基于51单片机交通灯控制系统
基于51单片机控制交通灯
目录1 绪论 (1)1.1 课题研究目的 (1)1.2 研究现状 (2)1.3 本文的主要工作 (3)2 系统方案设计 (3)2.1 总体方案设计与分析 (3)2.2 主控制器方案 (4)2.3 显示方案 (5)3 系统电路设计 (5)3.1 主控制器电路 (5)3.1.1 单片机电路 (5)3.1.2 晶振电路 (7)3.1.3 复位电路 (7)3.2 显示电路 (8)3.3 按键电路 (8)3.4 交通灯电路 (9)4 系统硬件设计 (9)4.1 主程序软件设计 (9)4.2 子程序软件设计 (11)4.2.1 显示软件设计 (11)4.2.2 按键扫描软件设计 (13)5 系统测试 (13)5.1 系统调试 (13)5.2 故障检查 (16)6硬件组装与调试 (16)6.1 系统组装 (17)6.2 上电后调试 (18)总结 (19)参考文献 (20)致谢 ...................................................................................................................错误!未定义书签。
附录 (21)附录1：成品图 (21)附录2：原理图 (22)1 绪论1.1 课题研究目的19世纪的时候，英国就出现了世界上首个交通信号灯，因为他的能源来自于煤气的交通信号灯，这种方案在后期的设备运行中很容易产生爆炸，所以后来此种交通信号灯设备就没有在出现了。
到了20世纪的时候，美国的克利夫兰市又有了交通灯设备，然而此次的能源设计方案是电力信号灯。
1930年德国有人开发了选取自动化的设计方案去操作的交通灯，这种设计标志着交通自动操作的起步。
20世纪开始，发达国家第一次选取车辆感应方案处理信号，车辆传感器的主要特点为，此设计能够按照交通拥堵的具体情况去操作交通灯运行的时间参数，这样来解决交通十字路口的拥堵问题，使得车辆可以很快的通过路口，此方案被很多地区进行使用。
基于51单片机的交通灯控制设计
基于51单⽚机的交通灯控制设计课程设计任务书及成绩课程名称单⽚机课程设计题⽬交通灯控制设计课程设计⽬标与任务、计划与进度安排:实践教学要求与任务:1、了解交通灯的基本⼯作原理；2、⽤Proteus模拟实现交通灯控制；3、⽤Keil C51编程实现上述功能；4、⽤Keil与Proteus联调。
⼯作计划与进度安排:17周查找相关资料。
18周详细设计。
19周程序测试，书写论⽂，进⾏答辩。
1 引⾔交通事业蓬勃发展，交通流量年年增长，⼤、中、⼩城市的汽车、摩托车等各种车辆与⽇俱增，道路交通繁忙，经常有严重堵车现象，特别是在交叉⼝，机动车、⾮机动车、⾏⼈来往⾮常混乱，为了在叉⼝的各条⼲道实现合理的科学分流。
本⼈根据单⽚机具有物美价廉、功能强、使⽤⽅便灵活、可靠性⾼等特点，提出了⼀种⽤STC89c51单⽚机⾃动控制交通信号灯及时间显⽰的⽅法，同时给出了软硬件的实现⽅法，为交通指挥⾃动化提供了⼀种新的廉价⼿段，具有⼀定的推⼴意义。
本⽂介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计⽬标, 开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库, 同时, 论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应⽤。
介绍了⽤于城市交叉路⼝的三⾊程控交通信号时间显⽰器的研制⽅案，对其电源供电、发光⼆极管构成的负载结构、灯⾊时间检测都给出了精巧合理的优化结构，⼤幅度地提⾼了产品可靠性并降低了制造成本。
2 应⽤软件介绍2.1 C语⾔介绍C语⾔是于1972年由贝尔实验室的Dennis Ritchie在B语⾔的基础上开发出来的。
最初的C语⾔是作为UNIX操作系统的开发语⾔⽽被⼈们所认识。
此后，贝尔实验室对C语⾔进⾏了多次改进和版本的公布，C语⾔的优点才引起⼈们的普遍注意。
随着UNIX操作系统在各种机器上的⼴范使⽤，使C语⾔得到了迅速推⼴。
1978年由Brian W. Kernighan和Dennis M. Ritchit合著了《The C Programming Language》⼀书，该书对C语⾔作了详细的描述，这本书对C语⾔发展影响深远，并成为了后来C语⾔版本的基础，称之为标准C。
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统设计
XXXX学院毕业设计（论文）课题名称交通信号灯模拟控制系统学生姓名X X X学号XXXXXXXXXXXXX系别自动化工程系专业班级机电一体化X班指导教师X X技术职务讲师XXXXXX学院教务处制指导教师：XXX 2016年9月5 日用51单片机设计交通信号灯模拟控制系统机电一体化X班XXX 指导老师：XXX摘要：城市交通信号灯模拟控制系统模拟了能够对信号灯进行远程投时的城市十字路口控制系统功能。
借助于单片机开发板上的已有资源，构建了模拟实际系统功能的单片机扩N82C55控制LED灯模块、8位七段数码管显示控制模块和板上扩展接线模块。
在分析实际系统工作流程的基础上，给出了针对单片机开发板的模拟系统C51控制程序流程。
用于实际系统时，只需要将代码移植到现场设备并进行具体设置和适当修改即可，可以在满足客户需求的前提下最小化系统开发成本。
交通信号灯模拟控制系统模拟了能够对信号灯进行远程授时的城市十字路口控制系统功能。
基于AT89C51单片机的性能参数和工作原理，应用Keil单片机编译软件的C语言编程以及使用该软件开发单片机程序，说明设计的交通信号灯模拟控制系统的工作原理、程序流程和硬件结构等相关技术，指出该系统的特点。
设计一种基于AT89C51超低功耗单片机的交通信号灯模拟控制系统，详细阐明了交通信号灯模拟控制系统的工作原理，实现了一般交通信号灯控制系统的主要功能及要求，具有实用性。
该系统充分利用了AT89C51单片机的特点，使用现今单片机广泛采用的C语言编制了系统程序，并利用Keil uVision3软件进行编译运行，最终通过Proteus完成了模拟控制系统的仿真。
关键词：AT89C51单片机K eil单片机编译软件仿真软件Proteus 6 C语言交通灯XXXXX学院毕业设计（论文）指导记录表注：指导情况须填明学生在毕业设计（论文）撰写过程中存在的问题，指导教师要求修改的内容或改进措施。
指导情况填写不包括下达任务书和开题报告意见。
基于51单片机交通灯控制系统设计的报告
