 位移位寄存器。对MAX7221 来说，无论数据输入或输出cs 必须为低电平。然后数据在LOAD/ cs 的上升沿被载入数据寄存器或控制寄存器。LOAD/ cs 端在第16 个时钟的上升沿同时或之后，下个时钟上升沿之前变为高电平，否则数据将会丢失。在DIN 端的数据传输到移位寄存器在16.5 个时钟周期之后出现在DOUT 端。在时钟的下降沿数据将被输出。数据位标记为D0-D15（如表 1 表示）。D8-D11 为寄存器地址位。D0-D7 为数据位。D12-D15 为无效位。在传输过程中，首先接收到的是D15 位，是非常重要的一位（MSB）。
●数据寄存器和控制寄存器
表2 列出了14 个可寻址的数据寄存器和控制寄存器。数据寄存器由一个在片上的8×8 的双向SRAM 来实现。它们可以直接寻址所以只要在V+大于2V 的情况下每个数据都可以独立的修改或保存。控制寄存器包括编码模式、显示亮度、扫描限制、关闭模式以及显示检测五个寄存器。
表2：数据寄存器和控制寄存器
●掉电模式
MAX7219 掉电后，扫描震荡器关闭，所有段电流源和地连接，所要数字驱动与V+相连，所以显示熄灭。MAX 7221 除了数字驱动呈现高阻抗以外其他都与MAX7219 一样。在数据和控制寄存器里的数据是不变的。停机模式可以节省电源，当有一个连续的警报使显示器发光时，便能离开掉电模式。为了满足掉电模式最低的工作电流，逻辑输入应该在GND 或V+（CMOS 的逻辑电位）。MAX7219 和MAX7221 可以在小于250μs 的时间内离开掉电模式。在掉电模式下，显示驱动是可以编程的，而且在显示检测的时候不用考虑他是否在掉电模式工作。
●初始状态
在初始状态下，所有的控制寄存器将被重置，显示器熄灭，MAX7219/MAX7221 进入掉电模式。对显示驱动预先编程为以后显示而用。否则它将以最初的设置来扫描每一位数据，不对数据寄存器里的数据进行扫描，显示亮度寄存器设置为最小值。
●译码模式
寄存器用来设置对每个数据进行B 型BCD 译码或者不译码。寄存器中的每一位对应一个数据。逻辑高电平用来选择译码低电平取消译码。表4 举例说明了译码控制寄存器的格式。
当选择译码模式时，译码器只对数据的低四位进行译码（D3-D0），D4-D6 为无效位。D7 位用来设置小数点，不受译码器的控制且为高电平。表五为B 型译码的格式。
当选择不译码时，数据的八位与MAX7219/MAX7221 的各段线上的信号一致。表六列出了每个数字对应的段位码。
亮度控制
MAX7219/MAX7221通过加在V+和ISET之间的一个外部电阻来控制显示亮度。段驱动电流一般是流入ISET 端电流的100倍。这个电阻可以是固定的，也可以是可变电阻，通过前面板来控制以选择合适的亮度。其最小值为9.53K Ω，它设定段电流为40mA。显示亮度也可以通过亮度寄存器来控制。
数字控制显示亮度是通过亮度寄存器的低四位来控制的脉宽调制器来控制。调制器将段电流平均分为16个阶次，最大值为由RSET设置的最大电流的31/32，最小值为电流峰值的1/32（MAX7221为15/16到1/16）。表7列出了亮度寄存器的格式。最小数据熄灭时间设置为时钟周期的1/32.
