單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計--交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計成績評定書 </p><p>　　專業(yè)、班級 姓名 日期 </p><p>　　1、設(shè)計題目 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　2、設(shè)計指導(dǎo)教師（簽名）

2、 </p><p>　　3、設(shè)計評閱人（簽名） 評閱日期 </p><p>　　4、評定意見及成績 </p><p><b>　　年 月 日</b>

3、;</p><p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　本文研究的是以AT89C51單片機(jī)為控制器的智能交通燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有交通燈指示的東西通行，南北通行。通行指示燈采用紅黃綠各3個共計12個單色發(fā)光二極管。紅燈停，綠燈直行及左右拐。本設(shè)計是以軟件和硬件相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，文中給出了具體的硬件電路圖和軟件流程圖及程序源碼。</p>

4、<p>　　關(guān)鍵詞：智能交通燈，AT89C51，LED單色發(fā)光二極管</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.引言1</b></p><p>　　2.方案設(shè)計及基本要求3</p><p><b>　　2.1方案設(shè)計3</b&

5、gt;</p><p>　　2.1.1交通燈控制方法簡介3</p><p>　　2.1.2交通燈控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計3</p><p>　　2.2交通燈控制系統(tǒng)基本要求3</p><p>　　3.交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計4</p><p>　　3.1單片機(jī)概述4</p><p>　　3.

6、2 AT89C51單片機(jī)5</p><p>　　3.2.1 AT89C51簡介5</p><p>　　3.2.2 AT89C51主要特性5</p><p>　　3.2.3 AT89C51特性概述5</p><p>　　3.2.4 AT89C51的引腳功能6</p><p>　　3.2.5運(yùn)算器和控制器8&l

7、t;/p><p>　　3.2.6存儲器9</p><p>　　3.3交通燈控制系統(tǒng)工作原理9</p><p>　　3.4交通燈控制系統(tǒng)組成10</p><p>　　3.4.1交通信號燈控制系統(tǒng)組成10</p><p>　　3.4.2交通信號燈主控制系統(tǒng)10</p><p>　　3.4.3通

8、行燈輸出控制10</p><p>　　3.5交通信號燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計11</p><p>　　3.5.1系統(tǒng)硬件組成及仿真圖11</p><p>　　4.系統(tǒng)軟件設(shè)計13</p><p>　　4.1程序流圖13</p><p>　　4.2軟件應(yīng)用13</p><p>　　4.2.

9、1 PROTEUS簡介13</p><p>　　4.2.2 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)簡介13</p><p>　　5.系統(tǒng)調(diào)試15</p><p>　　5.1硬件調(diào)試15</p><p>　　5.2軟件調(diào)試16</p><p>　　5.3 PROTEUS軟件仿真16</p><p>

10、;　　5.3.1仿真過程16</p><p>　　6.畢業(yè)設(shè)計心得體會19</p><p>　　6.1設(shè)計過程中遇到的問題19</p><p>　　6.2系統(tǒng)不足19</p><p><b>　　6.3體會19</b></p><p><b>　　7.結(jié)束語21</

11、b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　致謝23</b></p><p>　　附錄：源程序：24</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為

12、疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。</p><p>　　1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩塊以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣

13、燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。</p><p>　　1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。</p><p>　　1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，當(dāng)車輛接近時,紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈

14、時按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。</p><p>　　信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎

15、，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問題。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來越大，并一直保持大比例的增

16、長?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。由于生活水平的提高，人們對交通運(yùn)輸?shù)陌踩约胺?wù)水平提出了更高的要求。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服?wù)質(zhì)量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時也減小了工作人員的勞動強(qiáng)度。 </p><p>　　中國車輛數(shù)量不斷增加

17、，交通控制在未來的交通管理中起著越來越重要的作用。智能交通燈的管理比重修一條馬路無論在經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行速率上都有很好的效益、更加節(jié)約資源。使交管人員有更多的精力投入到管理整個城市交通控制，帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益,為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。</p><p><b>　　方案設(shè)計及基本要求</b></p><p><b>　　2.1方案設(shè)計<

