基于单片机的交通灯系统设计大学毕设论文.docx
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基于单片机的交通灯系统设计大学毕设论文
基于51单片机的交通灯设计
1前言
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，在学习了单片机的有关知识之后，运用相关知识来设计完成交通信号灯。
2功能概述
2.1设计任务：
通灯的硬件和软件设计
2.2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设计思路
按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态为状态1，南北方向绿灯通车，东西方向红灯。
经过过一段时间（55S）转换状态2，南北方向由绿灯转亮黄灯，延时5S，东西方向仍然红灯。
再转换到状态3，东西方向绿灯通车，南北方向红灯。
过一段时间（55S）转换到状态4，东西方向由绿灯转亮黄灯，延时5S，南北方向仍然红灯。
最后循环至南北绿灯，东西红灯。
在这些状态下，有时钟倒数计时。
当按下S1键时，进入绿灯时间设置模式，第二次按下S1键，进入黄灯设置模式，第三次按下S1键，设置时间结束。
4芯片介绍
AT89S52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89S52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89S52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89S52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
主要功能特性：
•兼容MCS51指令系统
•8k可反复擦写（>1000次）FlashROM
•32个双向I/O口
•256x8bit内部RAM
•3个16位可编程定时/计数器中断
•时钟频率0-24MHz
•2个串行中断
•可编程UART串行通道
•2个外部中断源
•共6个中断源
•2个读写中断口线
•3级加密位
•低功耗空闲和掉电模式
•软件设置睡眠和唤醒功能
5硬件设计
6软件程序设计
6.1定时器初始化
定时器／计数器是单片机中最常用、最重要的功能模块之一，本次实训通过交通灯控制器实例来演示定时器的使用。
首先介绍交通灯以及定时器／计数器的基础知识，接着介绍本实例的硬件电路构成，然后逐步分析定时器的编程以及程序的全貌。
定时器／计数器的4种工作方式下的逻辑结构如表所示。
M1
M2
工作方式
0
0
方式0，为13位定时器/计数器
0
1
方式1，为16位定时器/计数器
1
0
方式2，为初值自动重装的8位定时器/计数器
1
1
方式3，仅T0有效，将T0分为两个8位定时器/计数器
定时器工作在工作方式1，是初值自动重装的16位定时器/计数器，在12MHz晶振条件下，16位定时器的最长定时时间是65.535ms，为了方便计算取定时时间为1ms，所以，定时1s需要定时器中断100次。
下面计算定时器的初值。
定时器初值TC=M-T/t=65535-1000/1=64535，因此TH0=d8H,TL0=f0H.
定时器初始化程序如下，定时器T0设定为工作方式1，初始值为d8f0H，自动重装入值为d8f0H。
TMOD|=0x01;//定时器T0设置10msin12Mcrystal
TH0=0xd8;//设定时器T0的初始值,并自动重载
TL0=0xf0;
ET0=1;//打开中断
TR0=1;//启动定时器
EA=1；//中断允许总控制位使能
6.2程序流程图
流程图如下：
6.3程序设计（见附件）
7总结
本次单片机的实训，回顾起整个过程，我们仍感慨颇多，学到了很多的东西。
同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。
对于单片机设计，其硬件电路是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。
因此可以说单片机的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。
通过这次课程设计我发现单片机原理应用行很强，只有老师的讲解不行，只看也不中，只有自己动手去做才会发现自己确实有太多的不足，许多的原理，程序看似简单，真正去做才知道知识并没有自己想象的那样扎实。
从而懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
附件
#include
bitred_green=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;
sbitKEY1=P3^0;
sbitKEY2=P3^1;
sbitKEY3=P3^2;
unsignedcharsecond=55,counts=0,green_time=55,yellow_time=5;//红灯55s，黄灯5s
codeunsignedchartab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共阴数码管0-9
unsignedcharStrTab[4];//定义缓冲区
voidDelay（unsignedintcnt）
{
while（--cnt）;
}
voidtime（void）interrupt1using1
{
staticunsignedcharcount=0;
TH0=0xd8;//重新赋值，10ms中断一次
TL0=0xf0;
count++;
if（count==100）
{
count=0;
second--;
//秒减1
if（second==0）
{
if（red_yellow）
{
red_yellow=0;green_red=1;
second=yellow_time;
P1=0xf6;//车道红灯，人行道黄灯，5s
}
elseif（green_red）
{
green_red=0;yellow_red=1;
second=green_time;
P1=0xed;//车道绿灯，人行道红灯，55s
}
elseif（yellow_red）
{
yellow_red=0;red_green=1;
second=yellow_time;
P1=0xf9;//车道黄灯5s，人行道红灯，5s
}
elseif（red_green）
{
red_green=0;red_yellow=1;
second=green_time;
P1=0xde;//车道红灯，人行道绿灯，55s
}
}
}
}
voidSettime（void）
{
if（!
