毕业论文--交通灯控制系统设计

毕业论文（设计）

题 目： 交通灯控制系统设计

系部名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号：

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20月日

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摘 要

本文对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计，以MCS-51系列单片机作为控制核心，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，用8段LED数码管显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。

在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。 关键词： 交通灯，单片机，AT89S52

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Design of traffic light control system

Abstract

Traffic light control system based on SCM (Single Chip Microcomputer) is designed in this paper. System requires that MCS-51 is used as CPU. There are four groups of light which indicate to turn left, turn right, go straight ahead and pedestrian

access in the east, west, north and south four directions. 8 paragraph LED digital tube shows traffic conversion remainder time. When special vehicles, such as 119,120 go through, the system can automatically allow special vehiclesrunning and other vehicles is prohibited.

Based on analysis of the system functions, three schemes are put forward .By comparison, LED dynamic cycle display scheme has better functions and it is selected to be designed. The design includes hardware part and software part. Hardware has three parts : SCM system, LED time display, traffic lights. AT89S52 SCM is selected as control CPU. LED display and traffic lights are set in the east, west, north and south four for directions. Three LED monitors are used to show time. Highlight and red-green two color traffic lights are used as traffic lights. Software is designed by module. It is divided into main program, timer interrupting service subroutine, LED display subroutine, traffic display subroutine. Key words: Traffic light SCM AT89S52

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目 录

1 概 述 ............................................................. 1

1.1 课题研究背景与意义 ........................................... 1 1.2 课题设计内容 ................................................. 1 2 系统设计准备 ....................................................... 2

2.1 设计方案论证 ................................................. 2 2.3 硬件电路中器件选择 ........................................... 3 3 系统设计 ........................................................... 9

3.1 系统硬件设计 ................................................. 9 3.1.1 控制模块 ................................................... 9 3.1.2 通行灯显示模块 ............................................ 10 3.1.3 时间显示模块 .............................................. 11 3.1.4 电源电路 .................................................. 12 3.2 系统软件的设计 .............................................. 12 3.2.1 主程序 .................................................... 12 3.2.2 定时中断服务程序 .......................................... 13 3.2.3 特种车中断服务程序 ........................................ 16 3.2.4 算法分析 .................................................. 17 4 系统调试 .......................................................... 19

4.1 硬件调试 1)静态检查 ................................................................ 19

4.2软件调试及软硬件联调 ......................................... 19 结 论 .............................................................. 24 致 谢 .............................................................. 25 参考文献 ............................................................ 25 附 录 ............................................................ 26

附录1 基于单片机的交通灯控制系统电路原理图 ...................... 27 附录2 基于单片机的交通灯控制系统程序清单 ....................... 28

Ⅲ

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1 概 述 1.1 课题研究背景与意义

随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济损失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的堵车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。

我国是一个历史悠久、人口众多的国家，城市数量随着社会的发展不断增多。随着城市化进程的大大加快，诱发的交通需求急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯控制系统。交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果，使城市交通得以有效管理。

交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制，只要采用一块单片机，加上简单的接口与驱动放大电路，即可实现，具有成本低，可靠性高的特点。

1.2 课题设计内容

本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。以MCS-51系列单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。

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2 系统设计准备

2.1 设计方案论证

根据设计内容要求，提出了如下三种方案： 方案一：采用AT89S52单片机作为控制核心，采用四组高亮红绿双色二极管作为东西南北四个路口的通行指示灯；采用四组3位LED数码管作为四个路口的通行倒计时显示器，LED显示采用动态扫描方式，以节省端口数。按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求。方案一设计框图如图2—1所示。 口 P1 P2口 串口通信 P0口 AT89S52 自动/手动键盘 P3.7 图2-1 采用LED动态扫描的交通灯控制系统 列扫描驱动 3位LED显示（四组） 南北通行灯（两组） 上电复位 东西通行灯（两组） 方案二：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时显示采用16×16点阵LED发光管，左拐、右拐、直行及行人4种通行指示也采用16×16点阵双色LED发光管。方案二设计框图如图2-2所示，LED点阵的列驱动采用74LS595，用串行端口扩展实现，行驱动采用1/16译码器74LS154动态扫描，译码器74LS154生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。每条行线上需要较大的驱动电流，应选用大功率三极管作为驱动管。

方案三：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD液晶点阵显示器。

三种方案的特点比较如下：方案一具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少，可靠性高等特点；方案二的图案显示逼真，单片机占用端口资源少，

