交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題　　目 交 通 燈 控 制 系 統(tǒng) </p><p>　　學(xué)生姓名　 </p><p>　　專業(yè)名稱　 測(cè) 控 技 術(shù) 與 儀 器 </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、　 </p><p>　　2013 年 5 月 2 日</p><p><b>　　交通燈控制系統(tǒng)</b></p><p>　　摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)是集成度較高的微型計(jì)算機(jī)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車日益增加，給交通帶來(lái)了很大的壓力，很多大城市都受到不同程

3、度的交通阻塞的困擾，交通燈起著越來(lái)越重要的作用，設(shè)計(jì)出以智能化為目的的交通燈控制系統(tǒng)顯得十分重要。</p><p>　　論文中在闡述單片機(jī)的應(yīng)用基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)基于89C51單片機(jī)的交通燈控制器。該控制器能夠通過(guò)對(duì)十字路口交通燈顯示狀態(tài)的控制達(dá)到維持交通秩序的設(shè)計(jì)目的。系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為核心，通過(guò)數(shù)碼顯示管、發(fā)光二極管、按鍵實(shí)現(xiàn)交通燈的設(shè)計(jì)功能。本設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單有效，功能全面，且成本較低，具有一定的實(shí)際運(yùn)用價(jià)

4、值。</p><p>　　關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；交通燈系統(tǒng)；LED顯示；數(shù)碼管</p><p>　　The traffic light control system.</p><p>　　Abstract: Single-chip integrated micro computer, more and more widely with the development of

5、 science and technology, the application of SCM. With the development of automobile economic increasing, which brings great pressure to the traffic, A lot of big city are different degree of traffic problems, the traffic

6、 light plays a more and more important role, in order to design a intelligent is very important to control traffic lights system is.</p><p>　　The paper described the application on the basis of the microcont

7、roller design a traffic light controller based on 89C51 microcontroller. The controller is able to state control designed to maintain traffic order on the crossroads of traffic lights. 89C51 microcontroller, digital disp

8、lay tubes, light emitting diodes, the key design features of the traffic lights. The design is simple and effective, full-featured, lower cost, the practical application of value.</p><p>　　Keywords: Single c

9、hip microcomputer; the traffic light system; LED digital tube display</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一 論文正文</b></p><p><b>　　1概述1</b></p>

10、<p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的目的與意義1</p><p>　　1.3單片機(jī)概述與應(yīng)用2</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)原理3</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)要求與基本思路3</p><p>&

11、lt;b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　2.2.1設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖4</p><p>　　2.2.3 系統(tǒng)工作原理4</p><p>　　2.3各功能模塊作用5</p><p><b>　　2.3.1電源5</b&g

12、t;</p><p>　　2.3.2時(shí)鐘電路5</p><p>　　2.3.3復(fù)位電路6</p><p>　　2.3.4復(fù)位條件6</p><p>　　2.3.5數(shù)碼管顯示電路6</p><p>　　2.3.6緊急按鈕電路7</p><p>　　2.3.7紅綠燈7</p>

13、<p><b>　　2.4程序設(shè)計(jì)8</b></p><p><b>　　3設(shè)計(jì)與制作9</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)總原理圖9</p><p>　　3.2原件選擇10</p><p>　　3.3原件焊接10</p><p>　　3.4硬件調(diào)

14、試10</p><p>　　3.5 Proteus仿真軟件調(diào)試10</p><p>　　3.5.1 Proteus仿真器11</p><p>　　3.5.2 KEIL 4編程軟件11</p><p>　　3.5.3系統(tǒng)軟件調(diào)試12</p><p><b>　　4結(jié)束語(yǔ)12</b><

15、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　謝辭14</b></p><p><b>　　二 附錄</b></p><p><b>　　1 開(kāi)題報(bào)告25</b></p><p><b>

16、　　2 結(jié)題報(bào)告26</b></p><p><b>　　3 答辯報(bào)告27</b></p><p><b>　　1概述</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　當(dāng)今，紅綠燈的安裝已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段，但這一

17、技術(shù)早在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。</p><p>　　1858年，在英國(guó)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(hào)燈，用以指揮馬車通行，這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩燈以旋轉(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，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。</

