基于51单片机交通灯控制ppt

摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。

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STC-51系列单片机AT89C51来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051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3秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过双位数码管）,出现交通意外的情况下，必须使东西南北方向上的显示灯都为红灯，以便交通警察及时处理。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

关键词：单片机交通灯电路原理图 Proteus仿真图 AT89c51 C程序目录第一章设计任务 (2)第二章设计目的 (3)第三章设计思路 (3)第四章STC-51芯片简介 (4)第五章基础知识 (7)（一）管脚说明 (7)（二）定时器/计数器 (8)（三）定时器／计数器的概念 (9)1.89C51单片机内有两个可编程的定时器／计数器T0、T1 (9)2.定时器／计数器的相关寄存器 (9)（四）定时器／计数器的4种工作方式 (10)1.方式0 (10)2.方式1 (10)3.方式2 (10)4.方式3 (11)（五）定时器／计数器的编程 (11)1.定时器／计数器的初始化 (11)2.定时器／计数器初值的计算 (11)第六章主程序设计 (12)（一）系统程序流程图如图6-1所示 (12)（二）设计流程图如图6-2所示 (12)（三）程序的执行表达表如表6-3所示 (13)第七章Proteus仿真图及各单元电路 (14)1.程序正常仿真中如图7-2所示 (14)2.时钟震荡电路 (14)3.复位电路 (15)4.紧急情况 (15)附录一：C程序源代码 (17)附录二：原理图 (25)附录三：元件清单表 (26)附录四：主要参考文献 (26)交通灯的硬件和软件设计，本设计是交通灯的控制实验，必须要先了解实际交通灯的变化规律。

单片机控制交通灯摘要随着经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通拥塞已成为一个国际性的问题。

因此，设计可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有极大的现实必要性。

根据交通灯在实际控制中的特点，结合单片机的控制功能，提出了一种用单片机自动控制交通灯的简易方法。

设计中包括硬件电路的设计和程序设计两大步骤，对单片机学习中的几个重要内容都有涉足。

单片机的应用正在不断深入，单片机可以用来仿真各个系统。

在自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。

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。

本系统采用单片机STC89C52为中心器件来设计交通灯控制器，实现了通过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P1口输出，显示时间通过P0口输出至双位数码管）。

本系统设计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。

关键词：单片机交通灯数码管看门狗目录第1章前言 (1)1.1课题任务及主要实现内容 (1)1.2原理分析 (1)1.2.1交通灯显示时序的理论分析 (1)1.2.2 交通灯显示的理论分析 (2)第2章设计方案分析 (3)2.1 单片机与外围接口部件 (3)2.2 倒计时显示界面 (4)2.3 交通灯 (4)第3章硬件系统设计 (4)3.1 单片机的选择 (4)3.2 STC89c52的看门狗设置 (8)3.3 硬件电路实现 (9)3.2.1 最小系统设计 (9)3.3.2 显示设计 (11)3.2.3 发光二极管模拟红绿灯 (13)3.2.4 按键模块 (14)第4章软件电路设计 (15)4.1 软件编译环境测试 (15)4.1.1 C语言介绍 (15)4.1.2 Keil uVision4介绍 (15)4.2软件总体设计 (15)第5章电路检测 (17)结论 (20)参考文献 (21)附录：22原理图 (22)源程序： (22)第1章前言单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。

项目设计报告项目名称：简易交通灯控制系统的设计课程名称：单片机应用工程技术训练学院：机电学院专业：机械工程及自动化学号：*************/22/37姓名：张梦迪张博文崔剑锋成绩：2013年06月04日1、设计任务与要求1.1.设计任务设计基于51单片机的交通灯控制系统。

1.2. 设计要求基本功能：（1）设计程序能够控制红灯、黄灯和绿灯的切换。

假设十字路口为东西南北走向，南北方向为主干道，东西方向为辅干道，主干道通行时间长于辅干道。

要求按表1实现过程控制。

交通灯控制顺序要求如表1所示（2）应用两位动态显示的LED显示器倒计时显示通行时间，总时间应包含绿灯闪烁和黄灯亮的时间。

（3）当绿灯闪烁和黄灯亮时，蜂鸣器发声提示。

扩展功能：处理紧急状况，由按键引发外部中断进入紧急状况。

在紧急状况下东西、南北均为红灯，15秒钟后恢复进入紧急状况之前的正常运行状态。

1.3 材料清单本设计中所需的材料如表2所示：表2. 材料清单2、整体方案设计单片机设计交通灯控制系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，当然，接入LED数码管就可以显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。