单片机课程设计题目单片机交通灯课程设计_学院电气及自动化工程学院_专业自动化______________班级ZB02131_____________学号ZB0213107___________姓名胡继广_______________指导教师卢振利_____________2013 年12 月 1 日摘要本设计是一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。
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。
本系统由单片机系统、按键、四位数码管显示、交通灯演示系统组成。
设计一个用于东西、南北走向的交通管理。
南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为50秒、支干道每次通行间为47秒。
系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。
本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。
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。
本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。
目录前言一、设计任务................................................... - 2 -1.1设计任务 ................................................... - 2 -二、系统总体方案及硬件设计..................................... - 2 -2.1总体硬件设计 ............................................... - 2 - 2.2系统时钟电路 ............................................... - 3 - 2.3数码管显示电路 ............................................. - 3 - 2.4路灯指示电路 ............................................... - 4 -2.5按键电路设计 ............................................... - 5 -三、软件系统设计............................................... - 5 -3.1设计思路及关键技术 ......................................... - 5 -3.2软件流程 ................................................... - 6 -四、 Proteus软件仿真 .......................................... - 7 -4.1 Proteus软件仿真 ........................................... - 7 - 4.2 南北路灯切换时仿真......................................... - 7 -4.3 紧急情况下的仿真........................................... - 8 -五、致谢及心得................................................. - 9 - 参考文献...................................................... - 10 -附录系统源程序前言19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。
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。
基于51单片机的路灯控制系统
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。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。
那末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不少。
本系统采用 STC-51 系列单片机 AT89C51 来设计交通灯控制器，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 3 秒时黄灯闪烁警示(交通灯信号通过 PA 口输出，显示时间直接通过双位数码管) ,浮现交通意外的情况下，必须使东西南北方向上的显示灯都为红灯，以便交通警察及时处理。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
目录第一章设计任务................................................. - 3 - 第二章设计目的................................................. - 4 - 第三章设计思路................................................. - 4 - 第四章STC-51 芯片简介........................................... - 5 - 第五章基础知识................................................. - 8 -(一)管脚说明............................................... - 8 -(二)定时器/计数器.......................................... 9 -(三)定时器／计数器的概念.................................. - 10 -1.89C51 单片机内有两个可编程的定时器／计数器T0 、T1 ............. - 10 -2.定时器／计数器的相关寄存器 ........................................................ - 10 -(四)定时器／计数器的 4 种工作方式......................... - 11 -1.方式0 ................................................................................................. - 11 -2.方式1 ................................................................................................. - 11 -3.方式2 ................................................................................................. - 11 -4.方式3 ................................................................................................. - 12 -(五)定时器／计数器的编程.................................. - 12 -1.定时器／计数器的初始化 ................................................................ - 12 -2.定时器／计数器初值的计算 ............................................................ - 12 - 第六章主程序设计.............................................. - 13 -(一)系统程序流程图如图6-1 所示........................... - 13 -(二)设计流程图如图6-2 所示 ............................... - 13 -(三)程序的执行表达表如表6-3 所示......................... - 14 - 第七章Proteus 仿真图及各单元电路 ............................... - 15 -1.程序正常仿真中如图7-2 所示 ......................................................... - 15 -2.时钟震荡电路 .................................................................................... - 15 -3.复位电路 ............................................................................................ - 16 -4.紧急情况 ............................................................................................ - 16 - 附录一：C 程序源代码............................................ - 18 - 附录二：原理图.................................................. - 26 - 附录三：元件清单表.............................................. - 27 - 附录四：主要参考文献............................................ - 27 -交通灯的硬件和软件设计，本设计是交通灯的控制实验，必须要先了解实际交通灯的变化规律。
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统一、实验目的和要求1.掌握单片机基本资源使用。
2.掌握单片机电路原理图绘制和仿真。
3.掌握单片机C语言软件开发以及联合仿真。
二、实验内容和原理实验内容：1.根据题目绘制单片机电路原理图。
2.绘制程序流程图并编写C语言程序3.在仿真程序中进行联合仿真，最后提交实验报告三、主要仪器设备keilC，proteus。
四、操作方法与实验步骤4.1 题目要求用单片机设计一个十字路口交通灯模拟控制系统，要求东西、南北两个方向都通行20秒，警告3秒，禁止20秒，同时要考虑到东西、南北两个方向出现异常情况，出现异常情况器该方向通行60秒。
4.2 系统设计思路南北的绿红黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.0,P1.1,P1.2相连。
东西的绿红黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.4,P1.5,P1.6相连。
改变单片机P1口编码控制交通灯。
控制过程中会出现两种异常情况用外中断0和外中断1处理。
时间单位采用500ms信号，由定时/计数器0定时50ms，循环10次产生，定时/计数器0采用查询方式，主程序中设定定时/计数器0的工作方式:方式1。
4.2 电路图绘制（包含详细的参数选定文字和图像叙述）C1=1nF,C2=1nF,C3=1nF,R1=300,R2=300,R3=300,R4=300,R5=300,R6=300,R7=300,R8=300,R9=300,R10=300,R11=300,R12=300,R13=3004.3 C程序编制（包含详细的文字和程序流程图）4.3 仿真分析（包含文字和图像叙述）东西绿灯，南北红灯东西黄灯，南北红灯南北绿灯，东西红灯南北黄灯，东西红灯东西发生异常时，东西通行，南北禁止，东西方向绿灯闪，南北方向红灯闪南北发生异常时，南北通行，东西禁止，南北方向绿灯闪，东西方向红灯闪五、讨论和心得（不少于100字）通过这次对交通灯信号的模拟，了解了交通灯4种正常状态，2种异常状态，它们分别是：状态1，东西方向绿灯，南北方向红灯20秒。
基于C51单片机的交通灯控制系统
基于C51单片机的交通灯控制系统1、实验方案论证：进行十字路口的交通信号灯控制电路设计，画出电路原理图及实验电路图，进行软件编程、以及使用说明文档的建立等一整套工作任务。
进行十字路口的交通信号灯控制程序设计，提交一个符合上述功能要求的十字路口的交通信号灯控制系统设计。