18、p><p>　　電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號(hào)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(cè)器安在地下，車輛接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)

19、行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。</p><p>　　信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都

20、必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)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(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它的水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)

21、和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)與否的一項(xiàng)重要標(biāo)志。自動(dòng)化控制技術(shù)作為自動(dòng)化的強(qiáng)有力的手段，越來(lái)越多地與計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)起到越來(lái)越重要的作用。</p><p>　　現(xiàn)在高速公路高速發(fā)展的時(shí)期，私家轎車、高檔車等日益增加，給交通帶來(lái)了很大的壓力，很多大城市都不同成都的受到交通阻塞的困擾，交通燈起著越來(lái)越重要的作用，設(shè)計(jì)出以人性化、智能化為目的的交通燈信號(hào)控制信號(hào)十分重要。</p&g

22、t;<p>　　1.3單片機(jī)概述與應(yīng)用</p><p>　　MCS-51單片機(jī)是Intel公司在1980年繼MCS-48系列8位單片機(jī)之后推出的高檔8位單片機(jī)。MCS-51單片機(jī)在性能和片內(nèi)功能方面大大優(yōu)于MCS-48系列單片機(jī)。</p><p>　　MCS-51的典型產(chǎn)品有：8051、8031、8751、80C51、80C31、87C51等，8051內(nèi)部有4kB ROM，8

23、751內(nèi)部有4kB EPROM，8031片內(nèi)無(wú)ROM。除此之外，三者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳完全相同。</p><p>　　89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Fl

24、ash，AT89S51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　單片機(jī)具有很多顯著的特點(diǎn)，因此在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了迅猛的發(fā)展，其特點(diǎn)可簡(jiǎn)單歸納幾點(diǎn)：</p><p>　?、賳纹瑱C(jī)具有體積小、功耗低、可靠性高、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，因而可方便地組裝各種職能式控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電儀一體化。</p><p>　?、诿嫦?qū)ο笾悄芸刂?，能針?duì)性地

25、解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制問(wèn)題。</p><p>　?、巯盗旋R全，功能擴(kuò)展性強(qiáng)。MCS-51系列是最常用的?？梢耘c許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，為應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來(lái)了極大的方便。</p><p>　　④機(jī)電一體化、實(shí)施過(guò)程控制、智能儀器儀表中都有重要應(yīng)，在生活中也是有很廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測(cè)控的需要而產(chǎn)生的，最能反映其功能及形態(tài)的名稱

26、是在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，Single-chip Micro-controller。按照測(cè)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求，單片機(jī)的應(yīng)用可分為單機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用兩大類。我們這次要完成的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)就是它的單機(jī)應(yīng)用，下面在介紹一下單片機(jī)在單機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的主要內(nèi)容。</p><p><b>　?。?）智能產(chǎn)品</b></p><p>　　單片機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，

27、控制智能化，購(gòu)成新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品。目前，利用單片機(jī)構(gòu)成的智能產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于家用電器、辦公設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、工業(yè)設(shè)備等行業(yè)。</p><p><b>　?。?）智能儀表</b></p><p>　　目前，各種傳感器、變送器、控制儀表已普遍采用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。它集測(cè)量、處理、控制功能于一體，具有各種智能化功能，如存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查找、判斷、聯(lián)網(wǎng)和語(yǔ)音等功能。

28、</p><p>　　單片機(jī)構(gòu)成的智能儀表，能使儀表具有數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化等優(yōu)點(diǎn)，賦予測(cè)量?jī)x表以嶄新的面貌，使傳統(tǒng)的儀器、儀表發(fā)生根本性的變革，它代表了儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p><b>　?。?）測(cè)控技術(shù)</b></p><p>　　用單片機(jī)構(gòu)成的各種工業(yè)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)的

29、優(yōu)點(diǎn)，如爐溫恒溫控制系統(tǒng)、電鍍生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)等。</p><p><b>　　（4）智能接口</b></p><p>　　在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，除通用外部設(shè)備外，還由許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動(dòng)控制等接口。這些外部設(shè)備與接口如果完全由主機(jī)進(jìn)行管理，勢(shì)必會(huì)造成主機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，運(yùn)行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。如果用單片機(jī)進(jìn)行接口的

