基于51单片机的智能交通灯课程设计
基于-51单片机的交通灯设计
4.1 基本原理
主体电路：交通灯自动控制模块。这部分电路主要由80C51单片机的I/O端口、定时计数器等组成。
本设计先是从普通三色灯的指示开始进行设计，用P1口作为输出。程序的初始化是东西南北方向的红灯全亮。然后南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，60秒后东西方向黄灯闪亮5秒后南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。重复执行。倒计时用到定时器T0，用P2口作为LED的显示。二位一体的LED重复执行60秒的倒计时。作为突发事件的处理，本设计主要用到外部中断EX0。用一模拟开关作为中断信号。实际中可以接其它可以产生中断信号的信号源。
1．单片机最小系统
图3.1 51单片机最小系统版
2. 数码管显示电路：由8位共阴LED数码管即驱动芯片74HC573组成，单片机控制两片锁存器是使能端，通过不停打开关闭使能端达到单片机一个8位I/O口控制8位数码管显示的效果。数码管显示电路如图3.2所示。
图3.2数码管显示电路
3．12位LED灯：由12个LED小灯排列起来，加上限流电阻就组成了12位交通灯。12位流水灯的阴极接在单片机的I/O端口，以灌电流输进单片机从而驱动LED。交通LED灯的原理图如图3.3所示。
师大学
电气工程及自动化
实习报告
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班 级：
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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。
基于51单片机的智能交通灯课程设计报告书
基于51单⽚机的智能交通灯课程设计报告书简易智能交通灯设计1、设计背景⾃从1886两个德国⼈发明了第⼀辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被⼈们所重视。
从英国伦敦街头的第⼀个以燃煤⽓为光源的红，蓝两⾊的机械扳⼿式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三⾊交通灯，不知不觉中交通信号灯在⼈们⽇常⽣活中占据了重要地位。
随着⼈们社会活动⽇益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路⽇渐拥挤，交通灯更加显⽰出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提⾼道路导通能⼒，减少交通事故有显著的效果。
近年来，随着科技的飞速发展，电⼦器件也随之⼴泛应⽤，其中单⽚机也不断深⼊⼈民的⽣活当中。
本次课程设计以模拟交通灯系统利⽤单⽚机AT89C51作为核⼼元件，实现了通过信号灯对路⾯状况的智能控制。
在⼀定程度上解决了交通路⼝堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。
在该次的设计系统具有结构简单、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。
本模拟系统由单⽚机软件系统，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，较好的模拟了对交通路⾯的控制。
1.1 设计思路（1）分析⽬前交通路⼝的基本控制技术以及各种通⾏⽅案，并以此为基础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，包括，⼗字路⼝具体的通⾏禁⾏⽅案设计以及系统应拥有的各项功能，在这⾥，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显⽰提⽰，并基于实际情况，⼜增加了紧急状况处理和通⾏时间可调这两项特特殊功能。
（3）进⾏倒计时显⽰电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，⼤体分配各个器件及模块的基本功能要求。
（4）进⾏软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中⽤单⽚机c语⾔编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。
在本次课程设计中通过对单⽚机内部结构和⼯作情况做了⼀定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。
基于51单片机的智能交通灯系统设计
1. 设计思路............................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.1电源提供方案 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2显示界面方案 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
2.3输入方案： ................................................................................................... 错误!未定义书签。
3 单片机交通控制系统总体设计 ........................................................................... 错误!未定义书签。
3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.2单片机交通控制系统的功能要求................................................................ 错误!未定义书签。
3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 .................................................... 错误!未定义书签。
