太原理工大学现代科技学院单片机原理与接口技术课程设计设计名称交通灯控制器专业班级信息13-1班学号2013100000姓名指导教师武娟萍太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
指导教师签名：日期：2016.06.30目录交通灯控制器 0一、前言 01.1选题背景 01.2设计意义 01.3设计内容 0二、设计目的和要求 (1)2.1课程设计目的 (1)2.2课程设计要求 (1)三、设计硬件电路及其相关介绍 (1)3.1AT89C51 (1)3.1.1AT89C51简介 (1)3.1.2AT89C51管脚功能介绍 (2)3.1.3AT89C51复位电路 (3)3.1.4时钟电路 (3)3.2 74LS47 (4)3.2.1 74LS47管脚图和真值表 (4)3.2.2引脚功能 (5)3.2.3实用电路连接 (6)3.3 74LS139 (6)3.3.1 74LS139管脚 (6)3.3.2 74LS139真值表 (7)3.4设计中用到的其他器件 (7)3.4.1RESPACK-7 (7)3.4.2反向器7405 (7)3.4.3TRAFFIC LIGHTS (7)3.4.4 7SEG-MPX2-CA (7)3.4.5 BUTTON (8)四、设计总体方案 (8)4.1课程设计总体思路 (8)4.1.1路口状态设置 (9)4.1.2实现主程序状态功能的流程图 (9)4.1.3主程序汇编 (10)4.2调显示时间程序 (13)4.2.1设计思想 (13)4.2.2设计重要部分流程图 (14)4.2.3调显示汇编程序 (15)4.3各类情况处置程序 (16)4.3.1各类情况介绍 (16)4.3.2调配各模式流程图 (17)4.2.3调配各模式程序 (18)4.2.4少车模式H1 (18)4.2.5手动指挥模式H2 (19)4.2.6单南北通行模式H3 (19)4.2.7单南北向左转模式H4 (19)4.2.8单东西通行模式H5 (19)4.2.9单东西向左转模式H6 (19)4.2.10智能调控模式 (19)4.2.11智能调控模式演示 (19)4.2.12内部延时程序 (20)4.2.13显示调用程序 (20)五、protues硬件连线图 (21)六、protues仿真 (22)6.1基本交通灯显示功能 (22)6.1.1上电启动-南北向通行 (22)6.1.2黄灯闪烁 (22)6.1.3南北向左转通行 (22)6.1.5东西向左转通行 (23)6.2调时显示功能 (23)6.2.1调时基本操作 (23)6.2.2调时 (23)6.2.3调时后交通灯显示 (24)6.3各类处置情况 (25)6.3.1紧急处置模式 (25)6.3.2夜间模式 (25)6.3.3交警指挥模式 (25)6.3.4单独通行模式 (26)6.3.5智能控制模式-南北向1级 (26)6.3.6智能控制模式-东西向2级 (27)七、设计心得体会 (28)附录1：汇编源程序 (29)附录2：整体设计图 (39)专业班级信息13-1班学号2013100000 姓名00 成绩交通灯控制器一、前言1.1选题背景19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。
其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。
后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造。
那时的交通灯只有红、绿两色，后来经改良后，再增加一盏黄色的灯，红灯表示停止，黄灯表示准备，绿灯则表示通行。
中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。
道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。
适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。
近年来，随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。
如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。
1.2设计意义社会发展至今，全球人类将近有73亿人，中国人有13亿之多，在当今的城市，一块较小的地方容纳了大量的人、大量的汽车，那么如何有效的管理人们和汽车的出行方式才能合理的利用资源呢？在我国各大城市的交叉路口，随处可见交通信号灯，也就是说交通信号灯的使用量非常大，而且如何用一块尽可能的小的芯片来实现更全、更多的功能，具有很大的现实意义。
总之，交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。
交通关系着人们对于财产，安全和时间相关的利益。
具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位，甚至是生命通道的延伸。
1.3设计内容基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要进行如下方面的研究：用智能，集成，且功能强大的单片机芯片AT89C51为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥十字路口的实时通行状态。
本设计的工作：确定系统交通控制的总体设计，其中包括交通信号灯的亮灭基本控制，左转、右转、直行、人行道控制、交通灯倒计时，交通灯手动调节和设置时间、交通灯紧迫环境处置惩罚（包括110、119、120通过、凌晨时间黄灯闪烁等）、分时段控制调整交通信号灯的点亮时间以及具体环境手动节制等功能。
二、设计目的和要求2.1课程设计目的课程设计时单片机原理与接口技术课程集中实践环节的主要内容之一，可以使学生达到对单片机系统组成、编程、调试和绘图设计等基本技能训练。
学生通过选作的课题，可以进一步熟悉单片机应用系统的开发过程，软、硬件设计的工作内容、方法、步骤。
培养学生理论联系实际，提高分析问题、解决问题的能力和实际动手能力，以及正确应用单片机解决工业控制、工业检测等领域具体问题的能力。
2.2课程设计要求（1）通过查阅手册和有关文献资料，掌握独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的设计分析比较、设计计算、元件选取、仿真、安装调试等环节，掌握实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）熟悉常用仪器设备的使用方法，掌握实验调试方法，提高动手能力。
三、设计硬件电路及其相关介绍3.1AT89C51AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
3.1.1AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示。
3.1.2AT89C51管脚功能介绍VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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。
在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（计时器0外部输入）P3.5 T1（计时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。