30、控制與管理，單片機(jī)與主機(jī)可并行加工處理，可以大量降低接口的通信密度，極大的提高了接口控制管理水平。在一些通用計(jì)算機(jī)外部設(shè)備上，已實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的鍵盤管理、打印機(jī)控制、繪圖儀控制、硬盤驅(qū)動(dòng)控制等。</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)要求與基本思路</p><p>　　1、南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時(shí)

31、間20s； </p><p>　　2、東西方向與南北方向黃燈亮，時(shí)間5s；</p><p>　　3、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時(shí)間15s；</p><p>　　4、如果發(fā)生緊急事件，可以手動(dòng)控制四個(gè)方向的紅燈全亮。</p><p>　　5、利用8051的P1口和P3.0口控制12個(gè)發(fā)光二極管。編制一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)，每個(gè)路口有紅綠黃三燈

32、。</p><p>　　6、設(shè)計(jì)中用普通的LED數(shù)碼管作為時(shí)間顯示器件，由于東西方向和南北方向不管是紅、黃、綠燈所亮的時(shí)間都相等。本設(shè)計(jì)只用一個(gè)數(shù)碼管。</p><p>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　這一節(jié)包括的內(nèi)容是設(shè)計(jì)方案的選擇，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)方案畫出系統(tǒng)的電路方框圖。簡(jiǎn)單的介紹系統(tǒng)的工作原理以及各模塊的功能和畫出電路圖。</

33、p><p><b>　　2.2.1設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　總體設(shè)計(jì)方案共有五個(gè)部分組成，分別是：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89S52、紅、綠、黃燈顯示電路、LED數(shù)顯時(shí)間電路、晶振及復(fù)位控制電路、控制開(kāi)關(guān)電路。在進(jìn)行仿真調(diào)試過(guò)程中，程序運(yùn)行正確，五個(gè)部分就同時(shí)工作，從而實(shí)現(xiàn)了交通燈的基本功能及調(diào)時(shí)功能。交通燈一般有不同顏色的發(fā)光二極管，本次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制，其優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)

34、單、功能全面且成本低。</p><p>　　2.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示： </p><p><b>　　圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　2.2.3 系統(tǒng)工作原理</p><p>　　用12只發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈，以80S52單片機(jī)的P1口和

35、P3口控制這12只發(fā)光二極管，由于單片機(jī)帶負(fù)載有限，因此，在P1口和P3口與發(fā)光二極管之間用200歐姆的電阻作為驅(qū)動(dòng)電路，p1口和P3口輸出低電平時(shí)，信號(hào)燈亮，輸出高電平時(shí)，信號(hào)燈滅。在正常的情況下，綠燈每隔二十秒亮一次，緊急情況下按下緊急開(kāi)關(guān)按鈕，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)（低電平有效），紅燈全部亮，通過(guò)外部中斷1向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。</p><p>　　2.3各功能模塊作用</p><p>&

36、lt;b>　　2.3.1電源</b></p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)沒(méi)有電源不可能工作，MCS-51系列單片機(jī)的工作電源為+5V，可以有一點(diǎn)偏差。</p><p><b>　　2.3.2時(shí)鐘電路</b></p><p>　　AT89S51單片機(jī)的時(shí)鐘電路一般是在它的時(shí)鐘引腳外接晶體振蕩件，和內(nèi)部的高增益反相放大器構(gòu)成自己振蕩器

37、電路，如圖2所示。振蕩頻率取決于晶體的頻率，頻率范圍小于33MHz，C1 C2起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容值為5 ~50pF?？梢栽跁r(shí)鐘引腳上直接加外部時(shí)鐘，此時(shí)XTAL2懸空，外部時(shí)鐘信號(hào)從XTAL1輸入。</p><p><b>　　圖2時(shí)鐘電路</b></p><p>　　單片機(jī)的工作是在時(shí)序控制下進(jìn)行的。時(shí)序控制由單片機(jī)內(nèi)部的硬件系統(tǒng)自動(dòng)完成，學(xué)習(xí)和使用單片機(jī)時(shí)

