单片机交通灯控制系统毕业设计
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单片机课程设计
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内容摘要
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MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片80C51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，倒计时剩秒时黄灯闪烁警示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强
本设计以单片机为核心，以LED灯作为直行和左右拐弯指示完成了题目要求的所有功能。
关键字：
单片机 、MSC-51、交通灯、红绿灯
单片机课程设计
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设计目录
一：交通灯的做题意义和选题背景
1. 传统交通灯简介„„„„„„4
2. 单片机的发展历程„„„„„..4
3. 单片机的特点„„„„„„„..5
4. 80C51单片机芯片简介„„„...5
5. 单片机内部结构„„„„„„„10
6. 单片机内部结构图„„„„„„10
7. 单片机执行程序图„„„„„„11
二: 十字路口智能交通灯系统硬件设计„„11
1. 设计要求„„„„„„„„„„„.11
2. 交通灯管理系统电路原理图………..12
3. 硬件选择…………………………….12
4. 单片机角路图……………………….14
5. 红绿灯工作参考程序流程图……….17
6. 十字路口交通灯设计程序………….18
三:实验步骤……………………………21
四:心得体会…………………………….22
五:参考文献
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十字路口智能交通灯
一，本次课程设计的做题意义和选题背景
由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。
对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。所以，改变和完善我国现有的交通系统已成为当务之急。
交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，使人类的聚居生活，产生了深远的影响。使交通得以有效管制，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。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管单片机课程设计
- 3 - 理和城市规划部门亟待解决的主要问题。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。
1〉传统交通灯的简介
在今天，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。但这一技术在19世纪就已出现了。
1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，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议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。
1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市C5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。而中国最早的马路交通灯却是诞生于1928年的上海英租界。从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，
2〉单片机的 发展历程
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。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列和52子系列。每个子系列有诺干中型号。51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制单片机课程设计
- 4 - 系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。
3〉单片机的特点
（1）性价比高，开发周期短，易于产品化，
（2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强，
（3）功能完善，接口多样，
（4）低功耗、低电压
一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。
（5）总线多样，易于扩展
单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。
4〉80C51单片机芯片简介 单片机课程设计
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80C51单片机引脚图
80C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中最基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它继承和扩展了MCS-48单片机的体系结构和指令系统。
80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
此外，80C51还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种单片机课程设计
- 6 - 封装形式。
5〉MCS—51单片机内部结构有8大部分
①.一个8 位的中央处理器 CPU（又称为微处理器）
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
②有 128字节 的片内数据存储器RAM
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
③.4KB片内 程序存储器ROM或EPROM
8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据
④.片内 18个 特殊功能寄存器（SFR）
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片内特殊存储器分布图
⑤.4个8位 的并行输入输出I/O口（PIO）
8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输
P0口 P0.0~P0.7 输入与输出 分时的传送地址低8位特殊功能寄存器SFR
数据缓冲区
位寻址区
R7
R0 3组（8字节）
2组
1组
0组 0FFH
80H
7FH
30H
2FH
20H 0F0H SFR可寻址区
0E0H
0D0H
0C8H
0B8H
0B0H
0A8H
0A0H
98H
90H
88H
80H
1FH
00H 单片机课程设计
- 8 - 与数据线
P1口 P1.0~P1.7 输入与输出 无第二功能
P2口 P2.0~P2.7 输入与输出 传送地址的高8位
P3口 P3.0~P3.7 输入与输出 P3.0—RXD：串行口输入端
P3.1—TXD：串行口输出端
P3.1—TXD：串行口输出端
P3.2—：外部中断0中断请求输入端
P3.3—：外部中断1中断请求输入端
P3.4—T0：定时器/计数器0外部输入端
P3.5—T1：定时器/计数器1外部输入端
P3.6—：外部数据存储器写选通信号
P3.7—：外部数据存储器读选通信号
⑥.1个 串行口I/O（SIO/UART）完成单片机与其他微机的之间的串行通信
⑦.2/3个16位 定时器/计数器（TIMER/COUNTER）
⑧.可处理 5个中断源，两级可程序优先级的中断系统
其中含有MCS-51指令集含 111条指令，按照指令操作功能话费有五类：
<1>数据传送指令（28）
<2>算术运算指令（24）
<3>逻辑运算及转移指令（25）
<4>控制转移指令（22）
<5>位操作指令（12）