本系统在此基础上，加入了紧急情况处理与时间调整功能。

图1. 系统的总体框图3、硬件设计3.1 交通灯模组本系统中使用的所使用的交通灯系统为凌阳科技股份有限公司生产的交通灯模组V3.0。

本系统为一套交通灯系统：包括一块驱动电路板（交通灯模组V3.0_驱动板）和四块LED板（交通灯模组V3.0_LED板）。

1）LED板中每个方向提供四组交通LED灯（包括左转、直行、右转、人行道四组），每组交通灯包括红、黄、绿三个灯，可以实现交通的通行控制；2）LED板中每个方向提供两个数码管，可以实现100以内的倒计时。

本系统包含一块驱动板和四块LED板，驱动板框图如图 2.1：其中J1、J2、J3、J4为LED板的插接口，使用时可以直接把四块LED板插接在驱动板上；J5、J6、J7是单片机的接口，使用时可以直接用3根10pin排线与单片机连接；驱动电路模块用来驱动LED灯和数码管。

基于51单片机的交通灯控制系统设计一、引言当今，红绿灯安装在个个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这个技术在19世纪就已经出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械般手势信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转方式玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，是警察受伤，遂被取消！电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红黄绿三色圆形的投光器组成，1914年始装于纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

信号灯的出现，使得交通得以有效的管理，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。

绿灯时通行信号灯，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非两一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆必需让合法的正在路口内行驶的车辆和过人行横线的行人优先通行。

红灯是禁行信号灯，面对红灯的车辆必需在交叉路口的停车线后停车。

黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已经十分接近停车线而不能安全停车的可以进入交叉路口！二、概要设计2.1 设计思路利用单片机实现交通灯的控制，该任务分以下几个方面：a 实现红、绿、黄灯的循环控制。

要实现此功能需要表示三种不同颜色的LED灯分别接在P1个管脚，用软件实现。

b 用数码管显示倒计时。

可以利用动态显示或静态显示，串行并出或者并行并出实现。

C 实现急通车。

这需要人工实现，编程时利用到中断才能带到目的，只要有按钮按下，那么四个方向全部显示红灯，禁止以诶车辆通行。

当情况解除，让时间回到只能隔断处继续进行。

2.2总体设计框图见图2-1：图2-1三 硬件设计3.1LED 循环电路设计 3.1.1 89cs51单片机概述 MCS-51单片机内部结构：89CS51是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。

基于MCS-51单片机的交通灯设计设计一个基于单片机的交通灯信号控制器。

已知东、西、南、北四个方向各有红黄绿色三个灯，在东西方向有两个数码管，在南北方向也有两个数码管。

要求交通灯按照表1进行显示和定时切换，并要求在数码管上分别倒计时显示东西、南北方向各状态的剩余时间。

表1 交通灯的状态切换表1:系统设计（1）任务分析与整体设计思路试题要求实现的功能主要包括计时功能、动态扫描以及状态的切换等几部分。

计时功能：要实现计时功能则需要使用定时器来计时，通过设置定时器的初始值来控制溢出中断的时间间隔，再利用一个变量记录定时器溢出的次数，达到定时1 秒中的功能。

当计时每到 1 秒钟后，东西、南北信号灯各状态的暂存剩余时间的变量减1。

当暂存剩余时间的变量减到0 时，切换到下一个状态，同时将下一个状态的初始的倒计时值装载到计时变量中。

开始下一个状态，如此循环重复执行。

动态扫描：需要使用4 个数码管分别显示东西、南北的倒计时数字，将暂存各状态剩余时间的数字从变量中提取出“十位”和“个位”，用动态扫描的方式在数码管中显示。

整个程序依据定时器的溢出数来计时，每计时1S 则相应状态的剩余时间减1，一直减到0时触发下一个状态的开始。

（2）单片机型号及所需外围器件型号，单片机硬件电路原理图图1 交通灯硬件电路原理图选用MCS51 系列AT89S51 单片机作为微控制器，选择两个四联的共阴极数码管组成8位显示模块，由于AT89S51 单片机驱动能力有限，采用两片74HC244 实现总线的驱动，一个74HC244完成共阴极数码管位控线的控制和驱动，另一个74HC244完成数码管的7 段码输出，在7段码输出口上各串联一个100 欧姆的电阻对7 段数码管限流。

