内容发布更新时间 : 2024/11/19 18:37:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2.1.6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。

2.1.7通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时计数器及中断的使用方法，

和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。

2.2设计思路

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1: 车道\\时间 东西道 南北道 60s 绿灯 红灯 3s 黄灯 红灯 2s 红灯 红灯 35s 红灯 绿灯 3s 红灯 黄灯 表1 表1说明：（1）当东西道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为60秒;南北方向为红灯，此道车辆禁止通行，南北道行人可通过。 （2）当东西方向为黄灯闪烁3秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换;南北方向为红灯，此道车辆禁止通行，南北道行人可通过。 （3）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；当南北方向为红灯，此道车辆禁止通行，南北道行人可通过。 （4）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；东西道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为35秒。 （5）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北方向为黄灯闪烁3秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。 （6）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。

2.3设计原理

1、首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如上图所以，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西红灯亮，南北绿灯亮通行。过一段时间后，转状态2，黄灯亮，东西红灯灭，南北绿灯灭。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯亮。过一段时间后转状态4，黄灯亮,东西绿灯灭南北红灯灭。一段时间后，又循环至状态1。中间可通过中断按钮产生中断，跳入中断程序执行中断。列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）

状态 北 绿黄红 0 1 2 3 4

2、对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机

010000010110010西 绿黄红 0 0 0 1 00010111000南 绿黄红 0 1 0 0 00010110010东 绿黄红 0 0 0 1 00010111000 内部的IO口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。

3、通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。

4、通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。

5、通过脉冲中断编写中断程序，可实现中断。

3系统硬件设计

选用设备：AT89C51单片机一片，74LS47芯片二片，电阻排RESPACK-7三个，共阴极的七段数码管7SEG-MPX2-CA两个，红、黄、绿交通灯各四个，开关键盘、连线、电阻、电容若干。 3.1、AT89C51芯片简介

AT89C51单片机内部结构

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。

MCS-51的引脚说明：

MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个IO口，中断口线与P3口线复用

经综合对本系统的分析，选用AT89C51单片机就非常合适， AT89C51有P0,P1,P2,P3四个外部接口，介绍如下：

P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向IO口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻 辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，P0口被分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。

P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向IO 口，P1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引

脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。

此外，P1.0和P1.2分别作定时器计数器2的外部计数输入（P1.0T2）和时器计数器2的触发输入（P1.1T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

P2 口：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向IO 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

P3 口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向IO 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流。

RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALEPROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的16输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。

PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。

EAVPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。 下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图1。

图1 单片机的复位及初始化如图2： 图2

3.2 74LS47芯片简介

74LS47的端子功能图如下图3：