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缺点是需要大量的硬件，电路复杂，耗电量大，不太适合于模型制作；方案三设计占用单片机的端口最少，硬件也少，耗电也最少；虽然显示图案也很精美，但由于亮度太暗，晚上还得开背光灯，不够实用。可见方案一优于其他两种方案，因此本设计选用方案一：采用LED动态扫描的方案进行设计。

I/O口 单 片 机 AT89C2051 I/O口 行 驱 动 器 图2-2 采用16×16点阵LED发光管设计的交通灯控制系统

双色LED 显示点阵 （每个路口电源 列驱动器74LS595 2.3 硬件电路中器件选择

1)AT89S52单片机

AT89系列单片机是ATMEL公司的8位FLASH单片机。这个系列单片机最吸引人的特点就是在片内含有FLASH存储器，不需要再外扩存储器，与80C51插座兼容，由于这些优点，使它有着十分广泛的用途，特别是在便携式和需要特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。89系列单片机典型型号有AT89C51，AT89LV51，AT89C52，AT89LV52，AT89C2051, AT89S52，AT89C1051， AT89S51和AT89S8252。

本设计选用AT89S52。它内部具有1个8KB的Flash的程序存储器，1个512字节的RAM，4个8位的双向可位寻址I/O端口，3个16的定时/计数器、1个串

行口、6个二级中断源和两个中断优先级。引脚如图2-3所示。

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U5123456781312151431191891716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728+5VAT 8 9 S 5220VCC40GND10RXD11TXDP3.030ALE/PP3.129PSENAT8 9 S 52图2-3 AT89S52引脚 按功能，引脚大致分为4部分： a）I/O口线 P0口：8位、漏级开路的双向I/O口。当使用片外存储器及外扩I/O口时，P0口作为低字节地址/数据复用线。在编程时，P0口用于接受指令代码字节；在程序校验时，P0口可输出指令字节（这时需要加外部上拉电阻）。 P1口：8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P1口是为用户准备的I/O双向口。在编程和校验时，可用做输入低8位地址。用做输入时，应先将输出锁存器置1。P1口可驱动4个TTL负载。 P2口：8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P2口也可做普通I/O口使用。用做输入时，应先将输出锁存器置1。P2口可驱动4个TTL负载。 P3口：8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P3口可作为普通I/O口，用做输入时，将输出锁存器置1。在编程/校验时，P3口接受某些控制信号。 b）控制信号线 RST：复位输入信号，高电平有效。在振荡器稳定工作时，在RST脚施加两个机器周期（即24个晶振周期）以上的高电平，将器件复位。 EA/VPP：外部程序存储器访问允许信号。当EA引脚接地时，仅使用64KB的4

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片外程序存储器，CPU从外部0000H～FFFFH的地址空间取指令；当EA引脚接VCC时，CPU从片内0000H地址开始取指令，当PC值超过1FFFH时，自动转到外存储器2000H～FFFFH地址空间执行程序。 PSEN/PROG：片外程序存储器读选通信号，低电平有效。 ALE：低字节地址锁存信号。 c）电源线： VCC为电源电压输入引脚，GND为地线。 d）外部晶振引线： XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生线路的输入端。使用片内振荡器时，连接外部石英晶体和微调电容。 XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，外接石英晶体和微调电容。 2)74HC244 如果输入的数据可以保持比较长的时间(比如键盘)，简单输入接口扩展通常使用的典型芯片为74HC244，由该芯片可构成三态数据缓冲器。74HC244芯片的引脚排列如图2-4所示。 VCC20181614123579[2] 1OE1A02Y01A12Y11A22Y21A32Y3GND1234567891020Vcc2468117151A01A11A21A31O E2A02A12A22A32 0 E1Y01Y11Y21Y32Y02Y12Y22Y3192OE181Y0172A0161Y174 H C 2 4 4152A1141Y2132A2121Y3112A313111910GND（a）引脚排列 (b)内部结构

图2-4 74HC244

由于AT的51系列单片机一般用并口进行编程，理论上可以直接用单片机的几根I/O口接并口线，但如果电路板没做好，可能会连带把计算机并口烧坏，所以要加个74HC244芯片隔离一下。

简单输出接口扩展通常使用的典型芯片为74HC244, 由该芯片可构成三态数据缓冲器。74HC244芯片的引脚排列与内部结构分别如图2-4（a）、（b）。

74HC244芯片内部共有两组四位三态缓冲器, 使用时可分别以1OE和2OE作为它们的选通工作信号。1脚为低电平时只有4个缓冲器工作，输入2，4，6，8对应

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输出18，16，14，12；1为高电平时这4个缓冲器为高阻。19引脚为低电平另外四个缓冲器工作，同样，输入11，13，15，17，对应输出9，7，5，3；19为高电平时这四个缓冲器为高阻。