课程设计---基于51单片机的交通灯设计
单片机原理及系统课程设计专业：电气工程及其动化班级：电气1003姓名：赵斌学号：201009202指导教师：闵永智兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年 3 月 15 日基于51单片机的交通灯设计摘要随着人们社会活动的日益频繁，交通在人们的日常生活中的地位越来越高，而传统的交通灯存在很多缺陷，功能和维护上都不能满足城市交通道路高速发展的要求，因此对交通灯的研究是很有理论与实践的必要性的。
本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的交通灯信号控制系统，详细描述了利用AT89C51单片机实现的硬件连接、软件编程以及系统流程进行了详尽分析，对关键部分的电路也进行了介绍。
该系统利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路等电路，可以方便地实现十字路口交通灯控制器的设计。
仿真结果表明，该系统除了可以显示交通灯各种状态，完成倒计时功能，还可以实时采集车流量相关数据，进行计算与智能化控制，与传统交通灯相比更具有实用性强、操作简单、扩展性强等优点，对于疏导交通流量、提高道路通行能力有明显效果。
关键字：AT89C51 控制系统；实时采集；智能化控制AbstractAs people's social activities have become increasingly frequent, the position of traffic is higher and higher in people's daily life, while the traditional traffic light has many defects, its maintenance can not meet the rapid development of city traffic demand, so the research of the traffic lights is necessary on a rational theory and practice.This paper introduces a traffic signal control system based on AT89C51 microcontroller which detailedly described the use of AT89C51's hardware connection, software programming and system flow, the circuit of key parts were also introduced in this paper. The system uses a delay circuit, SCM button reset circuit and clock circuit designed the crossroads traffic light controller easily.The simulation results show that, except that the system can show the various states of the traffic lights, complete the countdown function, it also can collect traffic data, calculation and intelligent control. Compared with traditional traffic light it has more strong practicability, more simple operation, expansion and stronger advantages, it has obvious effect to ease traffic flow, to improve the traffic capacity of the road.Keywords: AT89C51 control system real-time intelligent control1引言随着生活水平的逐渐提高，汽车进入家庭的步伐也加快了，城市汽车数量的增多，使得城市道路交通问题越来越重要。
51单片机交通灯课程设计
51单片机交通灯课程设计一设计方案系统完成内容如下：正常情况下，A、B道（A、B道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道）轮流放行，A道放行60秒（两个数码管从60秒开始倒数，其中5秒用于警告），B道放行30秒（两个数码管从30秒开始倒数，其中5秒用于警告）。
3）、一道有车而另一道无车（用按键开关S1、S2模拟）时，使有车车道放行。
4）、有紧急车辆通过（用按键开关S0模拟）时，A、B道均为红灯（两次按下S0后，回复正常状态）。
要求：3）、编写系统的程序，完成系统的分、秒的计时功能2．具体编程过程：根据要求我首先想到显示界面:采用数码管和LED灯相结合的方法，因为实际既要求倒计时施主输出，又要求又状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实状况，用2个数码管与12个LED分别显示时间和提示信息。
这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。
考虑到数码显示我采用了动态显示的方法，这是原理图里只有一个数码显示管亮的原因。
按键方面我用了三个，一个用于A 道无车，一个用于B道无车，一个用于特殊情况，都红的情况。
主控制方案采用*****单片机作为控制器，控制整个反感实行通行倒计时及A道、B道、一道有车和特殊情况都为无车情况、通过变成方案设计占用单片机的端口尽量最少，硬件也做到能少最好的地步。
二设计原理分析1、首先了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口如上图所以，为东南西北走向。
