at89c51單片機(jī)_交通燈控制系統(tǒng)(含源碼及仿真圖)

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1、模擬交通燈設(shè)計(jì)報(bào)告題 目交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)團(tuán) 隊(duì) 研發(fā)區(qū)第二組完成時(shí)間 2011-11-31貴州民族學(xué)院開放實(shí)驗(yàn)室目 錄項(xiàng) 目名稱 1二、選題背景12.1 課題背景12.2 交通燈的歷史1三、單片機(jī)簡(jiǎn)介23.1 單片機(jī)的發(fā)展歷程23.2 單片機(jī)的特點(diǎn)：33.3 AT89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介4四、設(shè)計(jì)基本要求和步驟54.1 基本要求54.2 設(shè)計(jì)步驟6五、硬件和軟件設(shè)計(jì)65.1 硬件電路圖65.2 程序流程圖8主程序8運(yùn)行過程9LED顯示程序10T0中斷11INTO 中斷115.3 PO、P1 口顯示狀態(tài)編碼表125.4 程序源代碼125.5 程序運(yùn)行效果圖21六、心得體會(huì)22七、參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定

2、義書簽。模擬交通燈設(shè)計(jì)報(bào)告一項(xiàng)目名稱十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)二、選題背景2.1 課題背景由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展從而導(dǎo)致了汽車數(shù)量的猛增，大中型城 市的城市交通，正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，從而導(dǎo)致交通問題日益嚴(yán)重， 其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻發(fā)，對(duì)人類生命安全造成極大威脅；交 通擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致出行時(shí)間增加，能源消耗加大；空氣污染和噪聲污 染程度日益加深等。日常的交通堵塞成為人們司空見慣而又不得不忍 受的問題，在這種背景下，結(jié)合我國城市道路交通的實(shí)際情況，開發(fā) 出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主 要任務(wù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)交通燈進(jìn)行智能化 管理，已成為目前廣泛

3、采用的方法。2.2 交通燈的歷史1868年12月10日，信號(hào)燈家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會(huì)大廈 的廣場(chǎng)上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國機(jī)械師德哈特設(shè)計(jì)、制造的燈柱高7 米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈一煤氣交通信號(hào)燈，這是城市街第1頁道的第一盞信號(hào)燈。1914年，在美國的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過，這時(shí) 已是“電氣信號(hào)燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn) 了交通信號(hào)燈。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的 三色燈（紅、黃、綠三種標(biāo)志）于1918年誕生。它是三色圓形四面投 影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市 交通大為改善。中國最早的馬路紅綠燈，

4、是于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。三、單片機(jī)簡(jiǎn)介3.1 單片機(jī)的發(fā)展歷程單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命 力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故 又稱為微控制器。在MCS-51系列單片機(jī)中，有兩個(gè)子系列：51子系列和52子系列。 每個(gè)子系列有諾干中型號(hào)。51系列有8051、8751和8031三個(gè)型號(hào), 后來經(jīng)過改進(jìn)產(chǎn)生了 80c51、87c51、80c31三個(gè)型號(hào)；52系列有5021、 8752、8032三個(gè)型號(hào)，改進(jìn)后的型號(hào)是80c52/87c52、80c32。改進(jìn) 后的型號(hào)更加省電。52系列比對(duì)應(yīng)的51系列增加了定時(shí)器T2并將內(nèi)部程序存貯器增加

5、到8KB0 Inter公司停止生產(chǎn)MCS-51系列單片機(jī)之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與Mes-51兼 容的單片機(jī)?，F(xiàn)在生產(chǎn)mcs-51兼容單片機(jī)的公司對(duì)其進(jìn)行了不同程 度的改進(jìn)和提高。我們現(xiàn)在使用比較的多的是AT89c51/AT89s51等。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基 本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)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(gè)單片機(jī)控制系 統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過1、2、3、3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，引角的 多功能化，以及低電壓底功耗

6、3.2 單片機(jī)的特點(diǎn)：（1）性價(jià)比高，開發(fā)周期短，易于產(chǎn)品化，（2）集成度高，可靠性好，抗干擾性強(qiáng)，（3）功能完善，接口多樣，（4）低功耗、低電壓一般電源供電電壓在53V范圍內(nèi)單片機(jī)都能正常工作，供電的 下限可達(dá)12V。（5）總線多樣，易于擴(kuò)展單片機(jī)外部的典型三總線結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)構(gòu)擴(kuò)展，構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。外部總線增加了 12c及SPI等串行總線方式，可根據(jù)需 要進(jìn)行并行或者串行擴(kuò)展。3. 3 AT89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C52是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電

7、壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2052是 一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可 擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATXIEL高密度非 易失存儲(chǔ)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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATNIEL的AT89C52是一種高效微控制器，AT89C2052是它的一種精簡(jiǎn) 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(jià) 廉的方案。主要特性: 與MCS-51兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工