18、/b></p><p>　　2.1.1交通燈控制方法簡介</p><p>　　目前，國內(nèi)的交通燈設(shè)計方案有很多，有應(yīng)用PLC對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)計；有應(yīng)用單片機(jī)對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)計。交通燈一般設(shè)置在十字路口，用紅、黃、綠兩種顏色的指示燈來控制車輛通行。本設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)AT89C51單片機(jī)作為控制器，直行的通行指示燈采用的是單色發(fā)光二極管。由于AT89C51單片機(jī)自身帶

19、有2個定時/計數(shù)器、5個中斷源，端口剛好滿足要求。該系統(tǒng)具有電路簡單，設(shè)計方便，耗電少，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2.1.2交通燈控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計研究的是基于AT89C51單片機(jī)的交通燈智能控制系統(tǒng)。根據(jù)交通控制系統(tǒng)的設(shè)計原理，闡述了硬件和軟件方面開發(fā)的整個過程。主控系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，控制左拐、右拐及直行的通行，占用端口少

20、，耗電也最小。系統(tǒng)電源采用獨(dú)立的+5V穩(wěn)壓電源，有各種成熟電路可供選用，使此方案可靠穩(wěn)定。該設(shè)計可直接在I/O口上接按鍵開關(guān)，精簡并優(yōu)化了電路。</p><p>　　2.2交通燈控制系統(tǒng)基本要求</p><p>　　本系統(tǒng)需要采用MSC-51系列單片機(jī)AT89C51作為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　　初始東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮

21、，東西方向通車。</p><p>　　延時10s，東西方向綠燈熄滅，黃燈閃爍5次。</p><p>　　黃燈閃爍后，東西方向紅燈亮同時南北方向綠燈亮，南北方向開始通車。</p><p>　　延時10s，南北方向綠燈滅，黃燈閃爍5次，然后又切換成東西方向通車，如此重復(fù)。</p><p><b>　　交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計</b>

22、;</p><p><b>　　3.1單片機(jī)概述</b></p><p>　　單片機(jī)是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共五個基本部分組成的。單片機(jī)是把包括運(yùn)算器、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等都集成在一個尺寸有限的芯片上。</p><p>　　通常，單片機(jī)由單個集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含

23、有計算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　單片機(jī)經(jīng)過1、2、3、4代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓、低功耗。</p><p>　　可以說，二十世紀(jì)跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代

24、和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)。顧名思義，這種計算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時工控、通訊設(shè)備、

25、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 </p><p>　　目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛

26、機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。它主要是作為控制部分的核心部件。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。</p><p>　　3.2

27、AT89C51單片機(jī)</p><p>　　3.2.1 AT89C51簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存

28、儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 </p><p>　　3.2.2 AT89C51主要特性</p><

29、;p>　　與MCS-51 兼容;</p><p>　　4K字節(jié)可編程FLASH存儲器;</p><p>　　壽命：1000寫/擦循環(huán);</p><p>　　數(shù)據(jù)保留時間：10年;</p><p>　　全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz;</p><p>　　三級程序存儲器鎖定;</p><p>

30、;　　128×8位內(nèi)部RAM;</p><p>　　32可編程I/O線;</p><p>　　兩個16位定時器/計數(shù)器;</p><p><b>　　5個中斷源;</b></p><p><b>　　可編程串行通道;</b></p><p>　　低功耗的閑置和掉電模

31、式;</p><p>　　片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。</p><p>　　3.2.3 AT89C51特性概述</p><p>　　AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)

32、邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 </p><p>　　3.2.4 AT89C51的引腳功能</p><p>　　AT89C51為雙列直插（DIP）式封裝的51單片機(jī)芯片，有40條引腳，其引腳示意如圖3.1所示

33、。</p><p>　　圖3.1 AT89C51單片機(jī)引腳圖</p><p>　　各引腳功能說明如下：</p><p><b>　　主電源引腳</b></p><p>　　Vcc（40腳）：接+5（1±20﹪）V電源正端；</p><p>　　Vss（20腳）：接地。</p>

34、<p><b>　　I/O引腳</b></p><p>　　P0口(39-32腳)：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。 <

35、/p><p>　　P1口(1-8腳)：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為低八位地址接收。 </p><p>　　P2口(21-28腳)：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接

