51单片机红绿灯课程设计文档格式.docx
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由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。
3.1单片机交通控制系统的通行方案设计
设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。
其具体状态如下图所示。
说明：
黑色表示亮，白色表示灭。
交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1,周而复始,即如图2.1所示：
•8
丁绿黄
c«
o
红绿黄
oo
红绿闘
•oo
tL
绿
黄
tr
•OO
好立档•让好朋方也着副X
图1交通状态
本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交
通灯控制器。
实现以下功能：
初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西路口车通行，时隔24s,黄灯闪烁6次。
之后，南北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔24s,南北黄灯闪烁6次，然后又切换成东西方向通车，如此重复。
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（再次按中断键），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。
下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下
衣1交通状态及红绿灯状态
状态1
状态3
状态4
状态6
东西向
禁行
竽待变换
適行
等待变换
南北向
通行
等持交换
东西红灯
1
东四黄灯
东西録灯
南北红灯
南北绿灯
南北黄灯
东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示借2个，在任一个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。
状态及红绿灯状态如表1所示。
0表示灭，1表示亮。
3.3单片机智能交通灯控制系统的基本构成及原理
单片机设计智能交通灯控制系统，可用单片机直接控制交通信号灯的状态变化，实现倒计时、紧急情况处理与时间调整等功能。
LED数码菅显示
TT
图2系统的总体框圏
据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入，信号灯状态模块、LED倒计时模块接受输出。
系统的总体框图如上所示。
单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LED数码借上实时显示。
在此过程中随时通过键盘调用急停按键和时间调节中断。
交通灯系统硬件设计
此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以外，还有4个两位数码骨，用以倒计时和4个路口的灯，共12个LED灯。
四川信息职业技术学院毕业设计说明书（论文）
第
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第二章交通灯系统硬件设计
此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中断电路以及复位电路以外，还有4个两位数码骨，用以倒计时和4
个路口的灯，共12个LED灯。
2.1系统框架图
外部品体振荡屯路
电路板一块，AT89S51单片机一片，八段LED数码管四个。
发光二极借12个（4个绿的，4个红，4个黄的），8个电阻，2个电容,1个晶振，1个电解电容，1个按键开关。
（系统结构框图：
图2.1）
数码显不行AT89C51
按键复位电路
按键外部中析
LED灯
閤2.1
2.3.1MSC-51芯片简介
MCS-51单片机内部结构
8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
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。
8051内部结构
mwitanritaif
8051
2.2
2.3.2LED显示数码管
八段LED显示器由八个发光二极管组成。
其中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个圆点形的放光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部分英文字母。
LED显示器有两种不同的形式：
一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称为共阳极LED显示器如图2-2所示；
另一种是8个发光二极借的阴极都连在一起的，称为共阴极LED显示器
3.3晶体振荡器
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整,作用是为系统提供基本的时钟信号。
我们在晶体某一方向加一电场，从而在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而使机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时，才达到最后稳定，这种压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