8、作：OHz-24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128X8位內(nèi)部RAM 32可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路四、設(shè)計(jì)基本要求和步驟十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮 系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。4.1 基本要求本系統(tǒng)需要采用MSC-51系列單片機(jī)AT89C52作為中心器件來設(shè) 計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)以下功能：1 .初始東西綠燈亮，南北紅燈亮，東西方向通車。2 .延時(shí)27s,東西路口綠燈熄滅，黃燈閃爍3次。3 .黃燈閃爍后，東西路口紅燈

9、亮同時(shí)南北路口綠燈亮，南北方向 開始通車。4 .延時(shí)27s,南北方向綠燈滅，黃燈閃爍3次，然后又切換成東西方向通車，如此重復(fù)。5 .當(dāng)發(fā)生交通意外（中斷產(chǎn)生）時(shí)，全部亮紅燈，進(jìn)行交通事故的 處理。當(dāng)事故處理完畢（再次按中斷鍵），重新按上述方式工作。6 .當(dāng)南北路口的流量大時(shí)，可以增加南北路口亮綠燈的時(shí)間，當(dāng) 東西路口的流量大時(shí)，可以增加?xùn)|西路口亮綠燈的時(shí)間，結(jié)束后 調(diào)回正常狀態(tài)。4.2 設(shè)計(jì)步驟1 .利用Proteus 7. 5 SP3仿真軟件按下列要求繪制仿真實(shí)例令用4個(gè)共陽極LED數(shù)碼管的分別表示東、西、南、北四個(gè)方向 路口，以數(shù)碼管的上、中、下3個(gè)橫段分別代表紅、黃、綠3 盞燈令用PO、

10、P1 口分別輸出控制模擬交通燈的狀態(tài)顯示的數(shù)碼管和 倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)碼管的狀態(tài)碼.P3、P3-2、P3MSP3,控制數(shù)碼管的位選令P2、sp2-4接收中斷信號(hào)并反饋給INTO接口進(jìn)行中斷處理2 .按照基本要求編制程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。五、硬件和軟件設(shè)計(jì)5.1硬件電路圖硬件電路圖通過Proteus 7.5 SP3仿真之后如圖1所示，其中:按鈕K0連接P2P端口實(shí)現(xiàn)紅燈全亮，處理交通意外按鈕K1連接P21端口實(shí)現(xiàn)南北方向亮燈時(shí)間+ls按鈕K2連接P2M端口實(shí)現(xiàn)南北方向亮燈時(shí)間-1s 按鈕K3連接P2飛端口實(shí)現(xiàn)東西方向亮燈時(shí)間+ls 按鈕K4連接P2Y端口實(shí)現(xiàn)東西方向亮燈時(shí)間-1s 整體實(shí)驗(yàn)連接電路如下圖所

11、示：第24頁u人行道I控制354243華 85圖1整體連接電路圖5-2程序流程圖5. 3 PO、Pl 口顯示狀態(tài)編碼表P0編碼備注P0A7P0A6P0A5P0A4P0A3P0A2POA1P0A011111110OFEH紅燈10111111OBFH黃燈111101110F7H綠燈Pl編碼備注P1A7P1A6P1A5P1A4P1A3P1A2P1A1P1AO11110000OCOH0111110010F9H1101001000A4H210110000OBOH31001100199H41001001092H51000001082H611111000F8H71000000080H81001000090H

12、95.4程序源代碼#include/define uchar unsigned chaiucliar code a10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f);uchar code b4=0x0d,0x0e,0x07,0x0b;/P2 口低有效uchar code c4=0x6a,0x66,0x5c,0x3c; /Pl 口 低電平有效char SN=35,WE=40; SN表示南北方向 主干道 WE表示東西方向 支 干到g表示東char SN_G=35,WE_G=20,Y=5; /sng 表示南北方向的綠燈 we 西方向的綠燈uch

13、ar i.k=0,count=0;void delay(uchai t);void lightQ;void led();void ledtluougli();void leddnveQ;sbit K0=P3人7;開關(guān) KOsbitKl=P3A6;開關(guān) KIsbit K2=P3A3;開關(guān) K2sbit K3=P3A5; 開關(guān) K3sbit K4=P3A2;/開關(guān) K4/* 程序初始化 */void init(void)(TMOD=0X01; 計(jì)數(shù)器模式1為16位計(jì)數(shù)器THl=(65536-50000)/256;TLl=(65536-50000)%256; 用時(shí) 50msIT0=l;外部中斷為低電

14、平觸發(fā)ET0=l;/允許TO中斷TR0=l;/啟動(dòng)計(jì)數(shù)器EA=1;總中斷EX0=l;/允許外部中斷0EX1=1;允許外部中斷1)/*中斷0處理程序*/void intO(void) intenupt 0EA=O; 關(guān)閉總中斷Pl=0x6c;東西南北方向?yàn)榧t燈TRO=!TRO; 計(jì)數(shù)器停止工作 foi(;) /無條件循環(huán) ( ledtluoughO; 調(diào)用通行時(shí)間顯示函數(shù) if(K0=0)/設(shè)置南北通行時(shí)間( delay(lO); if(K0=0) (while(!K0)/當(dāng)松手時(shí)跳出循環(huán) 執(zhí)行后面程序(ledtluough();調(diào)用通行時(shí)間顯示函數(shù)) SN_G+;南北方向綠燈時(shí)間十1if(SN

