湖北省高等教育自学考试毕业论文论文题目：智能交通灯管理系统主考学校：武汉大学专业：电子信息工程技术指导教师：陈小桥考生姓名：魏超准考证号：013510210535工作单位：武汉职业技术学院2012年 08月 31 日摘要介绍一种基于AT89C51单片机的智能交通灯的设计方法，模拟定周期交通信号灯的工作状态。
该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆自动放行；通过霍尔车辆检测电路采集路况信号，经单片机处理后，分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节；左拐、右拐、直行及行人的通行指示灯采用了发光二极管，此外，还添加了盲人提示声音电路，方便盲人过人行道；最后利用KEIL软件和TKS仿真器对交通灯控制系统进行编程和仿真。
关键词：交通灯；单片机；KEIL软件；TKS仿真Abstractone kind based on the AT89C51 single-chip microcomputer intelligent traffic light design method, simulation of periodic traffic signal lamp working state. The system through the infrared receiver for receiving the signal to achieve special vehicle automatic release by Holzer; vehicle detection circuit collect traffic signal, which is processed by the microcontroller, assigning each lane green time, realize the dynamic regulation; turn left, turn right, go straight and pedestrian traffic indicator lamp using light-emitting diodes, in addition, also added the blind prompt sound circuit, facilitate the blind sidewalk; finally using KEIL software and TKS emulator for traffic light control system programming and simulation。
Key words: traffic lights; single chip microcomputer; KEIL software; TKS simulation目录引言 (1)第一章智能交通灯的总体设计 (2)1.1 智能交通灯的通行方案论证 (8)1.2 智能交通灯灯系统框图 (8)1.3 智能交通灯的工作原理 (8)第二章智能交通灯硬件系统设计 (7)2.1 单片机说明 (8)2.2 各模块电路 (29)2.3 74LS373和TC4511BP简介 (8)2.4 八段LED数码管显示电路 (8)第三章智能交通灯软件系统设计 (9)3.1 软件设计思路 ...................... 错误！未定义书签。
3.2 程序设计流程 ...................... 错误！未定义书签。
第四章智能交通灯控制系统软件调制 (26)4.1 TKS仿真器 (26)4.2 集成开发环境KEIL .................. 错误！未定义书签。
4.3系统软件调试 (29)小结 (18)致谢词 (18)参考文献 (18)引言由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。
日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种条件下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。
随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。
本文采用了51系列单片机AT89C51为中心器件设计交通灯控制系统。
第一章智能交通灯的设计原理1.1 智能交通灯的方案论证图2.1.1是一个典型的十字路口示意图。
从图中可知：（1）东西方向和南北方向信号灯控制是中心对称的，即无论是主干道还是支干道两侧系统对同方向的信号灯控制是同步的（2）人行道无论哪个方向，系统对两侧4个信号灯的控制也是同步的，且人行道的红绿灯变化和行车道的红绿灯变化应是一致的。
（3）通过对上面整体思路分析，可以用单片机P2口和P0口，锁存芯片和显示译码芯片的配合来实现控制LED灯和数码管。
通过锁存芯片实现单片机口的分时复用，简单易行，且编程简单，能实现数据的快速交换以及单片机的资源利用。
图2.1.1 典型十字路口交通灯示意图1.2 智能交通灯系统框图该交通灯控制系统有以下几个部分组成：车辆检测电路、特种车转换模块、单片机、显示时间电路，信号灯。
系统框图如图1.2所示。
图1.2 系统框图1.3智能交通灯的工作原理本系统运用单片机对交通灯控制系统实施控制，通过直接控制信号灯的状态变化，指挥交通的具体运行，运用了LED 数码管显示倒计时以提醒行驶者，更添加了盲人提示音电路，方便视力障碍群体通行，更具人性化。
在此基础上，加入了特种车辆自动通行控制模块和霍尔车流量检测电路，经单片机进行具体处理，及时调整通行方向。
通过P0和P2用做输出显示控制口。
P0口通过锁存器芯片74LS373和显示译码器芯片TC4511BP 分时复用控制LED 数码管实现行车道上红绿灯规律变化。
P2口当作普通输出口直接控制人行道红绿灯控制规律变。
LED 数码管通过静态显示方式实现倒计时读秒。
第二章智能交通灯硬件设计2.1 单片机说明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。
AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4KB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。
因此，交通灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。
2.1.1 AT89C51单片机硬件结构AT89C51是8051系列单片机的典型产品，是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的单片机芯片，它采用静态CMOS 工艺制造8位微处理器，最高工作频率位24MHZ。
AT89C51单片机包含中央处理器，程序存储器（ROM），数据存储器（RAM），定时/计算器，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，如图2.1.1所示：图2.1.1 总线结构现在说明如下：（1）中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是单片机芯片中最复杂，最核心的智能部件，是8为数据宽度的处理器，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，用于完成运算和控制功能。
（2）数据存储器（RAM）AT89C51内部有256B的数据存储器RAM，其中有128 个8位数据存储单元和128个专用寄存器，他们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，不能用于存放用户数据。
（3）存储器（ROM）AT89C51 内部有4KB的制度程序存储器ROM，用来存放程序或程序运行过程中不会改变的原始数据（4）中断系统AT89C51共有5个中断源，其中2个用于外部中断，2个用于定时/计时器中断，1个用于串行口中断。
全部中断分为高级和低级2个优先级别。
（5）定时/计时器AT89C51内部有两个16位的定时/计时器T0和T1，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
（6）串行接口AT89C51 内部含有1个全双工串行接口，以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。
（7）I/O口AT89C51内部有4个8位并行I/O端口（P0，P1，P2和P3），可以实现数据的并行输入和输出。
（8）时钟振荡电路AT89C51内置最高频率达12Hz的时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。
石英电路可为单片机产生时钟脉冲序列。
2.1.2 AT89C51单片机的管脚说明AT89C51单片机内部总线是单总线结构，即数据总线和地址总线是公用的。
89C51有40条引脚，这40条引脚可分为I/O接口线，电源线，控制线，外接晶体线4部分。
89C51单片机为双列直插式封装结构，引脚如图3.1.2所示图3.1.2 89C51引脚分配图VCC：电源电压。
GND：接地。
RST：复位输入端，高电平有效。
P0口：P0口为一个8位双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
P0口即可作地址／数据总线使用，又可以作为通用的I/O口使用。
当CPU访问片外存储器时，P0口分时先作低8位地址总线，后作双向数据总线，此时，P0口就不能再作I/O口使用了。
在访问期间激活要使用上拉电阻。
P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
P2口：P2口为一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，，P2即可作为通用的I/O口使用，也可以作为片外存储器的高8位地址总线，与P0口配合，组成16位片外存储器单元地址。
P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8 位准双向I／0 口，可接收输出4个TTL门电流。
P3 口除了作为通用的I/O口使用之外，每个引脚还具有第二功能，具体分配如表1.表1 具有第二功能的P3口引脚ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出电平用于锁存地址的低8地位字节。
对F1ash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
在平时，ALE 以时钟振荡频率的1／6 输出固定的正脉冲信号。