附录
原程序代码
#include<
reg51.h>
#defineuintunsignedint//宏定义
#defineucharunsignedchar//宏定义
ucharaa,cc,NBshi,NBge,DXshi,DXge,NBtemp,DXtemp;
//定义变量
sbitNBR=P3A0;
//南北红灯
sbitNBY=P3A1；
//南北黄灯
sbitNBG=P3A4;
//南北绿灯
sbitDXY=P3A5;
//东西黄灯
sbitDXG=P3A6;
//东西绿灯
sbitDXR=P3A7;
//东西红灯
ucharcodetable[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f};
//数字的代码从0-9
//数字的代码从0-9
voidinit（）;
//初始化子程序的申明
voiddisplayNB（ucharNBshi,ucharNBge）;
//显示子程序的申明voiddelay（uintz）;
//延时子程序的申明
voidfenjieNBf）;
//南北数码管显示数字的分解函
数voidfenjieDXO;
//东西数码骨显示数字的分解函数
voidmain（）
//显示子程序的申明
voiddelay（uintz）;
voidfenjieNBO;
//南北数码管显示数字的分解函数
voidfenjieDXf）;
//东西数码管显示数字的分解函数
{
init（）;
//初始化子程序whilefl）{
if（cc==82）//循环一次结束{cc=O;
//从新进行下一次循环
voiddelay（uintz）//带参数的延时函数
{ucharx,y;
//定义两个变量for（x=z;
x>
0;
x-）//循环延时
for（y=110;
y>
y-）;
//循环延时
}
voidinit（）//初始化子程序{EA=1;
//开总中断
ETO=1;
//允许定时器0中断EXO=1;
//允许外部中断0中断TRO=1;
//启动定时器0
TMOD=0x01;
//设置定时器0工作方式1
TH0=（65536-50000）/256;
//给定时器的高8为赋初值
TL0=（65536-50000）%256;
//给定时器的低8为赋初值
voidfenjieNBO//南北数码管显示数字的分解函数
{NEshANEtemp/]0;
〃将要显示的时间的十位赋给变量
NBge=NBtemp%10;
//将要显示的时间的个位赋给变量
NBtemp—;
voidfenjieDXf）//东西数码管显示数字的分解函数
{DXshi=DXtemp/10;
DXge=DXtemp%10;
DXtemp—;
voiddisplayNB（ucharNBshi,ucharNEge）//带参数的数码管显示函数
//显示南北十位P2=0xfe;
PO=table[NBshi];
delay（5）;
//显示南北个位
P2=0xfd;
PO=table[NBge];
delay（15）;
I
f
voiddisplayDX（ucharDXshi,ucharDXge）{
//东西十位
P2=0xfb;
Pl=table[DXshi];
delay（5）;
〃东西个位
P2=0xf7;
P1=table[DXge];
delay⑸；
voidtimerOQinterrupt1//定时器0的中断函数
//重装计数初值
aa++;
if（aa==20）//判断定时1分钟是否到
aa=O;
//计数次数清0
if（cc==O）//南北亮红灯40秒，东西亮黄灯5秒
DXY=O;
//东西的黄灯亮
DXG=1;
//东西的绿灯不亮
DXR=1;
//东西的红灯不亮
NBY=1;
//南北的黄灯不亮
NBG=1;
//南北的绿灯不亮
NBR=O;
//南北的红灯亮
DXtemp=5;
//东西的黄灯亮5秒
NBtemp=40;
//南北的红灯亮40秒
elseif（cc==6）//南北继续亮红灯40秒，东西亮绿灯34秒
DXY=1;
//东西的黄灯不亮
DXG=O;
//东西的绿灯亮
DXtemp=34;
//东西的绿灯亮34秒
elseif（cc==41）//南北亮黄灯5秒，东西亮红灯40秒
DXR=0;
//东西的红灯亮
NBY=0;
//南北的黄灯亮
NBR=1;
//南北的红灯不亮
NBtemp=5;
//南北的黄灯亮5秒
DXtemp=40;
//东西的红灯亮40秒
elseif（cc==47）//南北亮绿灯34秒，东西继续亮红灯40秒
nby=1;
NBG=O;
//南北的绿灯亮
NBtemp=34;
//南北的绿灯亮34秒
fenjieNBf）;
//调用南北分解函数
fenjieDXf）；
//调用东西分解函数
cc++;
//判断亮灯的变量自加1
displayNB（NBshi,NBge）;
//调用NB红灯40秒的显示程序displayDX（DXshi,DXge）;
//调用DX黄灯5秒的显示程序}
voidJJZD（）interrupt0//紧急中断程序，南北东西都亮红灯
DXR=O;
displayNB（O,O）;
//南北数码借都显示0
displayDX（O,O）;
//东西数码借都显示0
cc=O;
//重最开始显示
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