38、并不需要詳細(xì)了解，這里只介紹幾個(gè)相關(guān)的基本概念：</p><p>　　時(shí)鐘周期：即時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，取決于系統(tǒng)晶體頻率或外接時(shí)鐘信號(hào)的頻率。</p><p>　　狀態(tài)周期：兩個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成一個(gè)狀態(tài)周期。</p><p>　　機(jī)器周期：MCS-51系列單片機(jī)工作的基本定時(shí)單位，12個(gè)時(shí)鐘周期（6個(gè)狀態(tài)周期）構(gòu)成一個(gè)機(jī)器周期。MCS-51系列單片機(jī)指令的執(zhí)行都是以機(jī)器周期

39、為時(shí)間單位的，以機(jī)器周期數(shù)來(lái)衡量一條指令執(zhí)行所需的時(shí)間。</p><p>　　指令周期：指CPU執(zhí)行某條指令所需要的時(shí)間（機(jī)器周期數(shù)）。MCS-51系列單片機(jī)的指令分為三種情況：?jiǎn)螜C(jī)器周期、雙機(jī)器周期、四機(jī)器周期。</p><p><b>　　2.3.3復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位時(shí)單片機(jī)的一個(gè)非常重要的工作狀態(tài)，任何單片機(jī)系統(tǒng)都

40、是由位狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，有時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障（受到干擾引起的軟件故障）也可以通過(guò)復(fù)位的方法恢復(fù)正常工作。該單片機(jī)系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位，如圖3所示在按鍵復(fù)位電路中采用10uF的電容、10千歐電阻。</p><p><b>　　圖3復(fù)位電路</b></p><p><b>　　2.3.4復(fù)位條件</b></p><p>　　MCS

41、-51單片機(jī)復(fù)位操作是在復(fù)位引腳（RST）加2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，所以高電平時(shí)間與系統(tǒng)晶振的頻率有關(guān)。</p><p>　　2.3.5數(shù)碼管顯示電路 </p><p>　　圖4（a）為數(shù)碼管顯示電路，采用共陰極型數(shù)碼管，燈的負(fù)極依次接到數(shù)碼管的a-f段，采用動(dòng)態(tài)掃描電路，并把顯示程序作為主程序。數(shù)碼管的段用P2口控制，P0.0和P0.1作為數(shù)碼管的位控制。 </p>&l

42、t;p>　　圖4(a)數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　發(fā)光二極管的發(fā)光原理，我們已經(jīng)介紹過(guò)了，同理，8段LED數(shù)碼管，則是在一定形狀的絕緣材料上，利用不同形狀點(diǎn)劃的發(fā)光二極管組合，排列成“8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來(lái)顯示0-9的數(shù)字。 </p><p>　　從電路上，按數(shù)碼管的接法不同又分為共陰和共陽(yáng)兩種。圖4（b）是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的

43、發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。</p><p>　　圖4(b)共陰、共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路</p><p>　　2.3.6緊急按鈕電路</p><p>　　在交通出現(xiàn)緊急情況或意外時(shí)，當(dāng)把按鍵按下時(shí)四個(gè)方向紅燈都亮，緊急按鈕電路如圖5所示。</p><p><b>　　圖5緊急按鈕電路</b></p

44、><p><b>　　2.3.7 紅綠燈</b></p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件連接圖上也是對(duì)稱分布的，如圖6所示。</p><p><b>　　圖6 二極管</b><

45、/p><p><b>　　2.4程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次交通燈設(shè)計(jì)是采用C語(yǔ)言編寫單片機(jī)程序。程序模塊包括：主程序、外部中斷服務(wù)程序、定時(shí)器服務(wù)程序等主程序包括對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、外部中斷的初始化。讀出系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，將交通燈時(shí)間參數(shù)送往對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)，然后反復(fù)調(diào)用顯示子程序。并在顯示過(guò)程中等待鍵盤中斷處理鍵盤功能，等待定時(shí)器中斷改變數(shù)碼管顯示管指揮交通。

46、</p><p>　　系統(tǒng)有兩個(gè)定時(shí)器，一個(gè)用來(lái)控制數(shù)碼管的計(jì)數(shù)顯示，結(jié)合顯示程序進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。其他與時(shí)間有關(guān)的處理程序也用該定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行多延時(shí)程序設(shè)計(jì)。最后完成程序設(shè)計(jì)（附錄）并畫出程序設(shè)計(jì)流程圖如圖7所示。</p><p>　　程序用Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)軟件Keil C51 uVision4編程調(diào)試器看有無(wú)錯(cuò)誤直到編譯通過(guò)生成HEX文件。</