2、控制流程分析：对设计要求进行分析后可得出以下交通工作状态表：3、硬件设计概要：根据设计要求，可用6个LED灯分别模拟东西、南北的交通灯。
具体接法如下：AT89C51的P1口接LED灯，P1.0、P1.1、P1.2分别接东西方向红、绿、黄交通灯，P1.3、P1.4、P1.5分别接南北方向的红、绿、黄交通灯。
P1口和LED灯之间要接限流保护电阻。
两位数码管段选接P2口，位选接P0口低两位，P0口低两位接上拉电阻使其可以输出高电平。
紧急情况按钮一端接地，另一端与外中断1引脚相连；恢复正常按钮一端接地，另一端与外中断0引脚相连。
三、原理图设计1、LED显示部分电路设计：把单片机AT89C51的P1口作为红黄绿灯显示部分，用6个LED灯分别模拟东西、南北的交通灯。
P1.0、P1.1、P1.2各通过一个300Ω的限流保护电阻接东西方向的红、绿、黄LED灯；P1.3、P1.4、P1.5各通过一个300Ω的限流保护电阻接南北方向的红、绿、黄LED灯。
LED 灯的一端接电源，另一端经电阻接P1口，因此当P1口引脚输出低电平时LED灯发光，即此方案采取低电平驱动方式。
具体电路如下：2、紧急情况处理电路设计：紧急情况按钮一端接地，另一端与外中断1引脚相连；恢复正常按钮一端接地，另一端与外中断0引脚相连。
在程序设计时，我会将其设置为下降沿触发方式。
具体电路如下：3、数字显示电路设计：选用共阴极两位数码管。
两位数码管A~G引脚各通过一个300Ω的限流保护电阻分别接P2.0~P2.6，位选1引脚和2引脚分别接P0.0口低两位，P0口低两位接5kΩ的上拉电阻使其可以输出高电平。
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摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
本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。
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。
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，LED灯目录引言 (1)1.设计背景 (2)1.1课题背景 (2)1.2设计内容 (2)2.交通灯控制系统系统简介 (3)2.1方案选择 (3)2.2系统设计原理 (4)3.系统硬件设计 (5)3.1主控制器选择 (5)3.2 时钟及复位电路 (7)3.3 指示灯及倒计时模块 (8)3.4系统总体电路图 (9)4. 系统软件设计简介 (10)4.1 系统主程序流程 (10)5. Proteus软件仿真 (10)5.1 Proteus软件介绍 (10)5.2 交通控制系统Proteus仿真 (12)6. 总结 (14)参考文献 (15)附录：源程序代码 (15)引言当今，红绿灯安装在个个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
但这个技术在19世纪就已经出现了。
1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械般手势信号灯，用以指挥马车通行。
这是世界上最早的交通信号灯。
1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。
它由红绿两以旋转方式玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。
1869年1月2日，煤气灯爆炸，是警察受伤，遂被取消。
电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红黄绿三色圆形的投光器组成，1914年始装于纽约市5号大街的一座高塔上。
红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。
信号灯的出现，使得交通得以有效的管理，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。
1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。
绿灯时通行信号灯，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非两一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆必需让合法的正在路口内行驶的车辆和过人行横线的行人优先通行。
红灯是禁行信号灯，面对红灯的车辆必需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，但车辆已经十分接近停车线而不能安全停车的可以进入交叉路口。
11.设计背景1.1课题背景随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
本交通灯控制系统利用单片机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。
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。
1.2设计内容本设计主要是介绍了单片机控制下的交通灯控制系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：东西、南北两干道交于十字路口，各干道有一组红、绿、黄三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。
东西方向为主干道，通行时间为40秒；南北方向为支干道，通行时间为30秒。
通行时间最后3秒，绿灯灭，黄灯闪烁，黄灯闪烁完毕变更通行车道。
通行时间由数字显示器显示，黄灯3秒闪烁不单另计时。
2交通灯控制系统系统简介2.1方案选择方案一：利用PLC实现对交通灯控制，其可靠性高，抗干扰能力强。
对于交通灯这种特殊装置，其可靠性是至关重要的，因为交通灯控制系统中途若发生什么意外，其后果是不堪设想。
而且PLC系统的设计、制造工作量小，维护方便，体积小、重量轻、能耗低，还可以进行智能化控制以更有效、合理地控制交通。
但是使用PLC控制也有缺点，因为PLC比起其它控制系统，其价格较贵，一般一台小型的PLC价格最便宜的也在二三千元以上。
方案二：运用单片机对交通灯系统进行实现,使用51单片机为主控核心,通过软件来控制过往车辆的正常运作。