初始状态0：为东西绿灯亮，南北红灯亮；然后转状态1：东西绿灯亮黄灯亮，南北红灯亮黄灯亮；过后转状态2：东西红灯亮，南北绿灯亮；再转状态3：东西红灯亮黄灯亮，南北绿灯亮黄灯亮。
一段时间后，又循环至状态0。
中间可通过中断按钮产生中断，跳入中断程序执行中断。
信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
3、通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。
基于51单片机的模拟交通灯课程设计报告
模拟交通灯控制系统的设计一、功能要求利用红、绿、黄三种不同颜色的LED显示不同的通行情况，利用2个数码管进行1秒倒计时显示，最大定时时间为90秒；要求LED点亮时间和倒计时时间准确；完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。
模拟实际交通灯控制系统功能，完成控制软件的编写与调试。
二、方案论证采用标准AT89C51单片机作为控制器；东、西、南、北各方向通行倒计时显示采用2位LED数码管，LED显示采用直接驱动方式；模拟交通信号灯采用直径为ψ5mm的圆形发光二极管；紧急车辆通行采用实时中断完成；通过蜂鸣器实现盲人提示功能。
按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求，该系统设计方便，电路简单。
三、系统硬件电路的设计整套电路系统由控制系统模块、通行灯控制显示模块、时间显示模块、特种车辆通行控制模块和盲人提示电路模块等组成。
1、主控制系统主控制器采用AT89C51单片机的P1.0~P1.5脚用于控制东西及南北方向的通行灯，P1.6脚用于控制盲人提示电路；P0口及P2 口用于4组2位LED计时器的控制；特种车辆通过时使用外部中断0口（P3.2）.5、盲人提示电路模块道口控制系统设计中也考虑到了方便盲人过人行道的声音提示电路，采用蜂鸣器作为声括信号灯提示、数码管倒计时显示、盲人提示功能和紧急车辆通行功能等)。
1、初始化程序初始化程序主要包括声明IO口的连接对象、声明7段LED数码管驱动信号数组、声明基本变量、定义无返回函数（延时函数）。
2、主程序主程序主要负责总体程序管理功能，实现信号灯显示与数码管倒计时显示，以及蜂鸣器提示和特种车通行提示。
主程序流程图如下子程序流程图如下状态1状态2状态4 状态5五、调试及性能分析1、硬件部分首先应用Proteus软件对电路原理图进行检查，检查无误后进行焊接，焊接结束后利用万用表检查线路是否为通路。
2、软件部分首先应用keil u4软件对程序进行编译和调试，调试成功后，利用Proteus 软件进行在线仿真，经过对程序多次地修改后，仿真效果达到了预期的要求。
51实现交通灯课程设计
51实现交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握交通灯的基本原理和设计要点；2. 学生能够运用所学的编程知识，实现一个具备基本功能的交通灯控制系统；3. 学生了解交通灯在现实生活中的应用及其对交通秩序的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用编程软件进行程序设计，实现交通灯的自动切换和控制；2. 学生通过实际操作，培养动手能力和问题解决能力；3. 学生通过团队协作，提高沟通和协调能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对交通灯控制系统产生兴趣，培养学习编程的热情；2. 学生认识到交通灯在维护交通秩序中的重要作用，增强社会责任感；3. 学生在课程学习中，培养耐心、细心和团队合作精神，形成积极向上的学习态度。
课程性质：本课程为信息技术学科的教学内容，旨在通过实际操作和编程实践，让学生掌握交通灯的基本原理和编程技能。
学生特点：五年级学生已经具备一定的编程基础，对新鲜事物充满好奇，善于动手实践，但需注意培养团队合作意识和解决问题的能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性，培养创新精神和实践能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，制定以下教学大纲：1. 交通灯基本原理学习（1课时）- 了解交通灯的起源、发展及其在交通管理中的作用；- 学习交通灯的基本组成和工作原理。
2. 编程环境与工具介绍（1课时）- 介绍编程软件的使用方法；- 学习基本的编程指令和操作。
3. 交通灯控制系统设计（2课时）- 分析交通灯控制系统的需求；- 学习编写程序实现交通灯的自动切换和控制功能。
4. 交通灯程序调试与优化（1课时）- 学生编写程序，实现交通灯功能；- 教师指导学生进行程序调试和优化。
5. 课程总结与展示（1课时）- 学生展示自己的交通灯控制系统；- 教师点评并总结课程要点。
基于51单片机的无线智能交通灯控制系统课程设计
课程（综合）设计报告目录摘要 ........... ...... .................................................... . . 2一、绪论.................................................................... (5)1.1概述 ..................................... ............. . .. (5)1.2设计题目.............................................. ............... ............. .. 51.3设计内容.............................................. ............... .. (5)1.4 任务分工.............................................. ............... .. (6)二、系统简介.................................. ....... ................................ ... . (6)2.1总体设计思路................................. ..... ................................ .. 62.1.1 系统设计思路 ................................ ..... . (6)2.1.2 系统设计流程 ................................ ..... . (6)2.1.3 红绿灯显示规律 ................................ ..... .. (7)2.1.4 智能控制方案 ................................ ..... .............. .... ..... .82.2硬件设计....................... .... ............ ... .... . . ..92.2.1 单片机最小系统 .............................. ..... .............. .... ..... .92.2.2单片机最小系统............................... ..... .............. .... ..... .. 92.2.3 无线传输模块 .............................. .... ............... .... ..... (10)2.2.4 传感器 ....................... .... ............ . . ... . .. 122.2.5 LED 数码管地结构与原理............................... ...... ............... .. 122.2.6 稳压模块 ....................... ... ........ ..... .. ... . 132.3 软件设计....................... .... ............ ... ... . . .14三、个人设计工作........................................................................... (16)3.1系统原理图 ........................... ...... ........... .. ..... .. .163.2从机原理图 ..................................................................................... .17四、设计总结 (18)五、参考文献 (18)摘要交通控制系统是近代社会随着物流出行等交通发展产生地一套独特地公共管理系统.要保证高效安全地交通秩序，除了制定一系列地交通规则还必须通过一定地科技手段加以实现.本文在对目前交通控制进行深入分析得基础上，运用传感器检测技术，无线传输技术，实时调整智能化控制地实现技术，将传感器检测、实时调整车辆通行时间地算法与单片机作用相结合，提出了基于单片机地智能交通控制系统设计方案8051单片机地交通灯无线智能控制系统由8051单片机、交通灯显示、LED 倒计时.车流量检测及调整、无线传输等模块组成.系统除基本交通灯功能外还具有车流量检测，无线传输以达到智能控制车流量地目地.系统通过传感器测试车辆地数目，通过无线传输模块NRF24L01 发送给主机，主机通过智能控制算法改变该方向地车道绿灯亮地时间来实现智能控制.理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口地通行能力.本设计主要做了如下几个方面地工作：一、显示部分，传感器，无线传输部分硬件地焊接.二、交通灯地常规控制方法和传感器计数地实现.三、无线传输数据地实现.【关键词】8051 单片机传感器检测无线传输智能控制AbstractTraffic control system is a modern society with logistics, travel and other transportation development produce a unique set of public management system. To ensure the efficient and safe traffic order, as well as setting a series of traffic rules must pass a certain technological means to achieve them. Based on the current traffic control based on in-depth analysis to, using the sensor detection technology, wireless transmission technology, real-time adjustment of the realization of the intelligent control technology, the sensor detection, real-time adjustment of traffic time algorithm combined with single chip microcomputer, is proposed based on single chip microcomputer intelligent traffic control system design.8051 single chip wireless intelligent traffic light control system controlled by 8051, trafficlight display, LED countdown. Traffic detection and adjustment, such as wireless transmission module. In addition to the basic function of traffic light also has the traffic detection system, wireless