36、收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 </p&

37、gt;<p>　　P3口(10-17腳)：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： </p><p>　　P3.0 RXD（串行

38、輸入口）;</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）;</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）;</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）;</p><p>　　P3.4 T0（記時器0外部輸入）;</p><p>　　P3.5 T1（記時器1外部輸入）;</p>

39、<p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）;</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）。</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 </p><p>　　RST/ VPD (9腳)：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 </p><p>　　

40、ALE/PROG(30腳)：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外

41、，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><p>　　/PSEN(29腳)：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP(31腳)：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是

42、否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 </p><p>　　XTAL1(19腳)：它在單片機(jī)內(nèi)部是一個反向放大器的輸入端，構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時鐘時，HMOS單片機(jī)的該引腳應(yīng)接地；CHMOS單片機(jī)的該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。</p><p&g

43、t;　　XTAL2(18腳)：它在單片機(jī)內(nèi)部是片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時鐘時，HMOS單片機(jī)的該引腳作為外部振蕩信號的輸入端；CHMOS單片機(jī)的該引腳應(yīng)懸空不接。</p><p>　　3.2.5運(yùn)算器和控制器</p><p>　　AT89C51的運(yùn)算器和控制器功能類似于一般微機(jī)中的微處理器(CPU)，是單片機(jī)的核心部件，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。它完成邏輯算術(shù)運(yùn)算并協(xié)

44、調(diào)單片機(jī)其它各部分的工作。各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算所涉及到的寄存器包括：累加器ACC、寄存器B、暫存器1(TEMP1)和暫存器2(TEMP2)、程序狀態(tài)字寄存器PSW，程序計數(shù)器PC，堆棧指針SP，數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR等。它們位于CPU內(nèi)部，又稱CPU專用寄存器，以區(qū)別于I/O接口專用寄存器。</p><p><b>　　3.2.6存儲器</b></p><p>　　MC

45、S-51系列單片機(jī)存儲器組成是所謂的哈佛結(jié)構(gòu)，存儲器的組織方式與通用單片機(jī)系統(tǒng)不同，包含程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器，其地址空間是相互獨(dú)立的，而不是程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址。在AT89C51單片機(jī)中，程序存儲器采用EEPROM，而數(shù)據(jù)存儲器采用RAM。它們又可以進(jìn)一步分成內(nèi)部或外部兩類。</p><p>　　程序存儲器 程序存儲器內(nèi)部和外部是統(tǒng)一連續(xù)編址的，內(nèi)部占用地址空間的低4KB，地址0000H～0FFFH

46、，外部地址范圍1000H～FFFFH，共60KB。程序存儲器主要用來存放程序和常數(shù)。當(dāng)程序計數(shù)器PC由內(nèi)部ROM開始執(zhí)行到外部ROM時，會自動尋址外接程序存儲器。</p><p>　　程序地址空間原則上可由用戶任意安排，但復(fù)位和中斷源的程序入口地址在51系列單片機(jī)中是固定的，用戶不能改變。入口地址見表3.1。復(fù)位后，CPU從0000H地址開始執(zhí)行程序。其他地址為中斷服務(wù)程序入口地址，響應(yīng)某個中斷時，將自動從其對應(yīng)

47、的入口地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序。</p><p>　　表3.1AT89C51單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址</p><p>　　3.3交通燈控制系統(tǒng)工作原理</p><p>　　本系統(tǒng)運(yùn)用單片機(jī)對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)施控制，通過直接控制信號燈的狀態(tài)變化，指揮交通的具體運(yùn)行。由此，本設(shè)計系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，構(gòu)成最小系統(tǒng)，根據(jù)按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，由信號燈狀態(tài)模塊輸出。系統(tǒng)進(jìn)入工

48、作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制。</p><p>　　3.4交通燈控制系統(tǒng)組成</p><p>　　3.4.1交通信號燈控制系統(tǒng)組成</p><p>　　該交通信號燈控制系統(tǒng)有以下幾個部分組成：晶振、復(fù)位電路、輸入控制、單片機(jī)、LED單色發(fā)光二極管。</p><p>　　此系統(tǒng)核心元件為單片機(jī)AT89C51，對其編寫相關(guān)程序來控制交通信號燈閃

