【正文】 亮禁止通行，綠燈亮允許通行。紅燈的設(shè)計(jì)時(shí)間為 40 秒，黃燈為 5秒，綠燈為 34 秒。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 頁(yè) 3 方案介紹 狀態(tài) A干道燈顯示 B 干道燈顯示 東西方向 紅燈（ 40s） 黃燈 (5s) 東西方向 紅燈 (34s) 綠燈 (34s) 南北方向 黃燈 (5s) 紅燈 (40s) 南北方向 綠燈 (34s) 紅燈 (34s) 本方案分三步： 要建立兩路信號(hào)燈的控制系 統(tǒng)，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 芯片通過(guò)組合邏輯控制兩路燈的顯示關(guān)系。 建立顯示控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用 MSC51 系列單片機(jī) AT89C51 為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能通過(guò) 8051 芯片的 P0 和 P1口分別設(shè)置南北與東西路道的紅、綠、黃燈燃亮?xí)r間的功能，紅綠黃燈循環(huán)點(diǎn)亮。 建立反饋信息部分，主要解決顯示時(shí)間和燈控的同步問(wèn)題，采用倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)，通過(guò)緊急中斷和復(fù)位電路同步反饋到顯示系統(tǒng)的置數(shù)環(huán)節(jié)中。 注意：雖然本設(shè)計(jì)沒(méi)有擴(kuò)展 I/O 端口，但實(shí)際上 8051 的 4 個(gè) 8 位 I/O 端口中，真正能提供借用的只有 P1口 ,因?yàn)?P2和 P0口通常用于傳送外部傳送地址和數(shù)據(jù) ,P3口也有它的第二功能。因此， 8051 通常需要擴(kuò)展。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(hào)燈的顯示都要用到一個(gè) I/O 端口，顯然 8051 的端口是不夠，需要擴(kuò)展。擴(kuò)展的方法有兩種：（ 1）借用外部 RAM 地址來(lái)擴(kuò)展 I/O 端口；（ 2）采用 I/O 接口新片來(lái)擴(kuò)充。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 頁(yè) B B 東西紅燈亮 東西綠燈 亮 A A （車輛禁止通行） （車輛可直線行駛和左轉(zhuǎn)彎） 南北綠燈亮 南北紅燈亮 （可以直線行駛和左轉(zhuǎn)彎） （車輛禁止通行） 圖 圖 B 東西紅燈亮 A （緊急車輛通行狀態(tài)） 南北紅燈亮 圖 由上面三幅圖可以知道，圖 1為東西（ A）紅燈、南北（ B）綠燈狀態(tài)下的正常通行狀態(tài)，當(dāng)南北（ B）為綠燈狀態(tài)時(shí)，南北方向的車輛可以通過(guò)并且可左轉(zhuǎn)彎；圖2 同圖 1 一樣是屬于正常通行狀態(tài)，不過(guò)是東西（ A）為綠燈、南北（ B）紅燈；圖 3為緊急車輛通行狀態(tài)，當(dāng)遇到緊急車輛需要通過(guò)的時(shí)候，四周紅燈全亮，緊急車輛可以從十字路口通行。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 頁(yè) 5 第二章 交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)采用的是 AT89C51 單片機(jī)為內(nèi)部 控制芯片，外部接有按鍵中斷電路以及復(fù)位電路以外，還有 4 個(gè)兩位數(shù)碼管，用以倒計(jì)時(shí)和 4 個(gè)路口的燈，共 12 個(gè) LED燈。 系統(tǒng)框架圖 電路板一塊， AT89S51 單片機(jī)一片，八段 LED 數(shù)碼管四個(gè)。發(fā)光二極管 12個(gè)（ 4個(gè)綠的， 4 個(gè)紅， 4 個(gè)黃的）， 8個(gè)電阻， 2 個(gè)電容， 1 個(gè)晶振， 1個(gè)電解電容， 1個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)。（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：圖 ） 圖 AT89C51 外部晶體振蕩電路 按鍵復(fù)位電路 數(shù)碼顯示管 按鍵外部中斷 LED 燈 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 頁(yè) 單元電路的分析與介紹 MSC51芯片簡(jiǎn)介 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明： 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 頁(yè) 7 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序， 原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 時(shí)鐘電路 ： 8051內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。 下圖是 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 。 圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 頁(yè) MCS51 的引腳說(shuō)明： MCS51系列單片機(jī)中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4 組 8位共 32個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：如圖