47、p><p><b>　　圖7程序設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　圖8原理圖</b></p><p><b>　　3設(shè)計(jì)與制作</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)總原理圖</b></p><p>　　該系統(tǒng)的總

48、原理圖如圖8所示</p><p><b>　　3.2原件選擇</b></p><p>　　具體元件清單見(jiàn)附錄。</p><p><b>　　3.3原件焊接</b></p><p>　　1．按電路原理圖的布局、布線連接元器件。 </p><p>　　2．將焊件和焊料共同加熱到錫

49、焊溫度，焊件不熔化的情況下，焊料融化并浸潤(rùn)焊件面形成焊件的連接。 </p><p>　　3．焊件必須具備的幾點(diǎn)條件： </p><p>　?。?）焊件必須具有良好的可焊性； </p><p>　　（2）焊件表面必須保持清潔與干燥； </p><p>　?。?）要使用合適的焊錫； </p><p>　?。?）焊件要加熱到

50、適當(dāng)?shù)臏囟龋?</p><p>　?。?）合適的焊接時(shí)間（避免燒壞元器件）。</p><p><b>　　3.4硬件調(diào)試</b></p><p>　　分為脫機(jī)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。脫機(jī)調(diào)試用萬(wàn)用表等工具，根據(jù)硬件電路原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求，防止電源之間的短路和極性錯(cuò)誤。脫機(jī)調(diào)試可排除一些明顯

51、的故障，聯(lián)機(jī)前先檢查一下系統(tǒng)之間電源、接地是否良好。如一切正常，即可打開(kāi)電源。 對(duì)于工作不穩(wěn)定的問(wèn)題一定要認(rèn)真查出原因，加以排除。</p><p>　　3.5 Proteus仿真軟件調(diào)試</p><p><b>　　圖9仿真圖</b></p><p>　　通過(guò)原理圖用Proteus仿真軟件繪制出下圖，畫圖過(guò)程中對(duì)期間的選擇和線路的排布要認(rèn)真考慮

52、，做到美觀。系統(tǒng)仿真原理圖如9所示：</p><p>　　3.5.1 Proteus仿真器</p><p>　　Proteus軟件用于系統(tǒng)的仿真，編譯軟件采用KEIL UV4。程序的仿真用的是英國(guó)Labcenter electronic公司出版的Proteus V7.5軟件。其果如下：加電后的結(jié)果如圖9所示。此時(shí)時(shí)間已經(jīng)走過(guò)十秒，南北是綠燈，東西是紅燈</p><p&g

53、t;　　仿真的概念其實(shí)使用非常廣，最終的含義就是使用可控的手段來(lái)模仿真實(shí)的情況。單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的仿真包括軟件仿真和硬件仿真。</p><p>　　軟件仿真這種方法主要是使用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)模擬實(shí)際的單片機(jī)運(yùn)行，因此仿真與硬件無(wú)關(guān)的系統(tǒng)具有一定的優(yōu)點(diǎn)。用戶不需要搭建硬件電路就可以對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證，特別適合于偏重算法的程序。軟件仿真的缺點(diǎn)是無(wú)法完全仿真與硬件相關(guān)的部分，因此最終還要通過(guò)硬件仿真來(lái)完成最后的設(shè)計(jì)。</

54、p><p>　　3.5.2 KEIL 4編程軟件</p><p>　　KEIL uVision4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主要由以下部分組成：</p><p>　　◆ u Vision4使用vision4創(chuàng)建源文件并組成應(yīng)用工程加以管理。vision2可以自動(dòng)完成編譯匯編鏈接程序的操作；</p><p>　　◆ C51編譯器和A51匯編器 Vision4 創(chuàng)

55、建的源文件可以被C51編譯器或A51匯編器處理生成可重定位的object文件。KEIL C51編譯器遵照ANSI C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)支持C語(yǔ)言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性，另外還增加了幾個(gè)可以直接支持80C51結(jié)構(gòu)的特性。</p><p>　　利用KEIL開(kāi)發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)軟件流程大致如下；</p><p>　　◆啟動(dòng)Vision4，進(jìn)入KEIL軟件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；</p><p>　　◆利