扫描控制寄存器
扫描控制寄存器用来设定扫描显示器的个数，从1 个到8 个.它们将以800Hz 的扫描速率进行多路扫描显示。如果数据少的话，扫描速率为8*fosc/N，N 是指需要扫描数字的个数。扫描数据的个数影响显示亮度，所以不能将扫描寄存器设置为空扫描。表8 列出了扫描寄存器的格式。
如果扫描寄存器被设置扫描3 个数据或者更少，个别的数据驱动将损耗过多的能量。所以，RSET 的值必须根据显示数据的个数来确定，从而限制个别数据驱动对能里的浪费。表9 列出了不同个数字被扫描时所对应的最大需求段电流。
●显示检测寄存器
显示检测寄存器有正常和显示检测两种工作状态。显示检测状态在不改变所有其他控制和数据寄存器（包括关闭寄存器）的情况下将所有LED 都点亮。在此状态下，8 个数据都会被扫描，工作周期为31/32.表10 列出了显示检测寄存器的格式。
●不工作寄存器
当有多个MAX7219或MAX7221被串接使用时要用到不工作寄存器。把所有的芯片的LOAD/CS端联接在一起，把相邻的芯片的DOUT和DIN连接在一起。DOUT是一个CMOS逻辑电平的输出口，他可以很容易的驱动下一级的DIN口。例如，如果四个MAX7219被连接起来使用，然后向第四个芯片发送必要的16位数据，后面跟三组NO-OP代码（如表2所示，十六进制的0xXX0X）。然后使LOAD/CS端变为高电平，数据则被载入所有芯片。前三个芯片接收到NO-OP 代码，第四个接收到有效数据。
五、参考资料；
1. 何立民编著.《单片机应用系统设计》.北京航空航天大学出版社
2. 李立华编.《MCS-51系列单片机实用接口技术》.北京航空航天大学出版社
3. 周航慈著.《单片机应用程序设计技术》.北京航空航天大学出版社
4. 朱麟章、蒙建波主编.《检测理论及其应用》.机械工业出版社
数字电子技术课程设计之交通灯控制系统
数字电子技术课程设计之交通灯控制系统 专业班级：物联网112 指导教师：陈际 组成员：王海超、殷修修、张天一
一、内容摘要 二、设计内容与要求 三、方案分析 四、原理图设计 4、1信号灯控制器电路 4、2信号灯译码器电路 4、3计时器系统 4、4显示译码器 4、5 LED七段数码管 4、6 555振荡器组成的秒脉冲电路 五、整体电路图以及工作原理 六、参考文献 一、内容摘要 电路通过两个D触发器组成的四进制级数器和由与非门组成的译码器来控制主干道和支干道红、绿、黄灯的状态变化，从而达到疏
通车辆安全顺利通过十字路口，有555计时和电容电阻组成的秒脉冲发生器，计时器由两个74LS190计数器构成，分别用于计时的十位和个位，显示译码器把74LS190输出的BCD码译成七位二进制代码通过七段数码管显示出相应的十进制数。 二、设计内容与要求 为了确保在十字路口车辆安全顺利的通过，在交叉路口设置红、绿、黄三种信号灯，红灯亮时禁止通行，绿灯亮时允许通行，黄灯亮时给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。 任务和要求： 1、在主干道和支干道之间交替放行，主干道每次放行50秒，支干道每次放行40秒。 2、每次绿灯亮变红时，黄灯先亮4秒，而原红灯不变。 3、用十进制数显示放行与等待时间。 三、方案分析 方案一、用数电电子技术来实现交通灯的控制 1、交通灯控制系统原理框图如图1-1所示 主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成，秒脉冲发生器是系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路驱动信号灯工作，控制器是系统的主要成分，由它控制定时器和译码器工作。
基于AT89c51单片机实现的交通灯
江西科技师范大学 通信与电子学院《单片机应用技术》实训报告实训题目：模拟交通灯 小组成员：龚石冲罗仁敏曾建伟 班级：12电子科学与技术 指导老师：熊朝松
一、实训选题内容、要求 交通模拟灯 要求： 1、南北方向为主干道，东西方向为支路；主干路绿灯时间为45秒，红灯时间为35秒； 支路绿灯时间30秒，红灯时间为50秒，两个方向的黄灯时间都为4秒； 2、使用定时器实现时间的倒计时；用显示部件显示主干道路的倒计时变化； 3、设计三个外部按钮，分别用以手动控制紧急情况下两个方向同时禁通过；南北方向 长时间通过（不显示时间倒计时变化）；东西方向长时间通过；释放按钮后则正常 通行。 二、实训计划和人员安排 经小组人员商定，分工完成任务，在课余时间完成。 若其中遇到什么问题，大家聚在一起讨论解决。具体分工如下： 1、程序编写：龚石冲 2、实体焊接：龚石冲 3、实训报告：罗仁敏 4、视频及PPT：曾建伟 三、实训选题分析 交通灯由东西南北四向灯，倒计时显示，人行横道通行指示标志等部分组成。其中东西南北四向灯中的每一向都由红、黄、绿三色灯组成；东西为一组，南北为一组。黄灯在红绿灯之间转换时亮。倒计时显示表示红、黄、绿灯亮时所剩时间。由于人行横道通行指示标志与红灯是同步的，所以在模拟交通灯时省略。交通会遇到一些突发情况。因此交通信号灯要设定一些特定功能，以防不时之需。
整个电路由单片机完成，控制部分由软件完成，硬件只负责响应。 四、方案设计 方案一：主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，由定时器1间接控制通行倒计时及南北和东西的通行。由按键开关完成禁止通行，东西 通行，南北通行。
基于-51单片机的交通灯设计
师大学 电气工程及自动化
实习报告
姓 名： 班 级： 学 号： 实习科目：单片机实训 指导教师： 实习时间：
智能交通信号灯
