【正文】 ................................... 16 設(shè)計總結(jié) ................................................................. 22 致 謝 .................................................................... 23 參考文獻 ................................................................. 24 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 1 緒 論 當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。 電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914年始安裝于紐約市 5號大街的一座高塔上。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 交通信號燈控制電路是由振蕩電路、三進制計數(shù)器、譯碼電路、顯示驅(qū)動電路和開關(guān)控制電路等電路組成。在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮 5 秒鐘，才能變換運行車道；后 5秒黃燈亮， 黃燈亮時，要求每秒閃亮一次。 本設(shè)計采用 8051 單片機實現(xiàn)汽車尾燈控制電路，其電路設(shè)計比較簡單，外圍電路少，易于控制和檢查，單片機的應(yīng)用具有范圍廣的特點，對各個行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品智能化的更新?lián)Q代起著重要的推動作用。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 2 本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、鍵盤、 LED 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。 2）在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮 5秒鐘，才能變換運行車道 。 4）東西方向、 南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用顯示器進行顯示（采用計時的方法）。 設(shè)計要求 該設(shè)計在熟練掌握單片機及其仿真系統(tǒng)的使用方法基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用單片機原理、微機原理、微機接口技術(shù)等課程方面的知識，設(shè)計一個采用 8051 單片機控制的交通燈控制電路。 圖 11 系統(tǒng)的原理框圖 根據(jù)系統(tǒng)的原理框圖，分別分析各 部分電路的元器件的功能以及選擇合適的元件。 交通燈在安全行車過程中起著十分重要的作用，現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈， 加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車， 對于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用， 但根據(jù)實際行車過程中出現(xiàn)的情況， 如何全面有效地利用交通燈指示交通情況，我們嘗試用單片機來控制交通燈，在軟、硬件方面采取一些改進措施 ,，使交通燈在控制中靈 活而有效。單片機實質(zhì)上是一個硬件的芯片，在實際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對象進行電氣連接，必須外加各種擴展接口電路、外部設(shè)備、被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)。按照題目的設(shè)計要求，本課題需要使用 LED 數(shù)碼管顯示和擴展鍵盤。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 4 2. 系統(tǒng)所用芯片簡介 MCS51單片機簡介 MCS51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 圖 21 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 MCS51 的引腳說明 CHMOS 制造工藝的 8051，除采用 40腳雙列直插式封裝外，還采用方形的封裝方 式。 圖 22 8051引腳示意圖 (1)P0 口 (32— 39) 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。在對片內(nèi) EPROM 編程時， P0 口接收指令代碼；而在內(nèi)部程序驗證時，則輸出指令代碼，并要求外接上拉電阻。 (2)P1 口 (1— 8) 8 位具有內(nèi)部上拉電阻的難雙向 I/O 口。 P1 口能驅(qū)動 3 個 LSTTL 負載。 (T2Ex)為定時器／計數(shù)器 2的捕捉和重新裝入觸發(fā)脈沖輸入端。在外接存儲器時， P2口作為高 8 位地址總線。 P2u能驅(qū)動 3個 LSTTL 負載。特殊功能 (或稱第二變異功能 )。 P3． 1(TXD)：串行輸出端口。 P3． 3(1NTl)：外部中斷 1輸入端。 P3． 5(T1)：定時器／計數(shù)器 1AL 部輸入端。 P3． 7(RD)：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。 初始化后，程序計數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清“ 0”。然而，初始復位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)， 8051 的初始態(tài)。此外， RESET/Vpd還是一復用腳， Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部 RAM的數(shù)據(jù)不丟失。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 7 (a)上電自動復位 (b)手動復位電路 (c)內(nèi)部時鐘方式 (d)外部時鐘方式 圖 23復位電路 圖 24 時鐘方式 而訪問內(nèi)部程序存儲器時， ALE 端將有一個 1/6 時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。 如 EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。 當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接外部 時鐘脈沖 信號。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 8 8255A 并行接口芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8255A 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 25 所示，由三部分電路組成：與 CPU 的接口電路、內(nèi)部控制邏輯電路和與外設(shè)連接的輸入 /輸出接口電路。數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個三態(tài)、雙向、 8位寄存器， 8條數(shù)據(jù)線 D0～ D7與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接，構(gòu)成 CPU 與 8255A 之間信息傳送的通道， CPU 通過執(zhí)行輸出指令向 8255A 寫入控制命令或往外設(shè)傳送數(shù)據(jù)，通過執(zhí)行輸入指令讀取外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)。 （ 2）內(nèi)部控制邏輯電路 內(nèi)部控制邏輯包括 A組控制與 B 組控制兩部分 。 B組控制寄存器用來控制 B口 PB7～ PB0和 C口的低 4位 PC3～PC0。 （ 3）輸入 /輸出接口電路 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 9 8255A 片內(nèi)有 A, B, C 3個 8位并行端口， A口和 B口分別有 1個 8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和 1個 8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器， C口有 1個 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和 1個 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，用于存放 CPU 與外部設(shè)備交換的數(shù)據(jù)。 8255A 的端口分配及讀 /寫功能見表 21。 應(yīng)使 0E為低電平，此時鎖存使能端 C為高電平時，輸出 Q0~Q7狀態(tài)與輸入端 D1~D7 狀態(tài)相同；當 C發(fā)生負的跳變時，輸入端D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入 Q0~Q7。在 MCS51單片機系統(tǒng)中，常采用 74LS373 作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。輸出允許端 E 接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。當 0E 為高電平時， Q0～ Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當 LE 為低電平時， D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。其真值表如表 22所示 。 圖 31 交通燈硬件線路圖 系統(tǒng)工作原理 （ 1） 開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051 單片機 P1輸入到系統(tǒng)。 （ 3） 8051 通過設(shè)置各個信號等的燃亮時間 ,綠、紅時間分別為 60 秒、 80 秒循環(huán)由 8255A的 P0口向 8255A 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 5） 紅燈倒計時時間，當時間結(jié)束時 ,黃燈閃爍 5s 后結(jié)束。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院論文（設(shè)計） 13 延時方法可以有 兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定 1 秒的時間，另一種是采用軟延時的方法。 軟件延時 MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機的工作頻率為 6MHZ。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時間。延時 1秒子程序 DE2: LCALL DELAY1 DJNZ R