基于MSC-51系列单片机的交通灯控制器 毕业论文.doc

基于MSC-51系列单片机交通灯控制器 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MSC-51 计时 1单片机控制交通灯的背景 1.1交通灯的历史 19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩 ，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。 从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。1.2.2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。 1.2.3 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。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。 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据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） 2单片机控制交通系统总体设计 2.1单片机交通控制系统通行方案设计 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1，周而复始，即如图2-1）所示：直至状态6然后循环至状态1， 图2-1交通状态