摘要
本设计是在熟练掌握单片机及其仿真系统使用方法基础上，综合应用单片机原理、微 机原理等课程方面的知识，设计一个采用 STC89C52 单片机控制的交通灯控制电路。该设计 结合实际情况给出了一种简单低成本城市交通灯控制系统的硬件及软件设计方案、各个路 口交通灯的状态循环显示，并对程序流程图进行详细讲解分析。交通在人们的日常生活中 占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。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。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，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。根据给出的要求设计交通灯东西、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亮的时间为东西、南北两干道的公共停车时 间。
关键词：电子线路、STC89C52、交通灯
目录
第一章 引言.................................................................. 1 1.概述 ...................................................................... 1 2.设计目的 .................................................................. 4 3.设计要求 .................................................................. 4 4.实验原理 .................................................................. 4 第二章 芯片与元件............................................................ 5 1.MCU ....................................................................... 5 2.74HC573.................................................................... 6 3.led 数码管 ................................................................. 6 第三章 外围电路.............................................................. 6 1.单片机最小系统............................................................. 6 2.数码管显示电路............................................................. 7 3.12 位流水灯 ................................................................ 8 第四章 整体设计.............................................................. 8 1.交通控制系统总体设计....................................................... 8 2.单片机交通控制系统的基本构成及原理......................................... 8 3.系统软件程序的设计......................................................... 9 第五章 总结................................................................. 10 参考文献.................................................................... 11 附录 A 智能交通灯电路原理图 ................................................. 12 附录 B 智能交通灯汇编源程序 ................................................. 13
设计题目 交通灯控制器设计
广西科技大学 单片机技术课程设计报告 课程：单片机技术 题目： 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间： 成绩评定 设计报告得分S1：(百分制) 平时考勤得分S2：(百分制) 问题回答得分S3：(百分制) 总成绩：(S1×0.6+S2×0.2+ S3×0.2) 指导教师签字年月日
摘要 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C52单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。 关键词：交通灯单片机数码管