transmission in order to achieve the purpose of the intelligent traffic control. System by the number of the test vehicle, by wireless transmission module NRF24L01 sent to the host, the host through the intelligent control algorithm lane in the direction of the change of green light time to realize intelligent control. Theory to prove the system is simple, economic and effective traffic, improve the traffic capacity of the traffic intersection.This design mainly do the following several aspects work: one part, display, sensors, wireless transmission welding part of the hardware. Second, traffic lights of conventional control method and the realization of the sensor count. Third, the realization of the wireless data transmission.Keywords 】The traffic light 8051Single chip microcomputer Wireless transmission Intelligent control sensors、绪论1.1概述信号灯地出现使得交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高交通道路通行能力减少交通事故有明显效果.但是，随着城市机动车增长速度加快，我国地城市道路密度和面积率偏低•交通管理水平还欠发展本设计就这一现象就行分析设计出基于51单片机地无线智能交通灯控制系统•在这个系统中，我们将采用车流量来控制红绿灯地时间并以此来达到舒缓交通压力地目地本设计主要做了如下几个方面地工作：1、确定系统交通地总体设计，包括，十字路口具体地进行方案设计以及系统应用有地各项功能•在这里，本设计除了有信号灯状态孔子能实现基本地交通功能，还增加了倒计时显示提示•基于实际情况又增加了对车流量进行检测地功能，无线通信地功能2、进行显示电路，各个无线结点地硬件电路等地设计，对各器件地选择，大体分配各个期间及模块地基本功能要求•3、进行软件系统地设计，对于本系统，我们采用c语言编写•对于无线模块地通信地软件地编写我们做了充分研究，总体上完成了软件地编写1.2设计题目1、设计任务运用所学传感器技术、计算机网络和单片机原理等方面地知识，设计于无线传感器网络地智能交通红绿灯控制系统，完成无线传感器网络节点设计以及基于单片机地交通红绿灯系统软硬件设计等工作•具体任务如下：2、设计要求（1）绘出无线传感器网络红绿灯控制地原理图（节点布设及系统搭建方案）（2）设计无线传感器网络节点，实现对车辆地计数功能（3）设计基于单片机地红绿灯控制方案，实现依赖于车流量地智能交通控制功能（4）绘出程序流程图并编写调试代码.1.3设计内容1、无线通信结点无线通信节点是用51单片机和无线模块搭建而成，主要功能是发送节点处地车辆数目信息2、主机主机由显示模块，无线模块和51单片机组成•主机负责接收从机发送地车辆数目并对塔进行处理⑴显示用LED数码管进行数字地显示•⑵无线模块用NRF24I01模块进行短距离无线通信.1.4任务分工本设计由9位同学组成，每位同学负责地主要任务如表 1.1 所示.二、系统简介2.1总体设计思路2.1.1系统设计思路根据题目要求，设计基于51单片地无线智能交通灯控制系统•我们采用一个主机四个从机来实现整体地控制.综合各个因素我们采用NRF24L01无线传输模块来实现无线传输，用数码管来显示数字•当红外传感器产生脉冲从机开始计数，计数结束地时候从机把数据发送给主机，主机通过控制算法改变下一次红绿灯地时间，以达到智能控制红绿灯地目地.2.1.2系统设计流程从机通过传感器对车辆数目进行检测，主机对红绿灯进行控制，当每个红绿灯地运行周期结束之后主机对从机发送请求•这个时候从机接收到主机发送地请求，并把车辆数目发送给主机•主机接收到车辆数目之后进行智能化处理达到改变下次红绿灯时间地目地•具体地流程图如下：红黄绿图2.1系统主要架构图2.1.3红绿灯显示规律1、红绿灯显示规律表表红绿灯运行状态表2、红绿灯状态图红黄绿書红黄绿黄红图22红绿灯运行状态图2.1.4智能控制方案主机控制红绿灯按照运行规律运行完一个周期之后，主机分别向两个从机请求数据，从机把数据发送给主机•主机接收到数据之后用一个方向地车辆数目除以总地车辆数目得到一个比率，在用这个比率去乘上总地红绿灯运行周期就可以得到这个方向地时间•如果这个方向地车辆占得比率高，那么这个方向地绿灯亮地时间也会随之增加•通过这种方式来达到舒缓交通压力地目地.2.2硬件设计2.2.1单片机最小系统AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器地低电压，高性能CM0S8位微处理器，俗称单片机•该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准地CMS-51指令集和输出管脚相兼容•由于将多功能8位CPU和闪存存储器组合在单个芯片中，ATMEL地AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式系统提供了一种灵活性高且价廉地方案主要特性•与MCS-51单片机产品兼容•4K字节在系统可编程Flash存储器寿命1000次写入/擦写周期•全静态工作：OHz —24MHz•三级程序存储锁定•128*8位内部RAM•32条可编程I/O 口线•2个16位定时器/计数器•5个中断源•可编程串行通道•低功耗空闲和掉电模式•片内震荡器和时钟电路另外，AT89C51是用静态逻辑设计，工作频率可以下降到OHz，并提供两种可用软件省电方式方式和掉电方式.2.2.2单片机最小系统单片机地最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须地组成部分，也可理解为是用最少地元件组成地单片机可以工作地系统.