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宁夏大学新华学院
课 程 考 核
课程名称 微机接口
姓 名 学 号 专 业 年
级 班 级 系 别
分 数 任课教师签字 批改日期 备 注
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绪 论
主要内容：
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。
交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C51单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。
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基本要求：
利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿、红等点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）。
系统的工作应符合一般交通灯控制的要求。
参考文献：
[1] 张毅刚，彭喜元 编著.《单片机原理与应用设计》
[2] 郭天祥 编著.《新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略》
[3]编写本课程设计内容的软件设计（包含程序流程图和对程序注释）。
[4]硬件实验部分可选用实验箱测试或Proteus仿真软件实现。
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目录
1 绪论 ................................................... 2
1.1主要内容 .......................................... 2
1.2 基本要求 .......................................... 3
1.3 参考文献 .......................................... 3
2 设计方案简介 ........................................... 5
3 系统需求分析 ........................................... 6
4 单片机概述 ............................................. 6
5 本设计的简要概述 ....................................... 7
6 本设计主要包括几个主要的元件 ........................... 8
7 模块设计 ............................................... 9
7.1硬件原理图 ........................................ 9
7.2软件系统结构图 .................................... 10
7.3软件流程图 ....................................... 10
8 源程序 ................................................ 12
9 主要函数说明 .......................................... 33
对本设计的简单评述 ...................................... 34
附录A .................................................. 35
附录B .................................................. 35
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设计方案简介：
交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，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。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，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本设计系统由单片机I/O口系统、交通灯状态显示系统、复位电路等几大部分组成。系统具有基本的交通灯功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。 本设计系统利用单片机的工作原理设计一个十字路口交通信号灯，要求东、西、南、北四个方向各有红黄绿色三个灯，当东西方向亮绿灯时，南北方向红灯亮起；反之，如果南北方向亮绿灯，同时东西方向亮绿灯；绿灯亮时车辆行驶，红灯亮时车辆停止。即在同一时间内保证只有两个对应方向的车辆可以行驶。 本设计系统软件上采用Keil uVision3、Proteus。使用C51编程，主要编写了主程序、中断子程序、延时子程序、数码管显示子程序、交通控制子程序、矩阵键盘子程序。 本设计系统经过整机调试，实现了对十字路口交通灯运作与设置的模拟。
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系统需求分析：
本设计系统单片机89C51为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强、成本较低。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示。利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，数码管显示剩余时间。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯，8 管共阴极数码管显示剩余时间，矩阵键盘用来设置交通灯的显示时间和状态。
单片机概述： 7
单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
本设计的简要概述：
本设计系统利用单片机的工作原理设计一个十字路口交通信号灯，要求东、西、南、北四个方向各有红黄绿色三个灯，当东西方向亮绿灯时，南北方向红灯亮起；反之，如果南北方向亮绿灯，同时东西方向亮绿灯；绿灯亮时车辆行驶，红灯亮时车辆停止。
说明：南北方向红绿灯时间： 红灯 15s 绿灯 15s 黄灯5s
东西方向红绿灯时间： 红灯 20s 绿灯 10s 黄灯5s
按键1：暂停
按键2：设置时间按钮
按键3：设置完成重启
按键4:测试交通灯各个设备的好坏 8 按键5:设置南北绿灯时间 +
按键6:设置南北黄灯时间 +
按键7:设置南北绿灯时间 - 保证交通合理，绿灯最小值计时3s，绿灯不再减少
按键8:设置南北黄灯时间 -
按键9:设置东西绿灯时间 +
按键10:设置东西黄灯时间 +
按键11:设置东西绿灯时间 -
按键12:设置东西黄灯时间 -
按键13:南北紧急情况:南北绿灯常亮 东西红灯常亮
按键14:东西紧急情况:东西绿灯常亮 南北红灯常亮
本设计主要包括几个主要的元件：
1.AT89C51： 9 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。为本科单片机教学主要芯片TMS320F2812，DSP原理与应用技术。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。现在AT89S51/52已经取代了AT89C51/52。
2.4*4矩阵键盘：
在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。
3.RESPACK-8：
一般是接在51单片机的P0口，因为P0口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。排阻就是好多电阻连载一起，他们有一个公共端。
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硬件原理图：
Proteus 仿真绘制
软件系统结构图和软件流程图：
（1） 系统结构图： 11
（2） 流程图：
十字路口交通灯控制流程图 12
源程序：
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code table[]={ //共阴极数码管码表
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71,
0xC9,0xFF,0x40 };//设置码,测试码,不计时码
void delay(uint x);//延时函数
void display(uchar,uchar,uchar,uchar); //数码管显示函数
void scankeys(); //键盘函数
void traffic(); //交通灯函数
uchar num,num1,num2, //1南北 2东西
shi1,ge1,shi2,ge2,