目录 1.概述 (1) 2系统总体方案及硬件设计 (2) 2.1设计内容 (2) 2.2 设计要求 (2) 2.3 总体设计思想 (2) 2.4 设计参考 (2) 2.5 知识点准备 (2) 3各模块设计 (3) 3.1设计项目简介 (3) 3.2总体设计 (3) 3.3硬件设计 (3) 3.4软件设计 (9) 4软件仿真 (12) 5课程设计体会 (13) 参考文献 (14) 附录一程序清单 (15) 附录二系统原理图 (21)
微机原理课程设计——交通灯控制系统
南通大学电子信息学院 微机原理课程设计 报告书 课题名交通灯控制系统 班级 _______ 学号 __________ 姓名 ____ 指导教师 ______ 日期 _________
目录 1 设计目的 (1) 2 设计内容 (1) 3 设计要求 (1) 4 设计原理与硬件电路 (2) 5 程序流程图 (4) 6 程序代码 (4) 7 程序及硬件系统调试情况 (8) 8 设计总结与体会 (9) 9 参考文献 (9)
1 设计目的 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。交通灯能保证行人过马路的安全,控制交通状况等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。 交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。红灯停，绿灯行的交通规则。广泛用于十字路口,车站, 码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品,由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化,远远超过老式交通灯, 交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了交通灯的功能。诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，所有这些，都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节，比如对闯红灯的车辆进行拍照。当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。 要将交通灯系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。因此，研究交通灯及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2 设计内容 交通灯控制系统 利用8253定时器、8255等接口，设计一电路，模拟十字路口交通灯控制。要求能实现自动控制和手动应急控制。 3 设计要求 在Proteus环境下，结合课程设计题目，设计硬件原理图，搭建硬件电路 软件设计
基于单片机的交通灯
毕业设计说明书 基于单片机的交通灯 控制系统设计 专业 电气工程及其自动化 学生姓名 郭 恒 燕 班级 BD 电气042 学 号 0420610228 指导教师 张 兰 红 完成日期 2008年6月10日
基于单片机的交通灯控制系统设计 摘要:对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。系统功能为：以MCS-51系列单片机作为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。 在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。 在实验板上制作了基于单片机的交通灯控制系统样机，对硬件和软件部分分别进行了调试，再进行了软硬件联调，得到的交通灯控制系统样机实物，可圆满地完成毕业设计任务书所要求的功能。 关键词: 交通灯；单片机；AT89S52
基于单片机的交通灯控制系统设计 1 概述 1.1 课题研究背景与意义 随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。 我国是一个历史悠久、人口众多的国家，城市数量随着社会的发展不断增多。随着城市化进程的大大加快，诱发的交通需求急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯控制系统。交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果，使城市交通得以有效管理。 交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制，只要采用一块单片机，加上简单的接口与驱动放大电路，即可实现，具有成本低，可靠性高的特点。 1.2 课题设计内容 本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。以MCS-51系列单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。 设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的实物。 2 系统设计 2.1 设计方案论证 根据设计内容要求，提出了如下三种方案： 方案一：采用AT89S52单片机作为控制核心，采用四组高亮红绿双色二极管作
51单片机交通灯设计报告
课程设计说明书 课程名称：《单片机技术》 设计题目：交通灯设计 学院：电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2017年4 月20日