56、用KEIL內(nèi)置的文本編輯器進(jìn)行程序源文件的編輯， Vision4能夠自動(dòng)識(shí)別外部改變了的源文件；</p><p>　　◆建立工程，指定針對(duì)哪種單片機(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，指定對(duì)源程序的編譯、鏈接參數(shù)，指定調(diào)試方式然后對(duì)工程進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；</p><p>　　◆設(shè)置好工程后即可進(jìn)行編譯、鏈接。連接仿真器對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。也可以生成下載到單片機(jī)存儲(chǔ)器上的HEX文件。</p><p>

57、　　3.5.3系統(tǒng)軟件調(diào)試</p><p>　　在仿真軟件調(diào)試過(guò)程中主要是對(duì)程序的修改和仿真器件的連接和參數(shù)的修改。特別程序的修改，不懂的地方和同學(xué)、老師一起討論仔細(xì)研究，然后幫我看哪里有錯(cuò)誤，每次修改后生成HEX加載后看結(jié)果是否正確，直到修改好程序，做到了東西、南北方向的燈正常發(fā)光，而且與數(shù)碼管顯示同步，最后系統(tǒng)正常工作。最后做出實(shí)物圖如圖10所示。</p><p><b>　

58、　4結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，具有一定的智能性。交通燈控制系統(tǒng)隨著社會(huì)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，設(shè)計(jì)出以人性化、智能化為目的的交通燈信號(hào)控制信號(hào)十分重要。主要由AT89S52內(nèi)部系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)；時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)；復(fù)位電路設(shè)計(jì)；數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)；緊急按鈕電路設(shè)計(jì)；紅綠燈排列電路設(shè)計(jì)組成。根據(jù)以上的六部分完成硬件的焊接和軟

59、件的編寫，最總完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)自己對(duì)單片機(jī)編程及AT89S52芯片有了更進(jìn)一步的掌握，在程序的調(diào)試硬件調(diào)試過(guò)程中，我也遇到了很多困難，在老師和同學(xué)的研究幫助下，對(duì)Keil 4軟件編程調(diào)試和Proteus 7仿真軟件運(yùn)用更熟練，對(duì)交通燈的設(shè)計(jì)有了更深的了解。但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于種種的原因還存在不足。在以后的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)更加認(rèn)知使自己的作品更加完美。</p><

60、p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p><p>　　[1] 馬淑華. 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京：北京郵電大學(xué)出版社， 2007</p><p>　　[2] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[3] 閻 石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， 2006

61、</p><p>　　[4] 馬 斌. 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 北京：人民郵電出版社，2007</p><p>　　[5] 查振亞.葉向陽(yáng) 智能交通燈控制系統(tǒng) [J] 華中理工大學(xué)學(xué)報(bào),1997,(25)2:64-65</p><p>　　[6] 編程高手工作室．visual basic 6.0編程高手[M].北京：希望電子出版社,1999．</p>

62、;<p>　　[7] 童詩(shī)白.華成英. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， 2006</p><p>　　[8] 關(guān)洪亮.常曉天 基于AT89C51 單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用2012,(3)24:173-177</p><p>　　[9] 楊居義. 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M].北京：清華大學(xué)出版社，2007</p>

63、<p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　首先，感謝我的指導(dǎo)老師xx老師。謝謝老師對(duì)我學(xué)習(xí)的關(guān)心和幫助，對(duì)我的論文進(jìn)行認(rèn)真的指導(dǎo)修改。xx老師對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展方向的把握，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，使我受益匪淺。值此論文完成之際，謹(jǐn)向xx老師表示衷心的感謝！</p><p>　　同時(shí)也要感謝物理系全體老師，我的本科學(xué)習(xí)生涯是在他們的指引下度過(guò)的