KEY1）//按键去抖以及动作
{
Delay（10000）;
if（!
KEY1）
{
counts++;
if（counts==3）//设置完成
{
counts=0;red_green=0,red_yellow=1,green_red=0,yellow_red=0;//
second=green_time;P1=0xde;
}
}
}
if（counts==1&&!
KEY2）//绿灯时间+
{
Delay（10000）;
if（counts==1&&!
KEY2）
{
green_time++;
if（green_time==100）green_time=55;
}
}
if（counts==1&&!
KEY3）//绿灯时间-
{
Delay（10000）;
if（counts==1&&!
KEY3）
{
green_time--;
if（green_time==0）green_time=55;
}
}
if（counts==2&&!
KEY2）//黄灯时间+
{
Delay（10000）;
if（counts==2&&!
KEY2）
{
yellow_time++;
if（yellow_time==100）yellow_time=5;
}
}
if（counts==2&&!
KEY3）//黄灯时间-
{
Delay（10000）;
if（counts==2&&!
KEY3）
{
yellow_time--;
if（yellow_time==0）yellow_time=5;
}
}
}
voidDisplay（void）//显示函数
{
if（counts==0）
{
if（red_yellow）
{
StrTab[0]=tab[（second+yellow_time）/10];
StrTab[1]=tab[（second+yellow_time）%10];
StrTab[2]=tab[（second）/10];
StrTab[3]=tab[（second）%10];
}
if（green_red||red_green）
{
StrTab[0]=tab[second/10];
StrTab[1]=tab[second%10];
StrTab[2]=tab[second/10];
StrTab[3]=tab[second%10];
}
if（yellow_red）
{
StrTab[0]=tab[second/10];
StrTab[1]=tab[second%10];
StrTab[2]=tab[（second+yellow_time）/10];
StrTab[3]=tab[（second+yellow_time）%10];
}
}
if（!
（counts==0））
{
StrTab[0]=tab[green_time/10];
StrTab[1]=tab[green_time%10];
StrTab[2]=tab[yellow_time/10];
StrTab[3]=tab[yellow_time%10];
}
}
voidtime1（void）interrupt3using0//定时器1用来动态扫描
{
staticunsignedcharnum;
TH1=0xF8;//重入初值
TL1=0xf0;
num++;
if（num==4）num=0;//扫描4次，使用4个数码管
if（counts==0）
{
switch（num）
{
case0:
P2=0;P0=StrTab[0];break;//分别调用缓冲区的值进行扫描
case1:
P2=1;P0=StrTab[1];break;
case2:
P2=2;P0=StrTab[2];break;
case3:
P2=3;P0=StrTab[3];break;
default:
break;
}
}
if（counts==1）
{
switch（num）
{
case0:
P2=0;P0=StrTab[0];break;//分别调用缓冲区的值进行扫描
case1:
P2=1;P0=StrTab[1];break;
case2:
P2=4;;break;
case3:
P2=4;;break;
default:
break;
}
}
if（counts==2）
{
switch（num）
{
case0:
P2=4;break;//分别调用缓冲区的值进行扫描
case1:
P2=4;break;
case2:
P2=2;P0=StrTab[2];break;
case3:
P2=3;P0=StrTab[3];break;
default:
break;
}
}
}
voidmain（void）
{
TMOD|=0x01;//定时器T0设置10msin12Mcrystal
TH0=0xd8;
TL0=0xf0;
ET0=1;//打开中断
TR0=1;//启动定时器
TMOD|=0x10;//定时器1用于动态扫描
TH1=0xF8;
TL1=0xf0;
ET1=1;
TR1=1;
EA=1;
P1=0xde;//车道红灯，人行道绿灯，55s
while
（1）
{
Settime（）;
Display（）;
}
}
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