3)LM 7805

T0-220

1—输入，INPUT 2—地，GND 3—输出，OUTPUT

图2-5 LM7805的外形图

LM7805的外形如图2-5所示。LM7805三端集成稳压电源内部由基准电压回路、恒流源、过流保护、过压保护和短路保护回路等8部分组成，具有低功耗，高效率，纹波系数小，输出电压稳定等优点。

4)七段LED数码管

7段数码管是一种常用的显示器件，其外观与内部电路连接见图2-6。它使用7个笔画显示0~9共10个数字，加上一个小数点共8个显示段，每一个笔画都是由发光二级管组成的。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，图2-11 (b)是共阳极数码管的内部电路，将八只LED的阳极连在一起，其中a~g为7个笔画的驱动端；dp为小数点驱动端；COM为公共引脚。

109aVCC8763 8 COMfgebcdpa7b6c4d2e1f9g10dp5d12345

(a)外观 (b)内部电路连接

图2-6 LED数码管

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BCD码，输出的BCD码送到译码器中译码，然后输出段代码送到显示器的各显示段的引脚。P3.0、P3.1、P3.2这三个口输出位选信号。位选信号经译码产生显示器的位选信号。

3.1.4 电源电路

电源电路如图3-4所示。整个系统采用的电源电压只需+5V电压，将交流电经变压器变换为15V交流电，再用整流桥得到13.5V左右的直流电，采用不可调的3端稳压器件LM7805将电源稳定在5V直流输出。

1[5]

D17U4780523INADJ415VACOUT2D18+5VBRIDGE3C2C6220uF0.1uF1C3C7220uF0.1uFR301K 图3-4 电源电路

3.2 系统软件的设计

交通灯控制系统软件分为主程序、定时中断程序与特种车实时响应程序三部分。 3.2.1 主程序

主程序主要负责总体程序管理功能，包括初始化部分与人机交互设定部分。由于采用动态扫描方式显示时间，因此主程序大部分时间要调用扫描显示程序。主程序流程图如图3-5所示。

初始化部分主要完成内存规划，定时器的工作模式、中断方式等的设定。由

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于子程序调用较多，因此初始化时堆栈指针设于80H处。定时器T0、T1设为16位定时器模式，定时时间为50mS，T0为秒计时用，T1为通行结束闪烁用。 N P3.7=0? 显示程序 初始化 开始 [6]

Y 键功能程序 图3-5主程序流程图

3.2.2 定时中断服务程序

定时中断服务程序主要用于车辆与行人的通行指示，按照通行规则，红绿灯控制转换逻辑表如表3-1所示。

通行规则如下：

1）车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1min（60S）,各路右拐比直行滞后10S开放。

2)车辆南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1min（60S）。 3)车辆东西直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1min（60S）,各路右拐比直行滞后10S开放。

4)车辆东西向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1min（60S）。 交通灯的4种通行规则，是以给控制红绿灯端口送控制码的方式实现的。它的原理是，将按不同规则通行时的各路口的红绿灯亮灭情况转换为单片机端口控制码。

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表3-1 路口通行方式控制码数据表

端口 南 P1.7 P1.6 控制功能 左拐红 左拐绿 直行红 直行绿 右拐红 右拐绿 行人红 行人绿 120-110S 110-70S 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 99H 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） AAH 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 1（亮） 95H 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 1（亮） 0（暗） A6H 70-60S 1（亮） 0（暗） 0（暗） 60-10S 0（暗） 1（亮） 1（亮） 10-0S 0（暗） 1/0（提示） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1/0（提示） 1（亮） 0（暗） 66H/22H 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1/0（提示） 1（亮） 0（暗） A6H/ A2H P1.5 北 方 P1.4 P1.3 P1.2 1/0（提示） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 1（亮） P1.1 向 P1.0 1/0（提示） 0（暗） 95H/84H 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 1（亮） 0（暗） A6H 66H 1（亮） 0（暗） 1（亮） 0（暗） 0（暗） 1（亮） 1（亮） 0（暗） A6H 路口控制字 东 P2.7 P2.6 P2.5 左拐红 左拐绿 直行红 直行绿 右拐红 右拐绿 行人红 行人绿 西 P2.4 方 向 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 路口控制字 红绿灯指示功能通过T0定时中断服务程序实现。定时器T0定时溢出中断周期设为50ms，中断累计20次（即1S）时对120S倒计时单元减一操作。设计中将4种通行规则分成几种不同的亮灯方式，通过查询秒倒计时单元的数据，实现在不同的时间段给控制端口送不同的控制数据码。控制码分为5个时间段：120～110S、110～70S、70～60S、60～10S、10～0S。交通管理定时功能程序流程图如图3-6所示。