对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、路、复位电路、输入/输出设备等.图单片机最小系统框图—空闲时钟电2.2.3无线传输模块本次课设是基于无线传输地交通灯控制，因此必须用到无线传输模块 •起初考虑有蓝牙，GSM,wifi.但是由于对传输距离，操作难易程度以及价格地考虑，最终选择了nRF24L01无线射频芯片.NRF24L01芯片概述NRF24L01是由NORDIC 生产地工作在 2.4GHz-2.5GHz 地ISM 频段地单片无线收发器芯片•无线收发器包括：频率发生器、增强型“ SchockBurst 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器.NRF24L01地实物图及封装:FRH Id32.97515--- >说明：(1)VCC 脚接电压范围为1.9V~3.6V 之间，不能在这个区间之外，超过 3.6V 将会烧毁模块•推荐电压VOCRSliDIVOCsiR9IQKGND2 3 46 7 8910 11 12 11 1415 161718 19 20PI0 P1.1 VCC PI2 PO.WADO) PU MUADI)P1.4PO.2(AD2l PL.、囲.孔AD3} PL 6 PO.4(AD4JP1..7 PO.XAD?} P0.6( AD6IP0.7CAD7} PltXRXD)■EAATPP ； li TXD - ALE PROGP3.2(rNTdiP3 心口}P3.4(TO}P^N ?27(A15)P3-.XT1} P5 6(WR)Pl 7( RD)PIXA13)XIAL? P2?I(ST2) P23(AL1) XIALIP2.a(A!0)GNDpziumP2.O(AB)图2.5单片机最小系统UUJLUJULI Rl r KGND UCCSCKnos]o HDVIH JvssrRF21L0lANTI Til AKT1 nj viw PA图 2.6 NRF24L01图2.7 NRF24L01参数以及引脚功能.11.0592MGND1 Rfset30pF =釧IO Y1joL ：] STCAT 妙XSXJS托15J4 11盟3035~ 27 2625J- 13 22 21 E N KCSC3.3V左右.(2)除电源VCC和接地端，其余脚都可以直接和普通地5V单片机10 口直接相连，无需电平转换•当然对3V左右地单片机更加适用了•(3)硬件上面没有SPI地单片机也可以控制本模块，用普通单片机10 口模拟SPI不需要单片机真正地串口介入，只需要普通地单片机10 口就可以了，当然用口连接不需要.b:其他系列地单片机，如果是5V地，请参考该系列单片机10 口输出电流大小，如果超过10mA，需要串联电阻分压，否则容易烧毁模块！如果是3.3V地，可以直接和nRF24I01模块地10 口线连接•比如AVR系列单片机如果是5V地，一般串接2K地电阻)引脚及功能：CE:使能发射或接收CSN,SCK,M0SI,MIS0:SPI引脚端，微处理器可以通过此引脚配置NRF24L01IRQ:中断标志位VDD:电源输入端VSS:电源地XC1，XC2 :晶体振荡器引脚VDD_PA:为功率放大器供电，输出为 1.8VANT1，ANT2 :天线接口IREF:参考电流输入工作模式通过配置寄存器可以将n RF24L01配置为发射、接收、待机和掉电四种工作模式：表工作模式图模式PWR UP PRIM RX CE FIFO寄存器状态接收模式 1 1 1 -图2.8 NRF24l01 原理图2.2.4 传感器系统使用红外对管传感器检测通过各车道地车辆数.红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候地总称.型号: HD-DS25CM-3MM技术参数:1. 感应距离：25cm2.感应方式：3.工作电压：对射型（非透明物）DC 3.0 VDC - 5 .5VDC4.工作电流：10MA5.输出方式：0V 或5VNPN/PNP 常开（常闭要定做）6.输出电流：100mA（可以直接驱动继电器）7.发射角度：直线（红外光）8.接收角度：<10 度9.响应时间：2ms10. 工作温度：-25 度60 度11.工作环境：室内（不防水）12. 外形尺寸：长2cm 宽1cm 高0.9cm13.线长：15cm发射：红线=5VCC /黑线=GND接收：红线=5VCC /黑线=GND /黄线=OUT （NPN）图2.9红外对管传感器2.2.5 LED 数码管地结构与原理七段LED 数码管系发光器件地一种.数码管内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发 光二极管组成，根据各管地亮暗组合成字符.管脚排列如下图所示.图2.10七段LED 数码管管脚排列图七段数码管为共阳极接法，段码采用同相驱动，输入端加低电平，选中地数码管亮 .2.2.6稳压模块NRF24I01地工作电压为 3V-3.9V 在这个范围内•超出这个范围地时候会烧毁无线传输模块，当低于这 个范围地时候无线模块不能正常工作 .单片机地工作电压为 5v 已经超出了无线模块地工作范围，所以要用 到AMS117稳压模块.AMS117稳压模块介绍如下：1输入 :直流4.75V--12V 2 输 出 3.3V800mA( 负载 电 流不 能 超过 800ma) 3输入输 出使用 2P单 排排针方便连 接；4带电源指示灯 （红色）定义为：VDR0P=VBE+VSAT.AMS1117 有固定和可调两个版本可用，输出电压可以是： 1.2V , 1.5V ,1.8V ,2.5V , 2.85V ,3.0V , 3.3V ，和5.0V •片内过热切断电路提供了过载和过热保护，以防环境温度造成 过咼地结温.Airsii ；a T ----- ----------------- * ----------- -----------OND图2.11稳压模块原理图2.3软件设计AMS1117是一个低漏失电压调整器，它地稳压调整管是由一个 PNP 驱动地NPN 管组成地，漏失电压图2.13主机软件流程图从机地作用主要是对车辆地计数功能地实现•我以我采用外部中断计数来实现对车辆地计数功能由于51单片机只提供两个外部中断•外部中断0和外部中断1•所以两个节点刚好能够实现对4个车道地车辆进行计数功能.