49、爍。系統(tǒng)共采用12個發(fā)光二極管來模擬各路交通信號燈，東西道通行10秒，南北道通行10秒，轉(zhuǎn)換時黃燈閃爍5次。源程序采用C語言編寫，并通過keil軟件進(jìn)行編譯，最后倒入AT89C51單片機(jī)中，運(yùn)行系統(tǒng)。設(shè)計好后通過PROTUES軟件仿真，并調(diào)試。</p><p>　　3.4.2交通信號燈主控制系統(tǒng)</p><p>　　主控器采用AT89C51，是美國ATMEL公司生產(chǎn)的一款性能穩(wěn)定、低功耗的

50、單片機(jī)，兼容MCS-51系列產(chǎn)品指令系統(tǒng)及引腳。片內(nèi)含4KB的可重復(fù)編程的Flash程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，使用5（1±20﹪）V的電源電壓， 128×8位的內(nèi)部RAM，4個8位的雙向可位尋址的I/O端口，2個16位定時/計數(shù)器，6個中斷源，AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價比的應(yīng)用，靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　3.4.3通行燈輸出

51、控制</p><p>　　道口交通燈指示采用紅黃綠各3個共計12個單色發(fā)光二極管。道口指示燈電路如圖3.2所示</p><p>　　圖3.2交通信號燈位置圖</p><p>　　3.5交通信號燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　3.5.1系統(tǒng)硬件組成及仿真圖</p><p>　　根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的具體功能，經(jīng)過比較，我選

52、用AT89C51單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，用紅、黃、綠各4個共12個單色發(fā)光二極管顯示實(shí)現(xiàn)交通控制功能。硬件仿真圖如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3交通信號燈硬件仿真圖</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1程序流圖</b></p><p

53、>　　軟件部分采用模塊化程序設(shè)計的方法，由單片機(jī)控制主程序、數(shù)碼管顯示組成。系統(tǒng)軟件設(shè)計是在KeilC編譯環(huán)境下進(jìn)行的，由于C語言程序可移植性好，所以提高了編程的效率。軟件程序流程圖如圖4-1所示。</p><p><b>　　4.2軟件應(yīng)用</b></p><p>　　4.2.1 PROTEUS簡介</p><p>　　Proteus軟

54、件不僅具有EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件Proteus從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實(shí)現(xiàn)了將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在編譯方面，它支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p>

55、<p>　　4.2.2 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)簡介</p><p>　　Keil C51是51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)其高級語言的

56、優(yōu)勢。</p><p>　　圖4.1交通信號燈軟件流程圖</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1硬件調(diào)試</b></p><p><b>　　模擬程序調(diào)試</b></p><p>　　先編寫一個簡單無誤的程序，寫

57、入AT89C51芯片，檢查LED燈是否可以正常顯示，如果不能正常顯示，則一一進(jìn)行排查。如果能正常顯示，則說明整體電路沒有問題，可以進(jìn)行軟件調(diào)試。在這里使用的是一個簡單的閃爍程序：</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint

58、 unsigned int</p><p>　　sbit LED=P1^0;</p><p><b>　　//延時</b></p><p>　　void DelayMS(uint x)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar

59、i;</b></p><p>　　while(x--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>&

60、lt;/p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b><

61、/p><p><b>　　LED=~LED;</b></p><p>　　DelayMS(150);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　經(jīng)測試，LED燈正常閃爍，整體電路圖沒有問題。</

62、p><p><b>　　5.2軟件調(diào)試</b></p><p>　　當(dāng)程序編寫無誤后再將程序?qū)懭階T89C51芯片，觀察電路有效果出來。如無法正常顯示，可能是程序編寫錯誤，繼續(xù)改正。如果檢查程序無誤，但是結(jié)果顯示還是不正確，則有可能是原件損壞。將程序進(jìn)行編譯后，打開AT89C51單片機(jī)的元件屬性編輯對話框。在Proteus當(dāng)硬件調(diào)試完畢后，可進(jìn)行軟件調(diào)試。首先編寫程序，檢