同时它也具有如下的优点：(1)单片机体积小巧、使用灵活、成本低，易于真正产品化。
组装各种智能式控制设备和仪器，能做到机电仪一体化。
(2)面向控制。
能有针对性地解决各种从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。
(3)抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠的工作。
这是其它微机集中无法比拟的。
(4)可以方便的实现多机、分布式的集散控制，使整个控制系统的效率大大地提高。
(5)单片机应用产品的研制周期短，所开发出来的样机就是以后批量生产的产品，可以避免不必要的二次开发过程。
综上所述，比较5种交通灯控制装置的优点与缺点，根据交通灯所工作的特殊环境，体积小巧、使用灵活、成本低，易于真正产品化面向控制抗干扰能力强，适应温度范围宽可以方便的实现多机、分布式的集散控制便等特点，现在拟采用单片机来控制交通灯。
本设计研究的是基于AT89C51单片机的交通灯智能控制系统。
根据交通控制系统的设计原理，阐述了硬件和软件方面开发的整个过程。
主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，控制通行倒计时及右拐、右拐、直行，占用端口少，耗电也最小。
系统电源采用独立的+5V稳压电源，有各种成熟电路可供选用，使此方案可靠稳定。
该设计可直接在I/O口上接按键开关，精简并优化了电路。
结合实际情况，显示界面采用LED提示和数码管计时的方法，满足了倒计时的时间显示输出和状态灯提示信息输出的要求，减少系统的复杂度。
2.2系统设计原理开机上电便处于正常运行状态，东西方向通行40秒后变为南北方向通行30秒，如此70秒循环一次，使得东西方向和南北方向交替通行。
显示系统则显示到下一次改变通行方向所剩的时间，利于司机调整车辆状况。
每到通行方向转换时，正在通行的方向绿灯熄灭，变为黄灯闪烁，提醒司机注意通行方向的改变，避免不必要的危险。
延时方法可以有两种，一种是利用MCS-51内部定时器才生溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软延时的方法。
本程序的倒计时采用软件延时。
3.系统硬件设计根据上面的功能要求，硬件系统主要有单片机模块、指示灯模块和倒计时显示模块。
各模块选择如下3.1主控制器选择主控芯片采用AT89C51单片机，其管脚图下图所示。
图3.1 AT89C51引脚图AT89C51是AT89C5X系列单片机的典型产品，它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS—51指令集和引脚结构兼容。
通过在单块芯片上组合通用的CPL1和快闪存储器，ATMEL公司生产的AT89C52是一强劲的微型计算机，它对许多嵌入式控制的应用，提供了一种高度灵活和成本低的解决办法。
芯片AT89C52是ATMEL公司生产的带2K字节快闪存储器的8位单片机。
它具有如下的一些特性：（1）指令和89C51产品兼容（2）内含2K字节可重复编程快闪存储器（3）耐久性1,000写/擦除周期（4）2.7V~6V的工作电压范围（5）全静态操作0Hz~24MHz（6）二级程序存储器加锁（7）内含128*8位内部RAM（8）15根可编程I/0引线（9）2个16位的计数器/定时器（10）6个中断源（11）带有可编程串行通讯口（12）可直接驱动LED输出（13）片内模拟电压比较器（14）低功耗空载和掉电方式另外,该单片机还具有体积小,价格低等特点。
AT89C51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。
图3.2 系统硬件结构图中央处理器(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。
AT89C51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。
AT89C51共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
AT89C51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。
AT89C51共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
AT89C51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。
AT89C51具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
3.2 时钟及复位电路AT89C51内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但AT89C51单片机需外置振荡电容。
本设计中，使单片机运行在最小系统。
时钟电路由两个20nF的微调电容和一个晶振组成。
AT89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。
本系统采用12Hz 的振荡器，机器周期为1us。
复位操作有上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式。
本设计采用按键电平复位。
按键电平复位是通过复位端经电阻与电源接通实现，如下图所示。
图3.3 AT89C51最小系统3.3 指示灯及倒计时模块（1）指示灯模块：设计电路中每个路口的控制信号灯应有三个，即红灯、黄灯、绿灯各一个。
因此，本电路的设计中应用到红灯、黄灯、绿灯个四个。
同一方向的两个路口的同一颜色指示灯是同时亮灭，为简化电路，可让这两个灯接同一引脚。
这样可用P1口控制所有的指示灯。
按照设计，指示灯采用红/绿/黄三种发光二极管。
该组件及其与单片机引脚的接法如下：表3.1 引脚接口东西方向南北方向指示灯红绿黄红绿黄引脚P2.2 P2.0 P2.1 P2.3 P2.4 P2.5 （2）倒计时模块：由于黄灯3秒闪烁时间不单另计时，四个路口的倒计时是同步的。
两位的倒计时采用两个八位的七段数码显示管。
图3.4 倒计时显示模块3.4系统总体电路图图3.5 系统总体电路图4.系统软件设计简介4.1 系统主程序流程图4.1 系统主程序流程图开机上电便处于正常运行状态，东西方向通行40秒后变为南北方向通行30秒，如此70秒循环一次，使得东西方向和南北方向交替通行。