1、 单片机原理与接口技术 课程设计 设计题目：控制交通灯的设计 专业班级： 学 号： 姓 名： 、 控制交通灯的设计 一、 设计目的： 通过此课程设计熟悉 8051 系列单片机的应用； 熟悉 wave6000 的使用方法； 熟悉 proteus 仿真软件以及其应用方式。 二、设计内容 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什 么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。 交通信号灯控制 方式很多。本系统采用 MSC-51 系列单片机 ATSC51 和可编程并行 I/O 接口芯片 8255A 为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过 8051
2、芯 片的 P1 口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩 5 秒时黄 灯闪烁警示（交通灯信号通过 PA 口输出，显示时间直接通过 8255 的 PC 口输出 至双位数码管） ；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管 显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。 （1）交通管理的红绿灯设计原理： 东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示 灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示 人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的
3、公共 停车时间。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如下表。 此表说明： A、当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿 灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为 60 秒。 B、黄灯闪烁 5 秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。 C、当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通 过，行人通行。时间为 80 秒。 东西方向车流大 通行时间长。 D、这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能 安全畅通的通行。 E、此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。 （2）系统硬件设计 选用设备 8031 单片机一片选用设备：8031
4、 弹片机一片，8255 并行通用接口 芯片一片，74LS07 两片，MAX692看门狗一片，共阴极的七段数码管两个双 向晶闸管若干，7805 三端稳压电源一个，红、黄、绿交通灯各两个，开关键盘、 60S 5S 80S 5S 东西道 红灯亮 黄灯亮 绿灯亮 黄灯亮 南北道 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 黄灯亮 连线若干。 8051 的内部结构如下图： 系统框图如下图 （3）系统的工作原理为： 1、开关键盘输入交通灯初始时间，通过 8051 单片机 P1 输入到系统 2、由 8051 单片机的定时器每秒钟通过 P0 口向 8255 的数据口送信息，由 8255 的 PA 口显示红、绿、黄灯的燃亮情况；由
5、 8255 的 PC 口显示每个灯的燃亮 时间。 3、8051 通过 设置 各个信号等的燃亮时间、通过 8031 设置，绿、红时间 分别为 60 秒、80 秒循环由 8051 的 P0 口向 8255 的数据口输出。 4、 通过 8051 单片机的 P3.0 位来控制系统是工作或设置初值，当.牌位 0 就对系统进行初始化，为 1 系统就开始工作。 5、红灯倒计时时间，当有车辆闯红灯时，启动蜂鸣器进行报警，3S 后然后 恢复正常。 6、增加每次绿灯时间车流量检测的功能，并且通过查询 P2.0 端口的电平是 否为低，开关按下为低电平，双位数码管显示车流量，直到下一次绿灯时间重新 记入。 7、绿灯时
6、间倒计时完毕，重新循环。 （4）系统的软件设计 延时方法可以有两种一中是利用 MCS-51 内部定时器才生溢出中断来确定 1 秒的时间，另一种是采用软件延时的方法。 定时器工作时必须给计数器送计数器初值，这个值是送到 TH 和 TL 中的。他 是以加法记数的，并能从全 1 到全 0 时自动产生溢出中断请求。现用 n 表示加 1 计数器的位数，用 x 表示计数值，则计数初值 count=x n 2，式中 n=13,16,8 和 8，分别对应工作方式 0，1,2,3 方式 定时器/计数器的最长定时 13 2s8.192ms 方式 定时器/计数器的最长定时s 16 265.536ms 所以无法实现 1s 的定时。可以采用软件计数器来进行设计，定义一个软件 计数器单元 20H，先用定时/计数器 T0 做一个 50ms 的定时器，这样每当到 毫秒时就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断 服务子程序中，先使软件计数器减，然后判断它是否为零。为零表示 秒已到可以返回到输出时间显示程序。 （4）