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N Y N Y Y N

TIME<60? TIME<70? MOV SN, #95H MOV EW,#A6H TIME<110? MOV SN, #99H MOV EW,#AAH T0初始重装 关中断T0 现场保护 T0中断程序 MOV SN, #95/84H Y N

TIME<10? MOV SN, #66H MOV EW,#AAH Y N

TIME=0? MOV SN, #66/22H MOV EW,#A6/A2H Y

中断返回 南北/东西标志位取反 图3-6 交通管理定时功能程序

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3.2.3 特种车中断服务程序

将按钮S3按下，给INT1引脚输入低电平信号来模拟特种车通过信号，此时外部中断1被触发，中断处理流程如图3-7所示。 外中断程序 现场保护 15s 倒计 N 关外中断1 时结束？ 红灯显示 送全红灯 [8] Y 关定时器T1，开外中断1 开定时器T1 现场恢复，中断返回 图3-7 特种车中断服务程序流程图 特种车中断程序如下： INT11: PUSH ACC

PUSH PSW CLR EX1

CLR ET0 CLR TR0

MOV SN, #AAH ； 全红灯 MOV EW, # AAH

MOV TIMESFR, TIME ；保存道口数据 MOV TIME, #0FH MOV CONR5, #20 LCALL TUNBCD SETB ET1

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SETB TR1 POP PSW POP ACC RETI 3.2.4 算法分析

1）定时器/计数器 本设计涉及到120～110S、110～70S、70～60S、60～10S、10～0S五段计时，首先须将它们转为16进制代码。 120=7×16+8=78H 110=6×16+14=6EH 70=4×16+6=46H 60=3×16+12=3CH 10=0×16+10=0AH 2）定时时间初值与TMOD的设置 T0、T1为16位定时器，由于定时时间大于8192μS，应选用工作方式一。 由于晶振频率为12MHz，TCY=1μS，故有 T=（65536-X）TCY=（65536-X）×1μs =50ms 计算初值 X=15536=3CB0H 即TH0=3CH ，TL0=0B0H。 TMOD的格式如表3-2所示。 表3-2 TMOD的格式 D7 GATE D6 C/T D5 M1 D4 M0 D3 GATE D2 C/T D1 M1 D0 M0 TMOD各位的内容确定如下：由于定时器/计数器0设为定时器，选用工作方式一，所以C/T (TMOD.2)=0，M1(TMOD.1)=0，M0 (TMOD.0)=1，GATE(TMOD.3)=0；定时器/计数器1没有使用，相应的D7～D4为随意状态“X”。 若取“X”为0，则（TMOD）=00000001B=01H C.中断系统IE的取值 IE的格式如表3-3所示。 17

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表3-3 IE的格式 D7 EA D6 --- D5 T2 D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0 IE每一位都由软件置1或清零。本设计中CPU允许中断即EA=1，定时器/计数器0中断允许位ET0及外部中断0中断允许位EX0可申请中断，即ET0=1，EX0=1，其余不允许中断，均设为0，所以IE=10000011H=83H

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4 系统调试

根据前述中硬件和软件设计，制作了基于单片机的交通灯控制系统样机实物。对样机的硬件和软件分别进行了调试，最后进行了软件、硬件联调。

调试过程中遇到了不少问题，并已将其逐一解决。最终得到了调试成功的交通灯系统，可以完成本设计1.2节中设计内容的要求。

4.1 硬件调试

1）静态检查

根据硬件电路图核对了元器件的型号、极性，安装是否正确，检查硬件电路连线是否与电路原理图一致，检查电路元器件是否都已经连接好，用万用表一一测试。 2）通电检查

首先调试电源部分。整个电路只需要+5V的电压，接上电源，将220V交流电通入，测试变压器的输出端，整流桥输出，LM7805的输出电压是否和理论计算值一致，再用示波器检测单片机的复位和晶振电路是否有复位信号和振荡信号。

[9]

