单片机课程设计说明书
课程设计说明书(论文) 题目交通信号灯模拟控制系统的设计
课程名称单片机与接口技术
院（系、部、中心）电力工程学院
专业电气工程及其自动化
设计起止时间：2010 年6 月7 日至11 日
目录
课程设计任务书...................................................................................................第1节引言 (3)
1.1 交通灯控制系统概述 (3)
1.2 本设计目的要求及任务内容 (4)
第2节交通信号灯实时控制和管理的总体设计 (5)
2.1电路连接图………………………………………………………………………………
2.2系统工作原理………………………………………………………………………………
2.3 芯片选择及端口选择 (5)
2.4定时问题 (5)
2.5 /INT0输入中断问题 (5)
第3节程序流程图及源程序代码 (7)
3.1 程序流程图………………………………………………………………………………
7
3.2 源程序代码 (7)
第4节程序运行结果
第5节课程设计心得体会....................................................................................参考文献 (18)
第一节引言
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。
1.1 交通灯控制系统概述
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。
十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O 接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8031芯片的P1口设置红、绿灯亮灭的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩4秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过P1口输出，显示时间直接通过8255的PB口输出至数码管）。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
1.2 本设计目的要求及任务内容
I．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,以控制数码管显示
2、用P1口作为输出口,控制六个发光二极管亮灭,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。
5、通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握单片机的基本应用方法。通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和单片机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。
II．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8031做输出口，控制六个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。在一个交通十字路口有两条主干道（东西方向、南北方向），两条干道路口安装红，黄，蓝，灯各一盏；
（1）、假设在一个A道(东西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安装有自动信号灯。当A
道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行9秒钟，B道再放行9秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯前黄灯亮4秒钟。
（2）、夜间工作时A道(东西方向)和B道(南北方向)的黄灯闪烁，绿灯和红灯不亮（实验时用开关K8控制）。
（3）、开关K8=0，则工作在以上功能（1）；开关K8=1，则工作在以上功能（2）。
III．设计任务和内容：
任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。并且要求交通信号灯按照交通规则的模试来运行。
内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。白天工作模式初始状态1为东西红灯，南北绿灯。然后转状态2东西红灯，南北黄灯。过一段时间转状态3东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯灭，黄灯亮，南北仍然红灯。最后循环至状态1。夜间工作模式时东西方向和南北方向的黄灯闪烁，绿灯和红灯不亮。两种模式可以通过开关进行中断控制而任意切换。
第2节交通信号灯实时控制和管理的总体设计
2.1电路连接图
1、采用STAR ES598PCI实验系统的8031的P1口实现对信号灯的控制（P1.0—P1.7）；1位数码管显示时间的倒计
2、用STAR ES598PCI实验系统内部计数器T0定时,8255A的PB输出信号控制数码管显示，由开关K8控制工作模式在白天还是晚上。
3、用实验系统的发光二极管模拟红绿、灯
8255A 的端口地址为：端口PA-0F000H、端口PB-0F001H、端口PC-0F002H、控制端口-0F003H
4、采用8031的P1口P1.0-P1.7模拟红、黄、绿灯。