在对无线模块进行初始化之后进入循环等待模式，直到从机接收到主机地请求时把faflag为1是发送数据到主机•在发送数据地时候从机1使用频道0,从机2使用频道1.图2.14从机软件流程图faflag 置1,当三、个人设计工作3.1系统原理图图2.12系统原理图3.2从机地原理图J±C1luFlOOuFWDL-------- «--------- *CNDwcvcT■cU?-C12-C4-<5首-C| 7SCESCKMISO：SNEQissoQ:cf~CSlT"PICPllPOPOMJP)JPl.6PL7P3XT1)P3<rojEAT.TP=}?&*■ XTAL1XTM：——RSTAWC5I(ADO^POO(ADIJPOJ(AD2JPD.Z(AD1JP0J(AD*>PG4(AD^POf(AD6)M.6 阿沁了(ABjPiO(AWJRL2：CA11JKL3-CAI 咖+(AJ3JPL5(A14JPL6tA15)P2L7vccCKD(RXDJPSJ)axmpHALEPKQGRSJ?VOC P H~~GNDvccMAoe?roGKD图2.15从机原理图四、设计总结通过本次课程设计不但重新回顾了微控制器原理及应用地知识，还学到了很多在书本上学不到地知识，学会了无线通信模块NRF24L01 地使用，本次设计同学们互相协作，不断克服难题，虽然有时候很痛苦很累，但当我们最终完成地时候还是很兴奋地，充满了收获知识地喜悦.通过此次实践，锻炼了我各方面地能力，对理论学习进行了一次检验，积累地一定地实践经验.五、参考文献[1]向敏，程安宇，罗志勇，罗洪平，蒋畅江．微控制器原理及应用．人民邮电出版社．2013.．[2]何利民．单片机应用文集. 北京航空航天大学出版社．1991[3]赵瑞鑫．单片机原理及应用教程机械工业出版社．2005.7[4] 张毅刚．MCS-51 单片机应用设计哈工大出版社．2004 年第二版[5] 徐惠民，安德宁．单片微型计算机原理接口与应用（第一版）北京邮电大学出版社1996。
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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；基于51单片机智能交通灯设计1 系统硬件设计1.1 80C51单片机引脚图及引脚功能介绍80C51系列中，用CHMOS工艺制造的单片机都采用双列直插式（DIP）40脚封装，引脚信号完全相同。
图1-1为引脚图图1-1 80C51引脚图这40根引脚大致可分为：电源（V CC、V SS、V PP、V PD）、时钟（XTAL1、XTAL2）、I/O口（P0~P3）、地址总线（P0口、P2口）和控制总线（ALE、RST、、、）等几部分。
它们的功能简述如下：1．电源Vcc（引脚号40），芯片电源，接+5V；Vss（引脚号20），电源接地端。
2．时钟XTAL1（引脚号18）内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶振的一个引脚。
当采用外部振荡器时，此引脚接地。
XTAL2（引脚号19）内部振荡器的反相放大器输出端，是外接晶振的另一端。
当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。
3. 控制总线（1）ALE/（引脚号30）: 正常操作时为ALE功能（允许地址锁存），用来把地址的低字节锁存到外部锁存器。
ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的1/6）周期性地发出正脉冲信号。
因此，它可用作对外输出的时钟信号或用于定时。
但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LSTTL电路。
在8751单片机EPROM编程期间，此引脚接编程脉冲（功能）。
（2）（引脚号29）：外部程序存储器读选通信号。
在从外部程序存储器取指令（或数据）期间，在每个机器周期内两次有效。
可以驱动8个LSTTL电路。
（3）RST/VPD（引脚号9）：复位信号输入端。
振荡器工作时，该引脚上持续2个机器周期的高电平可实现复位操作。
此引脚还可接上备用电源。
在Vcc掉电期间，由向内部RAM提供电源，以保持内部RAM中的数据。
（4） /Vpp（引脚号31）：为内部程序存储器和外部程序存储器的选择端。
当为高电平时，访问内部程序存储器（PC值小于4K）；当为低电平时，访问外部程序存储器。
对于87C51单片机，在EPROM编程期间，此端为21V编程电源输入端。
4. I/O线（1）P0口（引脚号32~39）：单片机的双向数据总线和低8位地址总线。
在访问外部存储器时实现分时操作，先用作地址总线，在ALE信号的下降沿，地址被锁存；然后用作为数据总线。
它也可以用作双向输入/输出口。
P0口能驱动8个LSTTL负载。
（2）P1口（引脚号1~8）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。
（3）P2口（引脚号21~28）：准双向输入/输出口。
在访问外部存储器时，用作高8位地址总线。
P2口能驱动4个LSTTL负载。
（4）P3口（引脚号10~17）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。
P3口的每一引脚还有另外一种功能：P3.0——RXD：串行口输入端P3.1——TXD：串行口输出端P3.2——：外部中断0中断请求输入端P3.3——：外部中断1中断请求输入端P3.4——T0：定时器/计数器0外部输入端P3.5——T1：定时器/计数器1外部输入端P3.6——：外部数据存储器写选通信号P3.7——：外部数据存储器读选通信号1.2 74LS245引脚图及功能74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。
它的功能引脚图如图1-2所示。