课程设计任务书
交通灯设计 摘要： 近年来随着科技的发展，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，仅单片机方面的知识是不够的，还应该根据具体硬件结构软硬结合，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51系列单片机ATMEL89C51为核心控制器件来设计交通信号灯控制器，实现亮绿灯通行，亮黄灯闪烁并发声警示，亮红灯禁止通行的功能，并显示通行或禁止通行倒计时，紧急按键信号灯加时和紧急按键南北、东西红绿灯跳变。本系统使用性强，操作简单，容易实现，扩展功能强，可自行修改程序扩展自己想要实现的功能。 关键词：交通灯，单片机，复位电路
目录 1. 设计背景 (1) 1.1设计原因 (1) 1.2个人意义 (1) 2.设计方案 (1) 2.1总体方案提出 (1) 2.2稳压电源方案设计与分析 (1) 2.3复位电路方案设计与分析 (2) 3. 方案实施 (2) 3.1总体设计框图 (2) 3.2硬件设计 (3) 3.3软件设计 (6) 3.4电路仿真 (10) 3.5制板子与安装过程 (11) 3.6软硬件调试 (11) 4. 结果与结论 (12) 5 收获与致谢 (12) 6. 参考文献 (12) 7. 附件 (13) 7.1硬件电路图 (13)
交通灯控制器的设计
交通灯控制器的设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
电子设计自动化实训说明书 题目：交通灯控制器的设计 系部：信息与控制工程学院 专业：电子信息工程 班级： 06级1班 学生姓名: 朱清美学号: 015 指导教师:张建军 2009年12月21日 目录 1摘要............................................................... 2设计任务与要求..................................................... 3设计原理及框图..................................................... 4单元电路设计及仿真调试............................................. 状态控制器的设计................................................ 状态译码器设计及仿真调试........................................ 定时系统设计及仿真调试.......................................... 秒脉冲发生器设计................................................ 5个人总结 (14) 6参考文献........................................................... 1摘要： 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。关键词：交通控制交通灯时间发生器定时器1 引言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道
数字系统课程设计-交通灯控制器实验报告
交通灯控制器 ——数字系统设计报告 姓名： 学号：
一．实验目的 1.基本掌握自顶向下的电子系统设计方法 2.学会使用PLD和硬件描述语言设计数字电路,掌握 Quartus II等开发工具的使用方法 3.培养学生自主学习、正确分析和解决问题的能力 二．设计要求 我所选择的课题是用Verilog HDL实现交通灯控制器。该课题的具体内容及要求如下： 主干道与乡村公路十字交叉路口在现代化的农村星罗棋布，为确保车辆安全、迅速地通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯禁止通行；绿灯允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间行驶到禁行线之外。主干道和乡村公路都安装了传感器，检测车辆通行情况，用于主干道的优先权控制。 （1）当乡村公路无车时，始终保持乡村公路红灯亮，主干道绿灯亮。 （2）当乡村公路有车时，而主干道通车时间已经超过它的最短通车时间时，禁止主干道通行，让乡村公路通行。主干道最短通车时间为25s 。 （3）当乡村公路和主干道都有车时，按主干道通车25s，乡村公路通车16s交替进行。 （4）不论主干道情况如何，乡村公路通车最长时间为16s。 （5）在每次由绿灯亮变成红灯亮的转换过程中间，要亮5s时
间的黄灯作为过渡。 （6）用开关代替传感器作为检测车辆是否到来的信号。用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作交通灯。 （7）要求显示时间，倒计时。 （C表示乡村道路是否有车到来，1表示有，0表示无；SET用来控制系统的开始及停止；RST是复位信号，高电平有效，当RST=1时，恢复到初始设置；CLK是外加时钟信号；MR、MY、MG分别表示主干道的红灯、黄灯和绿灯；CR、CY、CG分别表示乡村道路的红灯、黄灯和绿灯，1表示亮，0表示灭） 系统流程图如下：（MGCR:主干道绿灯，乡村道路红灯；MYCR:主干道黄灯，乡村道路红灯；MRCG:主干道红灯，乡村道路绿灯；MRCY:主干道红灯，乡村道路黄灯；T0=1表示主干道最短通车时间到，T1=1表示5秒黄灯时间到，T2=1表示乡村道路最长通车时间到。）
