单片机的交通灯显示控制器的设计
目 录
引言 1
一、AT89S52单片机 1
（一） 单片机概述 1
（二） AT89S52单片机简介 2
1 特点简介 2
2 AT89S52最小系统 2
3 功能特性 3
4 AT89S52中断系统简介 3
5 定时/计数器 4 6
6 串行通信 5
二、系统硬件电路设计 6
（一）总体方案简介 6
（二）系统各模块设计 6
1 主控制系统 6
2 时间显示模块 7
3 通行显示灯控制模块 8
4 特种车辆优先通行模块 9
5 盲人提示音电路 9
6 电源电路 10
7 串口通信模块 10
三、系统软件设计 11
（一）四种通行模式简介 11
（二）主要程序设计 13
1 初始化程序 14
2 主程序 14
3 外中断1中断服务程序 15
4 紧急状态子程序 15
5 定时中断服务程序 16
6单片机与计算机的串口通信 19
四、系统调试与测试结果分析 21
（一）硬件调试 21
（二）软件调试 21
（三）软 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
硬联调 25
（四）指标测试 25
总 结 27
参考文献 28
致 谢 29
引言
单片机技术自从诞生以来，以其为基础的研究不断加深。因为其优越的性能与性价比受到市场与人们的喜爱与重视。中国是一个交通大国，发展极其依赖有序的交通。为了保障交通系统的安全与流畅，交通灯的使用是必不可少的，同时更加迫切的需要更完善的交通控制系统。然而我国在这方面的技术发展较晚，国外发展成熟的系统也并不适合我国国情，只能供我们参考学习。目前随着各种技术的逐渐成熟，基于我国基本国情与现状，我国开发研究出具有中国特色的自适应智能交通控制系统，与较早诞生的控制系统相比，该系统较为突出的优点有以下三点：
（一）底端采用单片机实现硬件系统的模块化设计；
（二）能够实现信号信号灯的自适应控制；
（三）通过因特网信息技术实现交通信息的实时动态发布。
本设计采用AT89S52单片机实现硬件系统的模块化设计实现对交通灯的智能控制。大体分为硬件设计和软件设计。硬件部分介绍了各个系统模块的设计思路，软件部分则是在硬件的基础上编写应用程序，两者相结合共同实现交通灯的智能控制。相信这个设计可以适应我国的交通现状与基本国情，节约道路资源，并大大提高道路交通的安全性，为居民和国家贡献一份保障。
一、AT89S52单片机
（一） 单片机概述
单片机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、等很多功能集成到一块硅片上面，并不夸张的说，一块芯片组成了一台计算机，堪称一个小型的“硅谷”，在智能控制领域有着不可代替的应用。单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。初期单片机只有4位和8位的，后来随着技术水平的发展要求有着更高性能的单片机使用，16位和32位单片机随之诞生。与此同时，8位单片机的性能也比刚开始提升了数百倍，应用越发广泛，它的应用渗透在我们生活的每个领域，大了说应用到国家上天入海的设备中，往小说大街到处可见的电动玩具都离不开单片机的应用。
因其结构比较简单，加上近年与其它技术的发展结合，使得单片机有着其独特风格和优越性。
下图1.1为单片机的组成框图
图1-1 单片机组成框图
（二） AT89S52单片机简介
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。其制造的技术比较先进，使用比较灵活，适用于多种系统和环境。
1 特点简介
AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个 全双工串行通信口，看门狗（WDT）电系统设计了3*4矩阵按键，硬件原理图如图1-2所示。该3*4矩阵按键由3根行线和路，片内时钟振荡器。
2 AT89S52最小系统
单片机最小系统只需一些最简单的电路器件就能构成，需要准备电源、单片机主芯片、程序下载电路、时钟源电路、复位电路、有I/O口的负载电路。其主要特点如下所示：
（1）具有电源指示
（2）可以实现与电脑串口通信
（3）标准的11.0592M晶振
（4）支持STC串口下载
（5）支持国产STC高性能单片机，兼容STC89C51、STC89C52等
单片机最小系统结构简单，成本低，在现代有着极为广泛的使用。
3 功能特性
AT89S52单片机的内部框图如下图1-2所示。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗电路，2 个外部中断源，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，中段唤醒省电模式，双数据寄存器，片内晶振及时钟电路等。
图1-2 单片机内部结构框图
当有需要，AT89S52单片机可以选择节电模式运行，CPU进入休眠模式，RAM和中断继续保持运行状态。此外若是处于掉电保护模式，RAM内的内容不会丢失，但是单片机会停止工作，直至恢复正常。
4 AT89S52中断系统简介
硬件的设计至关重要，需要从很多方面入手考察其可实现性。其主要的目的是实现的稳定的交通灯控制，也还需要考虑极其重要的影响因素：①系统是否稳定工作；②电路元器件是否容易购买获得；③ 软件设计要易于调试应用④系统的其他功能也要满足性能指标。下文将硬件部分分为几个模块一一说明其合理性与可存在性。
引言 1
一、AT89S52单片机 1