4.2软件调试及软硬件联调

对软件先用仿真器进行了调试。用仿真器运行正常后，再用烧写器将程序烧到AT89S52单片机中，进行了脱机调试。 1）仿真器选择

单片机仿真器有很多型号，本次设计采用南京电子有限公司生产的伟福系列仿真器H51/S。仿真头类型采用POD-H8X5X2）仿真过程

A.建立程序

选择菜单[文件| 新建文件]出现一个文件名为NONAME1 的源程序窗口，如图4-1所示，输入程序段（此处以P18页时间显示程序段为例）。

[10]

。

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图4-1 建立程序窗口

将文件存为扩展名为.ASM的文件进行保存。 B.建立项目

建立项目分如下三步：

a） 加入模块文件。（将上述A中建立的ASM文件加入） b） 加入包含文件。（若无包含文件，此步加以取消） c） 保存项目。 C.仿真器的设置

选择菜单[设置| 仿真器设置]功能或按“仿真器设置”快捷图标打开“仿真器设置”对话框，如图4-2所示。

在“仿真器”栏中，选择仿真器类型和配置的仿真头以及所要仿真的单片机。在“语言”栏中，“编译器选择”选择为“伟福汇编器”。

编译项目。选择菜单[项目| 编译]功能或按编译快捷图标，编译项目。 在编译过程中，如果有错可以在信息窗口中显示出来，双击错误信息，可以在源程序中定位所在行。纠正错误后，再次编译直到没有错误。在编译之前，软件会自动将项目和程序存盘。在编译没有错误后，就可调试程序了。

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图4-2 “仿真器设置”对话框

3)通行灯输出调试

对于通行灯输出程序的调试，首先看左拐灯、直行灯、右拐灯、行人灯是否能正常工作。编制了以下测试灯亮灭的程序： ORG 0000H

START: MOV A,#0AAH ;让东西南北四个路口的四个红灯全亮 MOV P1,A MOV P2,A

ACALL DELAY ;延时一段时间

MOV A,#55H ;让东西南北四个路口的绿灯全亮 MOV P1,A MOV P2,A

ACALL DELAY ;延时一段时间

SJMP START ; 到START处循环以上操作 DELAY: MOV R7,#01H ;延时子程序 MOV R6,#81H DL1: NOP NOP NOP

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DJNZ R6,DL1

DJNZ R7,DL1

RET

将上述程序输入电脑，经仿真器传输到系统运行后，发现有一红灯不亮，而其他指示灯都按指令运行出现正确的结果。用万用表仔细检测，发现该灯的阳极被误接地了，没有接到单片机的并行口上。经修改，每个指示灯均能正确的显示了，至此，说明通行灯的接线完全正确。

判断出通行灯接线正确后，对于整个电路的通行控制，根据逻辑状态表2-2编制了相应的程序（程序段见附录2中的T0中断服务程序）多次、反复调试，直到逻辑关系正确。调试时南北方向、东西方向指示灯同时进行。 4)时间显示模块调试

对于时间模块，首先看显示的数字是否正常，显示的亮度是否合适。对于图2-3所示的电路，尽管LED数码管为共阳极，但是各位的位选为P3.0, P3.1 ,P3.2经PNP型晶体管9012后提供，P3.i(i=0,1,2)必须提供低电平才能点亮相应的显示器，须输出CLR P3.i指令(i=0,1,2)。先编制了LED静态显示的程序，测试P3.i引脚上的LED是否可以正常显示，相应程序如下：

ORG 0000H

START: MOV A,#01H

MOV DPTR,#TAB ;取段码表地址 MOVC A,@A+DPTR ;查显示数据对应段码 MOV P0,A

CLR P3.0 ; 开启P3.0口 SETB P3.1 ; 关闭P3.1口 SETB P3.2 ; 关闭P3.2口 SJMP START

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H， END

运行后P3.0引脚上接的显示器显示为1，同理可分别测试P3.1 ，P3.2引脚上的LED显示器是否可以正常显示。经检测各位LED可以正常显示，但是发光的亮度偏暗，有些模糊，这说明电路连接没有问题，但选用的电阻过大了，以至于电流很小，显示器不太亮，在保证9012正常工作的情况下，将电阻从47K调整为

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10K，显示亮度合适，这部分调试成功。

将附录2中的显示子程序进行了调试，四个路口的三个数码管均可以动态显示。至此，显示模块调试成功。

整个程序设计中采用了两种倒计时显示方式，120S倒计时适用于车流量较大的大城市，60S倒计时可用于中小型城市，两种倒计时由P3.7上的开关进行转换。5)特种车中断程序调试

