单片机十字路口交通灯课程设计

目录
1 课题描述 (1)
2 基本器件简介 (2)
2.1 单片机89C51 (2)
2.2 或门74LS32引脚功能 (3)
3设计过程 (4)
3.1 复位电路 (4)
3.2 晶振电路 (5)
3.3 车辆检测电路 (6)
4程序设计 (7)
4.1程序流程图 (7)
4.2主程序设计 (8)
总结 (11)
参考文献 (12)
1课程描述
本系统采用MSC-51系列单片机89C51为中心器件来设计交通灯控制器，本系统实用性强,。

用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。

2 基本器件介绍
2.1 89C51芯片
89C51引脚图及引脚功能简介
图1 89C51单片机引脚图
VCC：供电电压
GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1
口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH
编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于
内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时， ALE 只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

2.2 或门74LS32
74LS32引脚图如图2所示。

74LS32是四－2输入或门，正逻辑Y=A＋B。

7脚接地，14接电源。

图2 74LS32或门引脚图
3电路设计原理及过程
设计电路图如图4所示。

从图4可以看出，由单片机组成的路灯控制电路，有主控系统89C51、红绿灯指示电路、车辆检测电路、上电复位电路、晶振电路、外部中断系统组成。

3.1上电复位电路
上电复位电路如图3所示。

图3 上电复位电路
图4 设计电路原理图
复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在振荡电路工作以后，在S1端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。

使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。

本设计采用的是外部手动按键复位电路。

其中，R3选用470Ώ，R4选用8.2K,C3选用4.7uF。

3.2 晶振电路
晶振电路如图5所示。

3
C1
3
图5 晶振电路
XT1和XT2分别是片内振荡电路的输入端和输出端。

现采用片内时钟振荡方式，需在18和19脚外接石英晶体（频率为1.2~12MHz）和振荡电容，振荡电容的值一般取10~30pF，典型值为30Pf[2]。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。

4 程序设计
4.1程序流程图
程序流程图如图7所示。

图7 程序流程图
4.2 程序清单
SY EQU P1.0
SG EQU P1.1
SR EQU P1.2
EY EQU P1.3
EG EQU P1.4
ER EQU P1.5
EAST EQU P1.6
NORTH EQU P1.7
SK EQU P3.2
ORG 0000H
LJMP START
ORG #0003H
LJMP INT0
START:MOV TCON,#00H MOV IE,#81H SETB SY
SETB SG
SETB SR
SETB EY
SETB EG
SETB ER
L1:JB P1.6,L2
JB P1.7,L3
L2:JNB P1.7,L4
L4:CLR EG
SETB ER
SETB EY
LCALL DELAY2MIN CLR EY
LCALL DELAY2MS CLR ER
SETB EY
SETB EG
LJMP L1
L3:JNB P1.6,L5
L5: CLR EG
SETB ER
SETB EY
LCALL DELAY1.5MIN CLR EY
LCALL DELAY2MS
CLR ER
SETB EY
SETB EG
LJMP L1
DELAY2MIN:MOV R0,#2400 DELAY:MOV R1,#200
DLY1: MOV R2,#123
DLY2: DJNZ R2,DLY2
NOP
DJNZ R1,DLY1
DJNZ R0,DELAY
RET
DELAY1.5:MOV R0,#1800 DELAY:MOV R1,#200
DLY1: MOV R2,#123
DLY2: DJNZ R2,DLY2
NOP
DJNZ R1,DLY1
DJNZ R0,DELAY1.5 RET
DELAY2MS:MOV R0,#40
DELAY:MOV R1,#200
DLY1: MOV R2,#123
DLY2: DJNZ R2,DLY2
NOP
DJNZ R1,DLY1
DJNZ R0,DELAY2MS
RET
总结
通过单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。

创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。

使之不断地战胜别人，超越前人。

同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。

设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。

这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要
放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。

于是，我坚持了下来。

当然最终，这个设计很成功，主要体现在，这一整个系统，几乎没有参考任何书，程序由自己独立完成，与用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。

在设计一个系统，除了达到所要求的性能指标以外，成本也是很重要的一个指标。

成本的高低也决定了产品的适用性。

参考文献
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[2] 楼然苗等．51系列单片机设计实例[M]．北京：北京航空航天出版社，
2003.3．
[3] 何立民. 单片机高级教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2001.
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2001.3.
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2001.
[7]于凤明．单片机原理及接口技术[M]．北京：中国轻工业出版社.1998.
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[10] 徐惠民、安德宁.单片微型计算机原理接口与应用[M].第1版.北京：
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[11] 何立民.从Cygnal 80C51F看8位单片机发展之路[M].单片机与嵌入式
系统应用，2002年，第5期：P5~8.。