(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点
(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点的全部内容。
华北水利水电学院 基于C51单片机 交通灯课程设计实验报告 姓名：田坤 班级：125 专业：电子信息科学与技术 指导老师：辛艳辉刘明堂 2013年1月16日 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。 图1 红绿灯状态转换图 表1 十字路口指示灯燃 亮方 S1 S4 S3 S2
51单片机交通灯课程设计
第一章单片机概述 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术，其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活，为许多大公司所采纳，使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机，使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强，在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点，在各个领域都有广泛的应用，有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，
产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 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及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·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。 ·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。 ·程序存储器(ROM)： 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。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)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。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
基于FPGA下的交通灯控制器设计
引言 随着城乡的经济发展，车辆的数量在迅速的增加，交通阻塞的问题已经严重影响了人们的出行。 现在的社会是一个数字化程度相当高的社会，很多的系统设计师都愿意把自己的设计设计成集成电路芯片，芯片可以在实际中方便使用。随着EDA技术的发展，嵌入式通用及标准FPGA器件的呼之欲出，片上系统(SOC)已经近在咫尺。FPGA/CPLD 以其不可替代的地位及伴随而来的极具知识经济特征的IP芯片产业的崛起，正越来越受到业内人士的密切关注。FPGA就是在这样的背景下诞生的，它在数字电路中的地位也越来越高，这样迅速的发展源于它的众多特点。交通等是保障交通道路畅通和安全的重要工具，而控制器是交通灯控制的主要部分，它可以通过很多种方式来实现。在这许许多多的方法之中，使用FPGA和VHDL语言设计的交通灯控制器，比起其他的方法显得更加灵活、易于改动，并且它的设计周期性更加短。 城市中的交通事故频繁发生，威胁着人们的生命健康和工作生活，交通阻塞问题在延迟出行时间的同时，还会造成更多的空气污染和噪声污染。在这种情况下，根据每个道路的实际情况来设置交通灯，使道路更加通畅，这对构建和谐畅通的城市交通有着十分重要的意义。
第一章软件介绍 1.1 QuartusⅡ介绍 本次毕业设计是基于FPGA下的设计，FPGA是现场可编程门阵列，FPGA开发工具种类很多、智能化高、功能非常的强大。可编程QuartusⅡ是一个为逻辑器件编程提供编程环境的软件，它能够支持VHDL、Verilog HDL语言的设计。在该软件环境下，设计者可以实现程序的编写、编译、仿真、图形设计、图形的仿真等许许多多的功能。在做交通灯控制器设计时选择的编程语言是VHDL语言。 在这里简单的介绍一下QuartusⅡ的基本部分。图1-1-1是一幅启动界面的图片。在设计前需要对软件进行初步的了解，在图中已经明显的标出了每一部分的名称。 图 1-1-1 启动界面 开始设计前我们需要新建一个工程，首先要在启动界面上的菜单栏中找到File，单击它选择它下拉菜单中的“New Project Wizard”时会出现图1-1-2所显示的对话框，把项目名称按照需要填好后单击Next，便会进入图 1-1-3 显示的界面。
基于EDA十字路口交通灯控制器设计