将附录3中的119、120特种车程序进行调试，所有绿灯自动关闭，红灯全亮。6)脱机调试

用仿真器与硬件电路连接调试成功后，又将附录3的程序烧写到AT89S52中去，接上电源，发现LED不能正常显示，而通行灯输出一切正常。经检查AT89S52的P0口需要加外部上拉电阻，在仿真器上不存在此问题，因为仿真器的P0口有外部上拉电阻。接510Ω的上拉电阻，接通电源交通灯与倒计时显示器可以正常运行，至此调试工作全部完成。 7)实验结果

对实验板通电后，显示器从120S开始倒计时，每秒钟自动减一，四个路口的红绿灯按通行规则正确显示。

将S1开关打在合上的位置，显示器从60S开始倒计时，每秒钟自动减1，四个路口的红绿灯按通行规则正确显示。

按下S3按钮，所有绿灯全部关闭，红灯全亮，呈现特种车辆放行状态。 实验结果表明，本次设计并制作的交通灯可以很好地满足设计任务书的要求。

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结 论

本系统研制历时近半年，通过和老师、同学充分合作共同努力已完成。在交通灯系统的设计中，完成的是硬件设计及调试实验，同时完成软件设计方面的工作。在硬件设计中主要工作是：设计硬件的结构框图，完成系统各模块电路的设计，如控制模块、通行灯显示模块、时间显示模块、电源模块四部分电路的设计。在硬件的设计过程中，最主要是要具有实用性和稳定性。在选择构成系统电路的元器件时，应着重考虑其是否会影响系统的稳定性。

本系统采用人性化设计，根据路口人流量的不同，系统通过手动/自动板键控制调用不同的程序控制。当有特种车通过时，通过按键，系统调用特种车中断服务程序控制。

受时间和经验限制，本系统有不足和需改进的地方：

1．本系统没有车流量检测电路，无法根据车流量来控制交通灯显示时间，也没有车辆闯红灯自动报警电路，系统缺乏智能化设计。 2．本软件设计为了完成工程要求，没有用到太复杂的算法。

3．更复杂的算法可以作研究尝试，但从实际效果考虑上，更好的办法可能是改进外围电路设计，本系统的外围电路设计还有很大的改善空间。

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致 谢

本设计是在导师的亲切关怀和悉心指导下完成。在设计的整个过程中，老师不断给我指明方向，指导我抓住问题的关键。对我言传身教、关心备至，正是她孜孜不倦的教诲与细致入微的关怀激励着我完成了本次毕业设计，学生无限感激，将会永远铭记在心，在此，谨向表示衷心的感谢。导师敏锐的思维、开阔的视野、严谨的治学态度、丰富的科学经验、渊博的理论知识、一丝不苟的学术作风、正直宽厚的为人品格都给我留下了深刻的印象，使我终生受益。

在完成设计期间，还有许多老师和同学给予了我极大的帮助，在此向他们表示衷心的感谢，感谢老师不辞辛苦的指导，感谢同学给予在学习上的大力支持与无私帮助。十分荣幸我们有一个融洽的集体，感谢同学的帮助和勉励，同窗之谊和手足之情，我将终生难忘！

最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，正是他们在物质和精神上的支持和帮助，我得以顺利完成学业。谢谢你们!

参考文献

[1]王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术[M] .北京：北京航空航天大学出版社，

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2004.

[2]李忠国.单片机应用技能实训[M] .北京：人民邮电出版社，2006. [3]先锋工作室.单片机程序设计实例[M] .北京：清华大学出版社，2003.

[4] 李朝青.单片机原理及接口技术（修订版）[M] .北京：北京航空航天大学出版社，1998.

[5] 余永权.世界流行单片机技术手册——美国系列[M] .北京：北京航空航天大学出版社，2004. [6] 李广弟.单片机基础[M] .北京：北京航空航天大学出版社，1992. [7] 张毅刚.单片机原理及接口技术[M] .哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990. [8] 潘永雄.电子线路CAD实用教程[M] .西安：西安电子科技大学出版社，2004. [9] 何立民.单片机应用技术大全[M] .北京：北京航空航天大学出版社， 1994. [10] 楼然苗.单片机课程设计指导[M] .北京：北京航空航天大学出版社，2007. [11] 谭浩强.单片机课程设计[M] .北京：清华大学出版社，1989.

附 录

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7hk2.html