设计课题：基于单片机的交通灯设计
一.设计目的:
1,通过交通信号灯控制系统的设计,掌握8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭;
2,用8255作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.
3,通过单片机课程设计,熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高我们的动脑和动手的能力;
4,完成控制系统的硬件设计,软件设计,仿真调试.

二.设计要求:
交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭,并且用LED数码管显示时间.用8051做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理.在一个交通十字路口有一条主干道(东西方向)
,一条从干道(南北方向),主干道的通行时间比从干道通行时间长,四个路口安装红,黄,绿,灯各一盏;
1,设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西
方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,时间可设置修改.
2,在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮,才能变换运行车道
3,黄灯亮时,要求每秒闪亮一次.
4,东西方向,南北方向车道除了有红,黄,绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法).
5,同步设置人行横道红,绿灯指示.

当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。
1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。
电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。
1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。
信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
鉴于设计者的水平有限，加之时间仓促，因此本课程设计难免有错误和疏漏之处，敬请老师读者批评指正。

(1). 标准时基模块
方案一：采用程序设计对PLD芯片进行晶振分频。这个方案的优点是时钟信号非常精确，而且易于程序调整。但其程序设计和电路比较复杂，占用的系统资源较多，价格也比较昂贵。
方案二：采用直接从晶振分频得到1HZ信号。该方案比较容易实现，但精确度不高，很难达到题目精确度的要求。
方案三：采用单片机C51经过延时程序产生1HZ时基信号。在单片机程序设计中通过延时程序的循环产生所需要的1HZ的时基信号，该方案精确度比较高，而且也易于程序调整，电路结构简单，系统资源占用较小。
  基于上述理论分析，拟订方案三。

（2）．时钟控制模块
方案一： 采用单片机对键盘扫描和读取来控制不同时间值。通过单片机对键盘的引脚不停的扫描，读入某时刻按下的键，通过单片机内部查表程序译出按键所对应的值从而使时间的值发生改变。该方案简单，常用，资源占用较小。
方案二：采用PLD芯片引脚锁定，通过开关的通和短控制PLD中计数器的值。该方案程序设计简单，但按键不直观不易使用，且用了PLD芯片而使成本过高。
基于上述理论分析，拟订方案一。


（3）．显示模块
方案一：采用液晶屏幕显示时钟和红绿灯。该方案显示清晰，体积比较小，易于PCB板的印制。但其程序设计非常复杂，成本过高。
方案二：采用七段数码管显示时钟和红绿灯。该方案简单，可以很好的通过单片机连用实现功能。成本较低。
基于上述理论分析，拟订方案二。

1.2 小结
经过仔细的论证和比较，决定了系统各个主要模块的最终方案如下：
标准时基模块：采用单片机C51的延时程序产生1HZ的时钟信号驱动LED。
时间设置模块：采用键盘和单片机控制进行时间设置。
显示模块：采用普通七段显示数码管显示。

2.1 单片机概述
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
  通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。

MCS-51单片机内部结构
8051是MCS-51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。
     8051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。8051内部结构如图2-1所示。

图2-1 8051内部结构


•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(P0、 P1、P2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。

8255可编程并行接口芯片简介:
8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。
8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明:
8255有两种控制命令字；一个是方式选择控制字；另一个是C口按位置位／复位控制字。其中C口按位置位／复位控制字方式使用较为繁难，说明也较冗长，故在此不作叙述，需要时用户可自行查找有关资料。
方式控制字格式说明如表2-1：
表2-1 方式控制字格式

D7        D6        D5        D4        D3        D2        D1        D0


D7：设定工作方式标志，1有效。
D6、D5：A口方式选择
           
            0 0 —方式0
            0 1 —方式1
            1 ×—方式2
D4：A口功能       （1=输入，0=输出）
D3：C口高4位功能 （1=输入，0=输出）
D2：B口方式选择   （0=方式0，1=方式1）
D1：B口功能       （1=输入，0=输出）
D0：C口低4位功能 （1=输入，0=输出）
8255可编程并行接口芯片工作方式说明:
方式0：基本输入／输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。
方式1：选通输入／输出方式。这时A口或B口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。
方式2 ：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。
8255的引脚图如图2-5所示：

东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表2-2
表2-2 指示灯燃亮方案
时间        25S        5S        25S        5S        ……
东西道        红灯亮        黄灯亮        绿灯亮        黄灯亮        ……
南北道        绿灯亮        黄灯亮        红灯亮        黄灯亮        ……

表2-2 说明：
（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为25秒。
（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。      
（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为25秒。 东西方向车流大 通行时间长。
（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。
（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。

2.3.2 系统硬件框图
选用设备8051单片机一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07两片，MAX692“看门狗”一片，共阴极的七段数码管两个，双向晶闸管若干，7805三端稳压电源一个，红、黄、绿发光二极管各两个，开关键盘，连线若干。
系统的总框图如图2-7所示：


图2-7 系统总框图

philip222

都是很经典的女优，我多喜欢，谢谢楼上的介绍，我去搜搜关于他们的片子。

美神真的有中出的吗，好好去搜搜，要是真的话就太爽了

peter_loo

引用:

原帖由 401060341 于 2008-12-21 10:53 发表
近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 ...

你发这什么几把玩意，单片机都整出来了，我服了，操。