（一） 单片机概述 1
（二） AT89S52单片机简介 2
1 特点简介 2
2 AT89S52最小系统 2
3 功能特性 3
4 AT89S52中断系统简介 3
5 定时/计数器 4 6
6 串行通信 5
二、系统硬件电路设计 6
（一）总体方案简介 6
（二）系统各模块设计 6
1 主控制系统 6
2 时间显示模块 7
3 通行显示灯控制模块 8
4 特种车辆优先通行模块 9
5 盲人提示音电路 9
6 电源电路 10
7 串口通信模块 10
三、系统软件设计 11
（一）四种通行模式简介 11
（二）主要程序设计 13
1 初始化程序 14
2 主程序 14
3 外中断1中断服务程序 15
4 紧急状态子程序 15
5 定时中断服务程序 16
6单片机与计算机的串口通信 19
四、系统调试与测试结果分析 21
（一）硬件调试 21
（二）软件调试 21
（三）软 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
硬联调 25
（四）指标测试 25
总 结 27
参考文献 28
致 谢 29
引言
单片机技术自从诞生以来，以其为基础的研究不断加深。因为其优越的性能与性价比受到市场与人们的喜爱与重视。中国是一个交通大国，发展极其依赖有序的交通。为了保障交通系统的安全与流畅，交通灯的使用是必不可少的，同时更加迫切的需要更完善的交通控制系统。然而我国在这方面的技术发展较晚，国外发展成熟的系统也并不适合我国国情，只能供我们参考学习。目前随着各种技术的逐渐成熟，基于我国基本国情与现状，我国开发研究出具有中国特色的自适应智能交通控制系统，与较早诞生的控制系统相比，该系统较为突出的优点有以下三点：
（一）底端采用单片机实现硬件系统的模块化设计；
（二）能够实现信号信号灯的自适应控制；
（三）通过因特网信息技术实现交通信息的实时动态发布。
本设计采用AT89S52单片机实现硬件系统的模块化设计实现对交通灯的智能控制。大体分为硬件设计和软件设计。硬件部分介绍了各个系统模块的设计思路，软件部分则是在硬件的基础上编写应用程序，两者相结合共同实现交通灯的智能控制。相信这个设计可以适应我国的交通现状与基本国情，节约道路资源，并大大提高道路交通的安全性，为居民和国家贡献一份保障。
一、AT89S52单片机
（一） 单片机概述
单片机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、等很多功能集成到一块硅片上面，并不夸张的说，一块芯片组成了一台计算机，堪称一个小型的“硅谷”，在智能控制领域有着不可代替的应用。单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。初期单片机只有4位和8位的，后来随着技术水平的发展要求有着更高性能的单片机使用，16位和32位单片机随之诞生。与此同时，8位单片机的性能也比刚开始提升了数百倍，应用越发广泛，它的应用渗透在我们生活的每个领域，大了说应用到国家上天入海的设备中，往小说大街到处可见的电动玩具都离不开单片机的应用。
因其结构比较简单，加上近年与其它技术的发展结合，使得单片机有着其独特风格和优越性。
下图1.1为单片机的组成框图
图1-1 单片机组成框图
（二） AT89S52单片机简介
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。其制造的技术比较先进，使用比较灵活，适用于多种系统和环境。
1 特点简介
AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个 全双工串行通信口，看门狗（WDT）电系统设计了3*4矩阵按键，硬件原理图如图1-2所示。该3*4矩阵按键由3根行线和路，片内时钟振荡器。
2 AT89S52最小系统
单片机最小系统只需一些最简单的电路器件就能构成，需要准备电源、单片机主芯片、程序下载电路、时钟源电路、复位电路、有I/O口的负载电路。其主要特点如下所示：
（1）具有电源指示
（2）可以实现与电脑串口通信
（3）标准的11.0592M晶振
（4）支持STC串口下载
（5）支持国产STC高性能单片机，兼容STC89C51、STC89C52等
单片机最小系统结构简单，成本低，在现代有着极为广泛的使用。
3 功能特性
AT89S52单片机的内部框图如下图1-2所示。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗电路，2 个外部中断源，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，中段唤醒省电模式，双数据寄存器，片内晶振及时钟电路等。
图1-2 单片机内部结构框图
当有需要，AT89S52单片机可以选择节电模式运行，CPU进入休眠模式，RAM和中断继续保持运行状态。此外若是处于掉电保护模式，RAM内的内容不会丢失，但是单片机会停止工作，直至恢复正常。
4 AT89S52中断系统简介
硬件的设计至关重要，需要从很多方面入手考察其可实现性。其主要的目的是实现的稳定的交通灯控制，也还需要考虑极其重要的影响因素：①系统是否稳定工作；②电路元器件是否容易购买获得；③ 软件设计要易于调试应用④系统的其他功能也要满足性能指标。下文将硬件部分分为几个模块一一说明其合理性与可存在性。
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