64、。在他們的細(xì)心幫助指導(dǎo)下，我才能有所成長(zhǎng)，學(xué)習(xí)了做人和治學(xué)。很感謝他們對(duì)我的啟蒙及專業(yè)指導(dǎo)，給我今后的學(xué)習(xí)提出了很多建設(shè)性的意見(jiàn)。</p><p>　　在四年的學(xué)習(xí)生活中，我的同學(xué)和舍友們給了我熱情幫助和支持；他們用諄諄的語(yǔ)言時(shí)刻督促我、用默默的行動(dòng)永遠(yuǎn)支持我，在此一并向他們表示感謝。最后，我要感謝我的家人！感謝父母多年來(lái)對(duì)我的養(yǎng)育之恩和對(duì)我學(xué)業(yè)一貫支持！借此機(jī)會(huì)，祝愿他們身體健康！</p><

65、;p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　元件清單</b></p><p><b>　　主程序如下：</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#include<intrins.h><

66、;/p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define num1 20 //修改數(shù)值改變主干道綠燈時(shí)間</p><p>　　#define num3 15 //次干道綠燈時(shí)間</p>

67、<p>　　sbit RED_ZHU = P1^0;</p><p>　　sbit YELLOW_ZHU = P1^1;</p><p>　　sbit GREEN_ZHU = P1^2;</p><p>　　sbit RED_ZHI = P1^3;</p><p>　　sbit YELLO

68、W_ZHI = P1^4;</p><p>　　sbit GREEN_ZHI = P3.0; </p><p>　　uint aa, bai,shi,ge,bb; //定義變量</p><p>　　uint code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //數(shù)碼管代碼0

69、-9</p><p>　　void delay0(uint z);</p><p>　　void display(uint ge,uint shi);</p><p>　　void xtimer0();</p><p>　　void init1();</p><p>　　void init2();</p

70、><p>　　void init3();</p><p>　　void init4();</p><p>　　void init5();</p><p>　　void init6();</p><p>　　void init7();</p><p>　　void xint1();</

71、p><p>　　void xint0();</p><p>　　void LED_ON();</p><p>　　void LED_OFF();</p><p>　　void main() //主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&

72、gt;　　P0=0XFF;</b></p><p><b>　　P1=0xFF;</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p>　　EA=1; //打開(kāi)外部中斷</p><p>　　EX1=1; //允許外部中斷1中斷</p>

73、<p>　　IT1=0; //沿觸發(fā)方式</p><p><b>　　init1();</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　init2(); //第2個(gè)狀態(tài)</p>

74、;<p>　　init3(); //第3個(gè)狀態(tài) </p><p>　　init5(); //第5個(gè)狀態(tài)</p><p><b>　　init6();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

75、<p>　　void init1() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p><p>　　temp=6;//變量賦初值</p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器0工作于方式1</p><p><b>　　TH

76、0=0x4c;</b></p><p>　　TL0=0x00;//定時(shí)器賦初值</p><p>　　EA=1;//開(kāi)外部中斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器0</p><p><b>　　while(1)</b></p

77、><p><b>　　{</b></p><p>　　RED_ZHU=1; //第一個(gè)狀態(tài)主干道、支干道燈均熄滅5S </p><p>　　RED_ZHI=1;</p><p>　　GREEN_ZHU=1;</p><p>　　GREEN_ZHI=1;</p>

78、<p>　　YELLOW_ZHU=1;</p><p>　　YELLOW_ZHI=1;</p><p>　　if(aa==20)//定時(shí)20*50MS=1S</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時(shí)完成一次后清0</p><p><b>　

79、　temp--;</b></p><p>　　if(temp>250)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=6;//變量復(fù)位</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}<

80、/b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10;//顯示個(gè)位 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b>&

81、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init2()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p><p>　　temp=num1+1;//變量賦初值</p><p>　　T

82、MOD=0x01;//定時(shí)器0工作于方式1</p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p><p>　　TL0=0x00;//定時(shí)器賦初值</p><p>　　EA=1;//開(kāi)外部中斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器0&

83、lt;/p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(temp<num1+1)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　RED_ZHU=1;</p>

84、;<p>　　RED_ZHI=0;</p><p>　　GREEN_ZHU=0; </p><p>　　GREEN_ZHI=1;</p><p>　　YELLOW_ZHU=1;</p><p>　　YELLOW_ZHI=1;</p><p><b>　　}</b></p>

