【正文】 ............16 流程圖 .......................................................16 程序源代碼 ...................................................16設(shè)計(jì)總結(jié) ..................................................................22致 謝 .....................................................................23參考文獻(xiàn) ..................................................................24江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）0緒 論當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。電氣啟動(dòng)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(hào)大街的一座高塔上。1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈。 信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)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(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 交通信號(hào)燈控制電路是由振蕩電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)控制電路等電路組成。在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)，要求黃燈先亮 5 秒鐘，才能變換運(yùn)行車道；后 5 秒黃燈亮，黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。 本設(shè)計(jì)采用 8051 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)汽車尾燈控制電路，其電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，外圍電路少，易于控制和檢查，單片機(jī)的應(yīng)用具有范圍廣的特點(diǎn)，對(duì)各個(gè)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(dòng)作用。江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）1 設(shè)計(jì)任務(wù)本系統(tǒng)由單片機(jī)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(shí)，要求黃燈先亮 5 秒鐘，才能變換運(yùn)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(shí)間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用計(jì)時(shí)的方法） 。 設(shè)計(jì)要求 該設(shè)計(jì)在熟練掌握單片機(jī)及其仿真系統(tǒng)的使用方法基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用單片機(jī)原理、微機(jī)原理、微機(jī)接口技術(shù)等課程方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)采用 8051 單片機(jī)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。 方案選定 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(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來控制行車， 對(duì)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(shí)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(jī)來控制交通燈，在軟、硬件方面采取一些改進(jìn)措施,，使交通燈在控制中靈活而有效。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)硬件的芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對(duì)象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對(duì)象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。按照題目的設(shè)計(jì)要求，本課題需要使用 LED 數(shù)碼管顯示和擴(kuò)展鍵盤。江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）32. 系統(tǒng)所用芯片簡(jiǎn)介 MCS51 單片機(jī)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。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(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，P0 口接收指令代碼；而在內(nèi)部程序驗(yàn)證時(shí)，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(dòng) 3 個(gè) LSTTL 負(fù)載。(T2Ex)為定時(shí)器／計(jì)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(chǔ)器時(shí)，P2口作為高 8 位地址總線。P2u能驅(qū)動(dòng) 3 個(gè) LSTTL 負(fù)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(shí)器／計(jì)數(shù)器 1AL 部輸入端。 P3．7(RD)：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通。 初始化后，程序計(jì)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(fù)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/V pd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）6 (a)上電自動(dòng)復(fù)位 (b)手動(dòng)復(fù)位電路 (c)內(nèi)部時(shí)鐘方式 (d)外部時(shí)鐘方式圖 23 復(fù)位電路 圖 24 時(shí)鐘方式 而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)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(chǔ)器指令。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）7 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(gè)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)。?。?）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。江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）8?。?）輸入/輸出接口電路　　8255A 片內(nèi)有 A, B, C 3個(gè)8位并行端口，A 口和 B 口分別有1個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器，C 口有1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和1個(gè)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(shí)鎖存使能端C 為高電平時(shí)，輸出 Q0~Q7 狀態(tài)與輸入端 D1~D7 狀態(tài)相同；當(dāng) C 發(fā)生負(fù)的跳變時(shí)，輸入端 D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入 Q0~Q7。在MCS51 單片機(jī)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(dāng)0E 為高電平時(shí)，Q0～Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，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(shí)間，通過 8051 單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng)。（3）8051 通過設(shè)置各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間,綠、紅時(shí)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(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)時(shí)間結(jié)束時(shí),黃燈閃爍 5s 后結(jié)束。江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）12 延時(shí)方法的設(shè)定延時(shí)方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來確定 1 秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 軟件延時(shí)MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機(jī)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