十字路口交通灯控制器设计 一、实验目的 1、进一步加强经典状态机的设计 2、学会设计模可变倒计时计数器 二、实验要求 一条主干道，一条乡间公路。组成十字路口，要求优先保证主干道通行。有MR（主红）、MY（主黄）、MG（主绿）、CR(乡红)、CY（乡黄）、CG（乡绿）六盏交通灯需要控制；交通灯由绿→红有4秒黄灯亮的间隔时间，由红→绿没有间隔时间；系统有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四个状态； 乡间公路右侧各埋有一个传感器，当有车辆通过乡间公路时，发出请求信号S=1，其余时间S=0； 平时系统停留在MGCR（主干道通行）状态，一旦S信号有效，经MYCR（黄灯状态）转入MRCG（乡间公路通行）状态，但要保证MGCR的状态不得短于一分钟；一旦S信号无效，系统脱离MRCG状态。随即经MRCY（黄灯状态）进入MGCR 状态，即使S信号一直有效，MRCG状态也不得长于20秒钟。 三、实验思路 1、设计一个状态寄存器，控制六盏灯的亮与灭 2、设计一个计时器，控制各状态的持续时间，计时器应满足以下要求： 1）当S=1，且计数器已完成60计数时，计数器进入模4计数，随后进入模20计数，再进入模4计数，再回到模60计数 2）当计数器进行摸20计数时，一旦S变为0，计数器立马进入模4计数，再进入模60计数 3）完成模20计数后，不论S为0或1，计数器进入模4计数，再进入模60 计数 4）若计数器未完成模60计数，不论S如何变话，计数器将继续进行模60 计数 3、使用文本设计底层文件，并生成相应元器件，再使用原理图设计顶层文件 四、实验步骤 1、建立工作库文件夹和编辑设计文件 1）建立一个文件夹保存工程文件； 2）打开QuartusII，建立新的VHDL文件，再打开的页面下输入以下程序 控制6盏灯的模块代码： LIBRARY IEEE;
交通灯控制器课程设计说明书
交通灯控制器课程设计说明书课程设计说明书 学生姓名：____________ 学号：________________ 学院：_______________________________________ 专业：_______________________________________ 题目：_____________ 交通灯控制器_____________ 指导教师：职称：
2010年1月15日 目录 1、实验任务 (3) 2、实验目的 (3) 3、设计方案 (3) 4、参考电路设计 (4) 5、实验仪器设备 (9) 6、实验心 得 (10)
一.实验任务 设计一个交通灯控制器，具体要求如下： 1、以红，黄，绿三种颜色的发光管作为交通灯。绿灯亮表示可以通行, 红灯 亮表示禁止通行.黄灯亮表示未通过的车辆禁止通行. 2、每次放行时间为30秒，红转绿或绿转红时，需黄灯亮5秒作为过度。 二.实验目的 1、掌握电子电路的一般设计方法和设计流程。 2、学习使用PROTEL软件绘制电路原理图和印刷版图。］ 3、掌握应用EWB对设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确 性。 三.设计方案 交通灯控制器参考方案 图1 图1为交通灯控制器的一个参考设计方案。在这一方案中，系统主要由控制器.定时器?脉冲信号发生器.译码器?信号灯组成。 TL.TY为定时器的输出信号，ST为控制器的输出信号。 当车道绿灯亮时，定时器开始记时，当记时到30秒时，TL输出为1,否则，TL=0； 当车道黄灯亮后，定时器开始记时，当记时到5秒时，TY输出为1,否则，TY=0；
ST 为状态转换信号，当定时器数到规定的时间后，由控制器发出状态转 换信号，定时器开始下一个工作状态的定时计数。 控制状态为: 表1 ?状态转换 表 图2画出了控制器的状态转换图，图中TY 和TL 为控制器的输入信号, ST 为控制器的输出信号。 00 .01 . 11. 交通信 号灯 有四个状态, 用SO. 来表 SI. S2 ? S3 示，并且分别 分配 编码状态为
基于51单片机的智能交通灯课程设计
目录 摘要 (1) 1 系统硬件设计 (2) 1.1 80C51单片机引脚图及引脚功能介绍 (2) 1.2 74LS245引脚图及功能 (4) 1.3 八段LED数码管 (5) 1.4 硬件系统总控制电路 (6) 1.5各模块控制电路 (8) 1.5.1 交通灯控制电路 (8) 1.5.2 倒计时显示电路 (9) 1.5.3 紧急通行电路 (12) 1.5.4 声音警示装置 (13) 2 系统程序设计 (14) 2.1 主程序流程图 (14) 2.2 显示子程序流程图 (15) 3 心得体会 (16) 参考文献 (17) 附录源程序 (18)
摘要 近年来随着科技的飞速发展，一个以微电子技术、计算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃发展。计算机技术作为三者之一，怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用。单片机作为计算机技术的一个分支，正在不断的应用到实际生活中，同时带动传统控制检测的更新。在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件使用，针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现交通的井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统，来实现交通的井然有序。交通信号灯控制方式很多。本系统采用美国ATMEL公司生产的单片机AT80S51，以及其它芯片来设计交通灯控制。实现了通过AT89S51芯片的P1口设置红、绿灯点亮的功能，输出设置显示时间。交通灯的点亮采用发光二极管实现，时间的显示采用七段数码管实现。单片机系统采用的直流供电。 关键词：AT89S51单片机；智能交通灯控制系统；
51单片机实现交通灯的设计