15、_G+Y)=100) 南北通行時(shí)間 100ms SN_G=1;/時(shí)間歸 1 ) if(Kl=0)設(shè)置東西方向通行時(shí)間( delay(lO); if(Kl=0) ( while(! K1)當(dāng)松手時(shí)跳出循環(huán)執(zhí)行后面程序(ledtluoughO；調(diào)用通行時(shí)間顯示函數(shù))WE_G十十；東西時(shí)間十1if(WE_G+Y)=100) WE_G=1;/時(shí)間歸 1)返回if(K3=0)delay(lO);if(K3=0)wlule(!K3) 當(dāng)松手時(shí)跳出循環(huán) 執(zhí)行后面程序led through。;調(diào)用通行時(shí)間顯示函數(shù))TR0=!TR0;EA=1;break;跳出/*中斷1處理程序*/void intl(void)

16、 intemipt 2啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開總中斷Pl=0X6C,P0=a0;EA=0;TR0=!TR0;東西南北都為紅燈/計(jì)數(shù)器停止工作leddiive()；if(K3=0)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)程序delay(lO);if(K3=0) (while(!K3) (返回void key()leddnveQ;數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)程序)EA=1;TRO=!TRO; 啟動(dòng)定時(shí)器 break;if(K0=0)delay(lO);if(K0=0)wlule(!K0)liglit()； 調(diào)用交通燈函數(shù)led(); 調(diào)用數(shù)碼管函數(shù)count=0;k=0;清零/南北方向通車東西方向不通車SN=SN_G, WE=SN_G+Y; /南北顯示時(shí)間

17、為綠燈時(shí)間 東 西方向顯示時(shí)間為南北綠燈通行時(shí)間加黃燈閃亮?xí)r間 ) ) if(Kl=0)/南北無車而東西有車delay(lO);if(Kl=0)while(!Kl) lightQ；ledO； ) count=0; k=2; 南北不通車東西通車 SN=WE_G+Y, WE=WE_G;南北顯示時(shí)間為東西綠燈通行時(shí)間+黃燈閃亮?xí)r間東西方向顯示時(shí)間為其綠燈時(shí)間 ) ) /* 定時(shí)函數(shù)*/void time 1 (void) intemipt 1 (TH0=0X3C;TL0=0XB0;count十十;if(count=20)(SN-;WE-;count=0;if(SN=0|WE=0)(k-H-;if(k

18、3) 當(dāng)k3執(zhí)行程序k=0;switch(k)(case 0: SN=SN_G,WE=SN_G+Y;bieak;case 1: SN=Y,WE=Y;break;case 2: SN=WE_G+YWE=WE_G;bieak;case 3: SN=Y,WE=Y;bieak;/*延時(shí) t 毫秒*/void delay(uchai t)uchar i;for(i=2000;i0;i-)/* 交通燈函數(shù) */void lightQPl=ck;if(P 1 =c 1 &count=0) (THl=(65536-50000)/256;TLl=(65536-50000)%256;Pl=0X6E;)else i

19、f(P 1 =c3&count=0)(THl=(65536-50000)/256;TLl=(65536-50000)%256;Pl=0X7c;)void led()(P2=b0,P0=aSN%10;delay ；P2=bl,P0=aSN/10;delay ；P2=b2,P0=aWE%10;delay ；P2=b3,P0=aWE/10;delay ；)/*通行時(shí)間顯示函數(shù)*/void ledtluough()(P2=b0 ,P0=a(SN_G+Y)% 10;delay ；P2=bl ,P0=a(SN_G+Y)/l 0;delay ；P2=b2 .P0=a(WE_G+Y)% 10;delay ；P

20、2=b3 .P0=a (WE_G 十 Y)/10; delay(5);/*數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)函數(shù)*/void leddnve() (P2=b0;delay ；P2=bl;delay ；P2=b2; delay ；P2=b3; delay ；)/* 主函數(shù) */ void mam(void)(foi(；)(keyO；light。；ledO；)5.5程序運(yùn)行效果圖2正常狀態(tài)11 3lT*URd9J!TMia*x) p -.*1PWOire ，2.g - 3黃燈狀態(tài)在31. GAB圖4緊急狀態(tài)六、心得體會(huì)通過這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、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(jì)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)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜 合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)， 對(duì)已有知識(shí)有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限， 在課程設(shè)計(jì)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。還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對(duì)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)。由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不合理的部分，系統(tǒng) 的穩(wěn)定性還有待提高。