基于单片机的交通灯设计

目 录引 言 .- 1 -第一章 交通灯课程设计功能描述 .- 3 -1.1 芯片简介 .- 3 -1.2 技术指标 .- 5 -第二章 课程设计分析设计 .- 7 -第三章 绘制硬件图并对硬件电路进行说明 .- 9 -3.1STC89C52RC 单片机内部结构 .- 9 -3.2STC89C52RC 单片机芯片引脚位置及功能符号 .- 11 -第四章 绘制软件流程图并对软件流程图进行说明 .- 13 -4.1 软件设计 .- 13 -4.2 主程序流程图 .- 14 -第五章 总结与致谢 .- 15 -5.1 总结 .- 15 -5.2 致谢 .- 15 -参考文献 .- 17 -附录 .- 19 -附录 A 程序的源代码 .- 19 -附录 B 实物图 .- 23 - 1 -引 言数字电子技术基础是高等学校弱电类各专业的一门重要的技术基础课程。这门课程发展迅速、实用性和应用性强，侧重于逻辑行为的认知和验证。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。同时也随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自 80 年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，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理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，本次设计完成的就是交通灯设计。以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。- 2 -关键词:交通灯,STC89C52RC 芯片,紧急制动- 3 -第一章 交通灯课程设计功能描述1.1 芯片简介STC89C52RC 芯片简介89C52 是 STC 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。89C52 单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：中央处理器：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。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。 程序存储器(ROM)：8051 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器(ROM)：8051 有两个 16 位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断- 4 -用于控制程序转向。并行输入输出(I/O)口：8051 共有 4 组 8 位 I/O 口(P 0、 P 1、P 2或 P3)，用于对外部数据的传输。全双工串行口：8051 内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。中断系统：8051 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有 2 级的优先级别选择。时钟电路：8051 内置最高频率达 12MHz 的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但 8051 单片机需外置振荡电容。单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL 的 MCS-51 系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品 16 位的 MCS-96 系列单片机则采用普林斯顿结构。89C52 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。程序存储器(ROM)：- 5 -8051 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器(ROM)：8051 有两个 16 位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出(I/O)口：8051 共有 4 组 8 位 I/O 口(P 0、 P1、P 2 或 P3)，用于对外部数据的传输。1.2 技术指标设计一个十字路口的交通灯控制电路,每条道路上各配有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯表示该道路允许通行该电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换。图 1.1 十字路交通灯控制- 6 - 7 -第二章 课程设计分析设计实现红、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。要求东西车道和南北车道上的车辆交替运行，每次通行时间为 20s；要求黄灯先亮 5 秒种，才能变换车道；黄灯亮时要求每秒闪亮一次；要求绘出原理图；根据设计要求和技术指标设计好电路；- 8 - 9 -第三章 绘制硬件图并对硬件电路进行说明3.1STC89C52RC 单片机内部结构在 STC 系列单片机中，有 2 个系列：子 51 系列和 52 子系列。每个系列有若干种型号。52 系列有 8051、8751、8031、87C51、和 80C31。我们以 STC89C52R