63、查程序編寫是否正確后，單擊文件夾圖標(biāo)，選擇“程序JTD.hex”文件后，即可對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。</p><p>　　5.3 PROTEUS軟件仿真</p><p><b>　　5.3.1仿真過程</b></p><p>　　狀態(tài)一：東西道亮綠燈10秒、南北道亮紅燈；如圖5.1。</p><p>　　狀態(tài)二：東西道綠燈停，黃

64、燈閃爍5次、南北道繼續(xù)亮紅燈；如圖5.2。</p><p>　　狀態(tài)三：東西道亮紅燈、南北道亮綠燈10秒；如圖5.3。</p><p>　　狀態(tài)四：東西道繼續(xù)亮紅燈、南北道綠燈停，黃燈閃爍5次；如圖5.4。</p><p><b>　　然后轉(zhuǎn)到狀態(tài)一循環(huán)</b></p><p><b>　　圖5.1狀態(tài)1<

65、;/b></p><p><b>　　圖5.2狀態(tài)2</b></p><p><b>　　圖5.3狀態(tài)3</b></p><p><b>　　圖5.4狀態(tài)4</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計心得體會</b></p><

66、p>　　6.1設(shè)計過程中遇到的問題</p><p>　　因?yàn)殚_始對單片機(jī)相關(guān)軟件的不熟悉，在過程中經(jīng)常遇到一些問題，首先在安裝Keil編程軟件時，我總是安裝不上，安裝了也無法使用?？偹惆惭b好后，使用了幾分鐘就自動關(guān)閉了。后來我請教了好幾個同學(xué)，還是沒有解決。最后還是上百度搜索了一下才知道原來是我用的程序不穩(wěn)定。我找李老師要了一分穩(wěn)定的裝上去總算能用了。使用Keil程序編程時，文件要先保存成xx.c的格式，然

67、后使其生成xx.hex的文件再進(jìn)行仿真，開始時我經(jīng)常忘記，這導(dǎo)致我無法進(jìn)行仿真。還有文件保存在默認(rèn)的文件夾里不要隨意改變文件夾，防止找不到文件。其次，在搭接仿真電路時，有一個LED燈的線沒有接上，運(yùn)行時對應(yīng)的LED燈不亮。</p><p><b>　　6.2系統(tǒng)不足</b></p><p>　　系統(tǒng)設(shè)定中沒有LED數(shù)碼管倒計時程序，特種車輛放行程序，左拐直行分開顯示，

68、沒用定時器時間不精確以及自動根據(jù)車流改變紅綠燈時間，此外，還沒有充分考慮的把現(xiàn)代管理、人工智能運(yùn)用到交通的控制中，來計算交通控制點(diǎn)之間的距離，來更合理的安排紅、綠燈的持續(xù)時間，使城市的交通管理更加人性化。使人們遠(yuǎn)離目前的交通擁塞的現(xiàn)象。</p><p><b>　　6.3體會</b></p><p>　　本設(shè)計系統(tǒng)是基于單片機(jī)的模擬交通燈控制系統(tǒng)，具有一定的實(shí)際意義。

69、通過本次設(shè)計很好的完成了以單片機(jī)為核心，通過LED燈完成了十字路口的工作狀態(tài)的模擬。其運(yùn)行可靠，操作方便，適用性強(qiáng)，可以廣泛應(yīng)用于城市路口，具有較大的推廣價值。</p><p>　　由于時間比較緊張，其中不免出現(xiàn)一些不足的地方，但是，在短暫的時間內(nèi)，從對題目的分析到方案的確定，再到軟件的模擬，最后通過硬件的調(diào)試，都達(dá)到了預(yù)想的效果。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中我收獲很多。首先，在

70、知識方面：經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我對大學(xué)幾年中所學(xué)的專業(yè)知識有一個良好的回顧和總結(jié)。平時學(xué)的知識在這里得到了綜合運(yùn)用，使我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深的理解；使我學(xué)會如何將理論知識運(yùn)用到具體的實(shí)用領(lǐng)域中。同時在設(shè)計的過程中，我還接觸到很多新的知識。</p><p>　　其次，在能力方面：在設(shè)計過程中，我需要查找資料，找工具書，需要將所學(xué)的知識綜合，需要學(xué)習(xí)新的知識補(bǔ)充，需要與老師交流，這些都鍛煉了我運(yùn)用現(xiàn)有知識的能力。學(xué)