85、<p>　　if(aa==20)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時(shí)完成一次后清0</p><p><b>　　temp--;</b></p><p>　　if(temp==5)</p><p><b>　　

86、{</b></p><p>　　temp=num1;//變量復(fù)位</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10;

87、//顯示個(gè)位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init3()</p>

88、<p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p><p>　　temp=6;//變量賦初值</p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器0工作于方式1</p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p><p>

89、　　TL0=0x00;//定時(shí)器賦初值</p><p>　　EA=1;//開(kāi)外部中斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器0</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b>&

90、lt;/p><p>　　RED_ZHI=0;</p><p>　　GREEN_ZHU=1;</p><p>　　if(aa==20)//定時(shí)20*50MS=1S</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時(shí)完成一次后清0</p><p><

91、;b>　　temp--;</b></p><p>　　YELLOW_ZHU=~YELLOW_ZHU;</p><p>　　if(temp>200)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=6;//變量復(fù)位</p><p><b>　　

92、break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10;//顯示個(gè)位 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　display

93、(ge,shi);;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init5()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p>

94、<p>　　temp=num3+1;//變量賦初值</p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器0工作于方式1</p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p><p>　　TL0=0x00;//定時(shí)器賦初值</p><p>　　EA=1;//開(kāi)外部中斷</p><p&g

95、t;　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器0</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(temp<num3+1)</p><p><b>　　{

96、</b></p><p>　　RED_ZHU=0; </p><p>　　RED_ZHI=1;</p><p>　　YELLOW_ZHU=1;</p><p>　　GREEN_ZHI=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(aa=

97、=20)//定時(shí)20*50MS=1S</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時(shí)完成一次后清0</p><p><b>　　temp--;</b></p><p>　　if(temp==5)</p><p><b>　　{<

98、/b></p><p>　　temp=num3;//變量復(fù)位</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10;//顯示個(gè)

99、位 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init6()//第七個(gè)狀態(tài)：支干道黃

100、燈閃3次 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p><p>　　temp=6;//變量賦初值</p><p>　　TMOD=0x01;//定時(shí)器0工作于方式1</p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p

101、><p>　　TL0=0x00;//定時(shí)器賦初值</p><p>　　EA=1;//開(kāi)外部中斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)定時(shí)中斷</p><p>　　TR0=1;//開(kāi)定時(shí)器0</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>

102、;　　{</b></p><p>　　RED_ZHI=1;</p><p>　　RED_ZHU=0;</p><p>　　GREEN_ZHU=1;</p><p>　　GREEN_ZHI=1;</p><p>　　if(aa==20)//定時(shí)20*50MS=1S</p><p>&l

103、t;b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時(shí)完成一次后清0</p><p><b>　　temp--;</b></p><p>　　YELLOW_ZHI=~YELLOW_ZHI;</p><p>　　if(temp>200)</p><p><b&g

104、t;　　{</b></p><p>　　temp=6;//變量復(fù)位</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10

105、;//顯示個(gè)位 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xint0() inte

106、rrupt 2 //外部中斷1,按下后亮執(zhí)行LED_ON程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　LED_ON();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void LED_ON()//外部中斷1顯示子程序，所有

107、紅燈點(diǎn)亮，綠燈、黃燈、數(shù)碼管全部熄滅</p><p><b>　　{</b></p><p>　　RED_ZHI=0;</p><p>　　RED_ZHU=0;</p><p>　　GREEN_ZHI=1;</p><p>　　GREEN_ZHU=1;</p><p>　　

108、YELLOW_ZHI=1;</p><p>　　YELLOW_ZHU=1;</p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p>　　delay0(5000);</p><p><b>　　return ;</b></p><p><b>　　}&l

109、t;/b></p><p>　　void display(uint ge,uint shi) //顯示子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xfd;</b></p><p>　　P2=table[shi];//顯示十位</p>

110、<p>　　delay0(5);</p><p><b>　　P0=0xfe;</b></p><p>　　P2=table[ge];//顯示個(gè)位</p><p>　　delay0(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xt

111、imer0() interrupt 1 //定時(shí)中斷</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p><p><b>　　TL0=0x00;</b></p><p><b>　　aa++;</b>

112、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay0(uint z) //延時(shí)子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>　　for(i=