51单片机交通灯系统设计

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1、计算机控制系统课程设计题目：单片机交通信号灯控制系统设计学院:信息科学与工程学院专业:自动化学号:学生姓名:指导教师:日期:单片机交通信号灯控制系统设计一、设计目的与意义1、通过用51单片机控制交通灯的课程设计，熟练51单片机的编程方法。2、通过本课程的设计，进一步掌握I/O接口设计和常用程序设计技术，掌握单片机控制系统的设计的一般方法，能根据系统设计要求，完成应用系统的硬件和软件设计。3、通过本课程设计将理论用于实践，提高动手能力。二、设计内容和要求交通灯控制系统控制东西、南北两个方向信号灯，每个方向设置两组红绿灯

2、，红灯禁止通行，绿灯允许通行。每个方向的通行时间各由两位LED数码显示，通行时间可设置，绿灯向红灯转换前绿灯闪烁三次共3秒钟，红灯向绿灯过渡时不闪烁。系统上电时的初始状态为东西、南北两个方向均为红灯，持续2秒后为东西方向绿灯，南北方向红灯，之后以定时方式控制两个方向的汽车轮流通行。三、常见交通信号灯系统概述：交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。绿灯信号是准许通行信号。按《交通安全法实施条例》规定：绿灯亮时，准许车辆、

3、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍被放行的直行车辆和行人通行。　　红灯信号是绝对禁止通行信号。红灯亮时，禁止车辆通行。右转弯车辆在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。红灯信号是带有强制意义的禁行信号，遇此信号时，被禁行车辆须停在停止线以外，被禁行的行人须在人行道边等候放行；机动车等候放行时，不准熄火，不准开车门，各种车辆驾驶员不准离开车辆；自行车左转弯不准推车从路口外边绕行，直行不准用右转弯方法绕行。黄灯亮时，已越过停止线的车辆，可以继续通行。黄灯信号的含义介于绿灯信号和红灯信号之间，既有不准通行的一面，又有

4、准许通行的一面。黄灯亮时，警告驾驶人和行人通行时间已经结束，马上就要转换为红灯，应将车停在停止线后面，行人也不要进入人行横道。但车辆如因距离过近不便停车而越过停止线时，可以继续通行。已在人行横道内的行人要视来车情况，或尽快通过，或原地不动，或退回原处。本设计为了简便起见，将黄灯取消，使用红灯的闪烁代替。四、系统硬件设计方案主控芯片选择intel的8051单片机,此单片机有32个I/O口,2个定时器,5个中断源,4KB的片上ROM,128Bytes的片上RAM。9使用4对红绿LED灯作为4个方向的信号灯，每个LED接一

5、个1k的限流电阻，共阳极接法。通过单片机的P0口控制LED的状态。使用4对8位的数码管作为时间显示设备，每个方向一对，可以显示0~99s的倒计时时间。使用单片机的P1口作为数码管的段码输出端，P2口作为数码管的位选端。整个数码管使用动态显示技术驱动。为了实现时间的可控，使用拨码开关作为外部输入设备，调节时间，将拨码开关接到单片机的P3口，由于是8位，故可以选择2^8=256个状态，等待时间的范围为0~99s,故使用拨码开关的调节范围足够。整个系统的电源使用线性电源LM7805，其驱动电流可达1A，为了减少电源输出的高

6、频信号，可在其输出端并联几个电容。五、原理图设计1、硬件设计框图：2、最小系统原理图：51单片机的最小系统包括时钟电路和复位电路，如图：91、电源电路：在LM7805的输出端并联10uf、0.1uf两个电容，大电容用来储能，小电容用来滤波。2、交通灯电路图：每个方向有红灯、绿灯两个信号灯，信号灯为共阳极接法，每个灯接一个限流电阻，如图：3、倒计时显示电路：每个方向有两个8位数码管，显示0~99s的计时时间，使能端使用单片机的单个IO口控制，如图：91、拨码开关电路：将拨码开关的一端接到P3口，另一端接地，若拨码开关打

7、开，会将单片机的IO口拉低，单片机会检测到这个状态。91、整个系统的电路图：六、软件设计方案1、为了使倒计时更为准确，使用定时器作为倒计时的基准时间，系统使用12M的晶振，定时器设置为5ms中断一次。2、设置开机初始化状态，信号灯全部为红灯，等待2秒后，东西方向绿灯，南北方向红灯，然后开始正常工作。3、每个方向的通行时间各由两位LED数码显示，通行时间可设置，绿灯向红灯转换前绿灯闪烁三次共3秒钟，红灯向绿灯过渡时不闪烁。4、软件设计流程图：9七、程序及注释#include//头文件#defineTU

8、BE_DATAP0//端口定义段码输出端#defineLEDP1//LED控制端#defineTUBE_ENABLEP2//位码输出端#defineBOMAP3//拨码输入端#defineALL_OFF0xff//运算定义#defineRED1_ON0xfe#defineRED2_ON0xfd#defineRED3_ON0xfb#defineR