用P3口的P3.0-P3.5完成发光二极管的控制，实现交通灯信号的显示，每个发光二极管串联500欧姆电阻起限流作用。

硬件电路原理图如图1 所示。

（3）程序设计思路，单片机资源分配以及程序流程①单片机资源分配单片机P3口的P3.0-P3.1引脚用作输出，控制发光二极管的显示。

河南机电高等专科学校《单片机原理及应用》课程设计报告设计题目：十字路口交通灯的设计与实现系部：电子通信工程系专业：应用电子技术班级： 092学生姓名：学号： 090415117成绩：2011年06月《单片机原理及应用》课程设计任务书1．时间：2011年05月30日~2011年06月10日2. 课程设计单位：河南机电高等专科学校3. 课程设计目的：掌握《单片机原理及应用》课程基本概念、基本原理，具有一定的单片机设计能力，能够利用所学知识完成设计内容，提高实际动手能力。

4. 课程设计任务：①参考相关的的书籍、资料，根据设计要求完成原理图设计；②制作电路板并完成调试；③绘制软件流程图；④完成软件设计并完成调试；⑤作好笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；⑥联系自己所学知识，总结本次设计经验；⑦认真完成课程设计报告。

5. 设计要求《单片机原理及应用》课程设计报告前言：随着经济的发展，越来越多的人成了有车一族，交通的管理则显得越来越重要。

交通灯是城市交通中的重要指挥系统，它与人们日常生活密切相关，因此提供一个安全、可靠、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。

对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必须按照一定的规律变化以便于车辆和行人能顺利的通过十字路口。

单片机问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多场合应用，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉，其易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣的环境下可靠的工作等特点。

特别是他强大的面向控制能力，使他在工业控制领域，智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用。

考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵、可靠性高等特点，拟采用8051单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。

正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换，考虑紧急情况下，如有救护车或警车到来时，应有限让其通过。

摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。

本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

关键词：交通灯，单片机，数码管，LED灯目录引言 (1)1.设计背景 (2)1.1课题背景 (2)1.2设计内容 (2)2.交通灯控制系统系统简介 (3)2.1方案选择 (3)2.2系统设计原理 (4)3.系统硬件设计 (5)3.1主控制器选择 (5)3.2 时钟及复位电路 (7)3.3 指示灯及倒计时模块 (8)3.4系统总体电路图 (9)4. 系统软件设计简介 (10)4.1 系统主程序流程 (10)5. Proteus软件仿真 (10)5.1 Proteus软件介绍 (10)5.2 交通控制系统Proteus仿真 (12)6. 总结 (14)参考文献 (15)附录：源程序代码 (15)引言当今，红绿灯安装在个个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这个技术在19世纪就已经出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械般手势信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转方式玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，是警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红黄绿三色圆形的投光器组成，1914年始装于纽约市5号大街的一座高塔上。

1 电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。

因此考虑了两种电源方案：方案一:采用独立的稳压电源。

此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。

方案二：采用单片机控制模块提供电源。

改方案的优点是系统简明扼要,节约成本；缺点是输出功率不高。

综上所述,选择方案二.2 显示界面方案该系统要求完成倒计时功能。

基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。

这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单，方便. 方案二:采用点阵式LED 显示。

这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字,图形等，但实现复杂，成本较高。

综上所述，选择方案一。

3 输入方案：设计要求系统能调节灯亮时间,并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等.该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM，及计数器.若用该方案，可提供较多I/O 口，但操作起来稍显复杂。

方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。

由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。

综上所述,选择方案二。

3.1单片机交通控制系统的通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。

其具体状态如下图所示。

说明:黑色表示亮，白色表示灭。

交通状态从状态1开始变换,直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2。

1所示：图1 交通状态本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器. 实现以下功能：初始东西绿灯亮，南北红灯亮,东西路口车通行，时隔24s，黄灯闪烁6次。

之后，南北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔24s,南北黄灯闪烁6次，然后又切换成东西方向通车，如此重复.当发生交通意外(中断产生)时，全部亮红灯，进行交通事故的处理。