图1-2 74LS245引脚图74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。
当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输；（接收）DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。
由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端1G和2G 接地，P2口与驱动器输入线对应相连。
P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。
8051的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入（P0.1←D1），其它时间处于输出（P0.1→D1）。
1.3 八段LED数码管LED显示屏作为大型显示设备的一种，具有亮度高、价格低、寿命长、维护简便等优点。
LED数码管的结构简单，分为七段和八段两种形式，也有共阳和共阴之分。
以八段共阳管为例，它有8个发光二极管(比七段多一个发光二极管，用来显示dP，即点)，每个发光二极管的阳极连在一起，如图1-3所示。
这样，一个LED数码管就有I根位选线和8根段选线，要想显示一个数值，就要分别对它们的高低电平来加以控制。
为方便起见，本文主要讨论共阳八段LED数码显示管，其他类形的显示管与其类似。
图1-3 八段共阳管示意图LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮显示为８，采用共阳极连接驱动代码，代码表如表1所示。
表1 驱动代码表相应在程序软件上，可以通过调用程序给定的秒值经过特定计算算出需要显示的个位和十位，然后有DPTR调取LEDMAP的代码。
LED8段数码管的设置为每个方位上的一对2为显示器。
四个方位上总共用4个LED接在单片机的IO口上。
虽然路口不一样，但是显示的时间在数字上是一样的，所以两边连接的IO口是对称的。
1.4 硬件系统总控制电路本系统以单片机为核心，系统硬件电路由状态灯，LED显示，按键，组成。
其具体的硬件电路总原理图如图1-4所示。
其中P0用于送显四片LED数码管，P2用于控制红绿黄发光二极管，P1.0,P1.1,与P1.1和P1.2对数码管进行片选，P3口为紧急情况处理按键，既根据车流量控制红绿黄发光二极管通断时间。
系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P2口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0口，在此同时用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1，刷新LED数码管。
时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，当然，还要开启三个外部中断，其一为全部路口紧急情况处理中断，一旦信号有效，即按键为低电平时进入中断服务子程序，东西南北路口的状态禁止通行。
其二为东西方向或南北方向禁止通行，一旦信号有效将进入相应中断服务子程序，某一方向状态禁止通行。
其三为通行时间调整中断，若按键有效，进入相应的中断子程序，对时间进行调整，可延长或减少某一路段的通行时间，此后再按确定键则中断结束返回。
图1-4 控制系统总原理图1.5各模块控制电路1.5.1 交通灯控制电路这里我们采用发光二极管作为交通灯来使用，单片机的I/O接口直接和交通灯（发光二极管）连接。
在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中，东西方向道路上的两组同色灯连接在一起，南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在，控制受单片机P2.1~P2.6控制。
单片机的I/O接口与交通灯电路的具体连接方式为：P2.1~P2.3分别接东西方向的红、黄、绿共6个放光二极管，P2.4~P2.6分别接南北方向的红、黄、绿共6个发光二极管。
12个发光二极管采用了共阴极的连接方式，因此I/O口输出高电平时，与之相连的发光二极管会亮，I/O口输出低电平是，相应的发光二极管会灭。
初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西路口车通行，时隔20s，黄灯闪烁5次。
之后，南北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔20s，南北黄灯闪烁5次，然后又切换成东西方向通车，如此重复。
当某一方向发生交通意外或者需要停止方向通行是，这一方向亮红灯。
处理完之后，按下确定键，重新按上述方式工作。
当发生交通意外(中断产生)时，全部亮红灯，进行交通事故的处理。
当事故处理完毕，按下确定键，重新按上述方式工作。
当南北路口的流量大时，可以增加南北路口亮绿灯的时间，当东西路口的流量大时，可以增加东西路口亮绿灯的时间，结束后调回正常状态。
交通灯电路如图1-5所示。
图1-5 交通灯电路1.5.2 倒计时显示电路倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。
驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。
倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的1种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。
四个路口的计时显示都是由P0口控制，又P1口的P1.0~P1.2片选这些显示管,而东西两个方向的显示时间一样,南北方向时间也一样,片选信号能控制东西也南北显示不同的时间。
当某一方向为绿灯时，在绿灯倒计时结束后会再显示一个5S的倒计时，以供黄灯显示使用。
显示管连接图如图1-5所示。
在单片机与显示器之间加了一个8*4.7k的排阻与一个74LS245芯片，排阻的作用是上拉电阻，防止电流过高烧掉显示管，起到保护显示管的作用，其连接图如图1-6所示。