51单片机实现交通灯的设计 1.器材： 51单片机开发板一块； LED灯 2.功能： 东西向绿灯亮若干秒，黄 灯闪烁5 次后红灯亮，红灯亮后，南 北向由红灯变为绿灯，若干秒后南北 向黄灯闪烁5 此后变红灯，东西向变 绿灯，如此重复。 3. 程序： #include
交通灯信号控制器仿真设计
交通灯信号控制器仿真设计 一、设计目的 1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用Multisim软 件仿真。 4、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题、解决问题以及团队协作能力。巩固所学知识，加强综合能力，提高实验技能，启发创新能力的效果 5、培养学生创新能力和创新思维。让学生通过动手动脑解决实际问题，巩固课程中所学的理论知识和实验技能。 二、设计要求 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45s。时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。 5、假定+5V电源给定。 三、总体概要设计 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都为45s，每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。该交通灯控制系统的总体设计方案如下图所示所示。90进制加法计数器作为该系统的主控制电路，控制东西方向和南北方向交通的及LED显示，秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲，通过加法计数器对秒脉冲加计数，当到达固定时刻，控制LED显示的减法计数器进行数制转换，交通灯做出相应的变化。 交通灯控制系统的总体设计方案 电
电路流程图 四、局部细节设计 一、秒脉冲电路部分
二、主控电路（89进制加法计数器）部分 三、东西方向减法计数器及LED显示部分
单片机课程设计_基于单片机的交通灯控制系统设计说明
目录 1．硬件设计方案............................................... - 3 -1.1总方案设计 (3) 1.2中央处理单元 (4) 1.3红、绿、黄灯显示部分 (4) 1.4时间显示部分 (4) 1.5按键部分 (5) 2．主要电路原理分析和说明 ..................................... - 6 -2.1红、绿、黄灯显示电路.. (6) 2.2时间显示电路 (6) 2.3按键电路 (8) 2.4时钟及复位电路， (9) 其电路原理图如图2.4所示 (9) 2.5完整电路原理图 (9) 2.6单片机相应管脚及功能说明 (12) 3.软件设计流程及描述......................................... - 14 - 3.1程序流程图 (14) 4.调试....................................................... - 16 -（1）硬件调试 (16) （2）软件调试 (16)
5.结束语..................................................... - 17 - 6.参考文献................................................... - 17 - 7.附录....................................................... - 19 - 1.源程序代码 (19) 2.实物图 (22)
基于51单片机的交通灯(红绿灯)设计论文报告
通过单片机仿真交通灯
第一章概述 1.设计内容： 用AT89S52单片机控制一个交通信号灯系统，晶振采用12MHZ。 设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道。设计要求如下：用发光二极管模拟交通信号灯，用按键开关模拟车辆检测信号。正常情况下，A、B两车道轮流放行，A车道放行50s，其中5s用于警告；B车道放行30s，其中5s 用于警告。交通繁忙时，交通信号灯控制系统应有手控开关，可人为地改变信号灯的状态，以缓解交通拥挤状况。在B 车道放行期间，若A车道有车而B车道无车，按下开关K1 使 A车道放行15s；在 A车道放行期间，若B车道有车而A车道无车，按下开关K1 使B 车道放行15s。有紧急车辆通过时，按下K2开关使 A、B车道均为红灯，禁行20s。 2.设计目的： 1）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。 2）掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 3）通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。 4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。 3.设计原理： 利用“自动控制”控制交通灯的方法。将事先编制好的程序输入单片机，利用单片机的定时、查询、中断功能；能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急实况。同样具有红、黄、绿灯的显示功能，为驾驶员、路人“照明”。 使用AT89C51单片机控制 4个方向的交通灯（红﹑黄﹑绿）并用数码管显示其时间。