71、到知識又能應(yīng)用到實(shí)踐中去才是最重要的。</p><p>　　再次，我的個人素質(zhì)也得到鍛煉。在設(shè)計過程中，它需要耐心、毅力和解決問題的能力。碰到困難不能后退和放棄，要有不達(dá)目的不罷休、持之以恒的精神。</p><p>　　當(dāng)然，由于我的知識和能力有限，有很多不足之處，懇請老師指教。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p>

72、<p>　　通過這次交通燈的畢業(yè)設(shè)計，我在指導(dǎo)老師李德路老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實(shí)踐能力，并對當(dāng)前電子領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)計算機(jī)方面的知識有極大的幫助。使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過程中，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良

73、好的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識，對已有知識有了更深層次的理解和認(rèn)識。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流得到解決。</p><p>　　還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。</p><p>　　由于本人的水平

74、有限，設(shè)計中難免會有一些不合理的部分，系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待提高。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]吳曉蘇編著《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》人民郵電出版社，2009</p><p>　　[2]楊路明編著《C語言程序設(shè)計教程》北京郵電大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[3]樓然苗、李光

75、飛編著《單片機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)》北京航空航天大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[4]曹建樹、夏云生、曾林春編著《51單片機(jī)實(shí)用教程》中國石化出版社，</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年的大學(xué)時光在不知不覺間已經(jīng)走到末尾，在這三年的時光中很多老師都給予我們很多幫助。不管是侯老師對我們的嚴(yán)格要求，還是*老師的嚴(yán)格

76、把關(guān)，亦或是*老師在課堂上經(jīng)常給我們講解的社會經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在看來都體現(xiàn)出老師們對我們無微不至的關(guān)心和照顧。當(dāng)然在這次畢業(yè)設(shè)計中，*老師給了我很大的幫助。*老師用自己的下班時間晚上在教室給我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計輔導(dǎo)，使我們不僅完成了畢業(yè)設(shè)計還學(xué)到了更多。</p><p>　　值此畢業(yè)答辯之際，真心感謝每一位幫助我的老師和同學(xué)。也祝愿其他每一位參加答辯的同學(xué)都能答辯成功精彩</p><p><b&

77、gt;　　附錄：源程序：</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit RED_A=P0^0; //東西向燈</

78、p><p>　　sbit YELLOW_A=P0^1;</p><p>　　sbit GREEN_A=P0^2;</p><p>　　sbit RED_B=P0^3; //南北向燈</p><p>　　sbit YELLOW_B=P0^4;</p><p>　　sbit GREEN_B=P0^5;</p>

79、<p>　　uchar Flash_Count=0,Operation_Type=1; //閃爍次數(shù)，操作類型變量</p><p><b>　　//延時</b></p><p>　　void DelayMS(uint x)</p><p><b>　　{</b></p><p><

80、;b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(x--) for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//交通燈切換</b></p><p>　　void Traffic_Light()<

81、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(Operation_Type)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1://東西向綠燈與南北向紅燈亮</p><p>　　RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN

82、_A=0;</p><p>　　RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1;</p><p>　　DelayMS(10000);</p><p>　　Operation_Type=2;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2://東西向黃

83、燈閃爍，綠燈關(guān)閉</p><p>　　DelayMS(300);</p><p>　　YELLOW_A=~YELLOW_A;GREEN_A=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10) return; //閃爍5次</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Opera

84、tion_Type=3;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3://東西向紅燈，南北向綠燈亮</p><p>　　RED_A=0;YELLOW_A=1;GREEN_A=1;</p><p>　　RED_B=1;YELLOW_B=1;GREEN_B=0;</p>

85、<p>　　DelayMS(10000);</p><p>　　Operation_Type=4;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 4://南北向黃燈閃爍5次</p><p>　　DelayMS(300);</p><p>　　YELL

86、OW_B=~YELLOW_B;GREEN_B=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10) return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_Type=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>&l

87、t;b>　　}</b></p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(1) Traffic_Light();</p><p><b&g