基于51单片机智能交通灯的控制系统设计

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1、前言自从20世纪70年代单片微型计算机诞生以来，单片机以其功能强、体积小、质量轻、价格低、可靠性高、可塑性好等得到了广泛的应用。单片机是目前世界上数量最多的计算机。在现代人类生活中，几乎每件电子和机械产品都集成有单片机，因而，单片机已成为工程师们开发嵌入式系统和小型智能化产品的首选控制器。随着社会经济的发展，车辆的增多，交通拥挤和阻塞现象时常出现，因此城市交通问题越来越引起人们的广泛关注。为保证交通安全，预防交通阻塞，交通灯得到了广泛的应用。因此设计新型的交通灯控制系统，对减少交通事故，缓解交通阻塞，提高畅通率具有很重要的现实意义。考虑到单片机具有功能强、体积小、质量轻、

2、价格低、可靠性高、可塑性好等特点，本次课程设计拟采用MCS-51系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的自动和手动控制。单片机原理及应用课程设计是我们在学完课程理论知识后的一次综合性重要事件活动。该课程设计的主要目的是通过实践活动，巩固和加深《单片机原理及应用》课程中所学的理论知识，提高实验动手能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计水平，加深对单片机软硬件知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。目录前言第一章设计的目的和要求11.1设计的目的11.2设计的基本要求11.2.1课程设计要求11.2.2基本设计功能要求1第

3、二章系统方案设计22.1设计任务分析及方案设计22.2硬件总体设计22.2.1系统组成方案22.2.2按钮、数码管显示功能的定义22.3软件总体设计22.3.1.存储单元的分配、标志位的定义22.3.2.主程序框图32.3.3中断控制有关寄存器33.1AT89C51单片机介绍83.1.1AT89C51单片机简介83.1.2各引脚说明83.2共阴极7段数码管介绍10第四章硬件电路设计124.1晶振电路124.2复位电路124.3中断电路134.4显示电路13第五章软件设计145.1中断服务程序145.2延时子程序145.3数码管显示子程序14第六章系统仿真及操作说明166.

4、1Keil软件介绍166.2Proteus软件介绍166.3Proteus和Keil整合166.4仿真结果及操作166.5PCB板制作20第七章课程设计总结21参考文献22附录1：程序代码23附录2：原理图29第一章设计的目的和要求1.1设计的目的本次智能交通灯的控制系统设计是基于51单片机，通过本次课程设计，我们应该达到以下目的：1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法；4）掌握利用proteus和Keil软件进行整合实现系统的仿真。1.2设计的基本要

5、求1.2.1课程设计要求本次课程设计中要求能熟练运用51单片机实现硬件与软件结合完成电子产品的设计，把理论和实践充分结合起来，提高动手实践和创新能力。另要会用Keil软件编程调试运行程序，并结合Proteus软件画出原理图进行仿真。1.2.2基本设计功能要求基本设计功能要求主要分为以下几个部分：(1)传统交通灯自动定时控制交通灯用于控制行人和车辆依次通过十字路口。其设计要求如下：1)首先车行道亮绿灯45s，同时人行道亮红45s；2)45s后，车行道黄灯闪烁3次，亮、灭各1s，此时人行道仍维持红灯；3)6s后，转为人行道亮绿灯20s，车行道亮红灯20s；4)20s后，再转到

6、第1）步，如此循环往复；5)51系列单片机控制整个系统工作；6)交通信号灯用LED代替；7)用7段数码管显示定时时间。(2)手动智能交通灯控制为了提高交通控制和疏导能力，在传统交通灯自动定时控制系统中增加了如下设计要求：1)当人行道无人时(实验时用K1控制)，此时立刻让车辆通过。2)当有特殊车辆时(如救护车和警车，实验时用K2控制)，优先让其通过，此时人行道和车行道均亮红灯15s；3)当有人需要过马路时(实验时用K3控制)，此时能立刻让人通过，之后转入自动定时控制；28第二章系统方案设计2.1设计任务分析及方案设计本次课程设计，对于传统的交通灯定时控制系统主要涉及到的软件

7、程序有定时延时程序，以及自动循环的无条件转移命令的使用。对于手动控制部分涉及中断程序的编写，中断加定时则可实现智能功能。如此，传统的交通灯自动定时系统加上中断控制(实验用按键控制)就可实现简单的智能交通灯控制系统，提高交通的疏导能力。2.2硬件总体设计2.2.1系统组成方案整个设计以AT89C51单片机为核心，由晶振电路、复位电路、LED、数码管显示、特殊及紧急情况中断(按钮控制)组成。硬件设计方案如图2-1所示。AT89C51单片机晶振电路复位电路中断系统LED数码显示电路图2-1硬件设计方案2.2.2按钮、数码管显示功能的