基于单片机的十字路口交通灯的优质毕业设计.doc

太原科技大学毕 业 设 计（论 文） 设计（论文）题目： 基于单片机交通控制系统设计 专业名称 过程装备和控制工程 班 级 装控1321班 学生姓名 徐 今 学 号 21222118 指导老师 卫明社 二一五年六月太原科技大学毕业设计（论文）任务书学院（直属系）：化学和生物工程学院机电工程系 时间：02月24日学 生 姓 名徐 今指 导 教 师卫明社设计（论文）题目基于单片机交通控制系统设计关键研究内容1利用单片机对含有主、次干道十字路口交通灯进行控制； 2研究单片机控制原理，并选择系统单片机型号；3设计内容对现有控制方案进行改善，增加部分功效，使得车流量大时十字路口能够很好应对路面上突发情况；4最终达成疏导交通流量、提升道路通行能力目标。 研究方法1经过检索网络、图书馆等处资料研究十字路口交通灯控制原理；2设计交通灯硬件电路，并利用Proteus仿真调试；3设计交通灯软件程序，并利用Keil调试；4系统调试。关键技术指标（或研究目标）1研究十字路口交通灯系统；2经过利用Proteus软件，研究交通灯系统各模块硬件电路；3依据系统各模块不一样服务功效，开发交通灯各模块系统软件。关键参考文件1林立，张俊亮，曹旭东，等.单片机原理及应用：基于Protues和Keil C M.北京：电子工业出版社，.7.2李明，毕万新，等.单片机原理和接口技术M.大连：大连理工大学出版社，.1.3周立功等编着.单片机试验和实践M.北京：北京航空航天大学出版社，.11.4侍金凤.基于51单片机交通灯智能控制系统J.科技信息，（33）：5354. 目 录第1章 绪论21.1单片机认识21.2 单片机应用21.3诞生背景和发展情况21.4课题研究背景及意义31.5课题研究内容41.6 课题总体设计方案4第2章 方案论证和设计62.1电源提供方案62.2显示界面方案62.3输入方案7第3章 交通灯系统介绍83.1 十字路口交通灯介绍83.2 十字路口交通灯系统原理详述83.3 十字路口交通灯系统功效详述9第4章系统硬件设计134.1主控中心AT89S51芯片134.2复位电路154.3 时钟电路164.4 按键电路174.5 数码管显示电路184.6 信号灯显示电路204.6.1 机动车信号灯204.6.2 行人信号灯214.7 盲人提醒音电路214.8 硬件系统总体电路图224.8.1 仿真软件Proteus软件224.8.2 硬件系统总电路图23第5章 系统软件程序设计245.1 系统软件总体概述245.2 定时中止服务程序模块程序设计245.2.1 复位模块程序设计245.2.2 外部中止模块程序设计255.3 程序延时265.3.1 定时器T1程序步骤图265.3.2 软件延时275.4 数码管显示模块程序设计285.5蜂鸣器提醒模块程序设计295.6 系统程序调试30第6章 结 论31参考文件32致 谢33附录A 系统程序34附录B 英文文件及翻译39基于单片机交通控制系统设计摘 要进入新世纪以来，世界经济发展迅猛，从而带动了以出行、物流为主交通行业蓬勃发展，而对交通灯控制是一个对大众进行管理公共系统手段。安全而且高效公共交通秩序，必需以一系列强制交通规则作为基础保障，同时利用新兴高科技方法进行有效实施。本文就是利用单片机对含有主次干道十字路口交通灯进行控制，从而达成符合当今社会低成本化需求。本系论文所设计系统采取AT89S51单片机为关键，结合特殊情况时钟电路、控制电路、七段数码管、盲人提醒音及信号灯显示电路，从而设计出以高效率、便捷为宗旨交通灯控制系统，假如万一碰到突发特殊情况，能够经过人来控制交通从而达成处理交通堵塞问题，使整个电路设计简单，且在现实生活中轻易实现。本设计关键做了以下几方面工作：1此次设计首先在Keil软件环境下进行语言编程，以后经过编译调试后，生成单片机下载HEX（十六进制）文件；2设计硬件电路图是在Proteus软件中进行绘图；3. 此次设计经过把Keil和Proteus这两个软件有效地结合起来，从而建立起虚拟系统来实现对此次设计联合仿真。关键词：智能交通系统 特殊情况控制 七段数码管 信号灯 蜂鸣器Intelligent Transportation-control SystemBased on Single-chip ComputerAbstractIntelligent Transportation-control System is a modern society with logistics, travel etc of traffic development a unique set of public management system. To ensure the effective safety traffic, except for a series of traffic rules,still must through certain technological means to achieve. This paper is the use of Single-chip Computer on primary and secondary roads crossroads traffic light for intelligent control. Using Single-chip Computer accords with the intelligence of todays society, the demand of low cost.The system uses AT89S51 Single-chip Computer as the core, combine with the special control circuit（Key control circuit and reset circuit）,clock circuit,7 sections of numerical code tubes and traffic light display circuit, designed in humanization an and intelligent traffic lights for the purpose of control system. If we meet the special circumstances, we can control the traffic jam with keyboard. Making the whole circuit is simple and easy to realize.These designs mainly do the following aspects:1. Programming are compiled and debugged under the environment of Kiel software creates a HEX file that will be downloaded by Single-chip Computer later.2. Hardware schematic diagrams are established with Proteus software.3.Through Proteus and Keil combined with the virtual system to establish the joint simulation.Keywords: Transportation-control System the special control circuit the 7 sections of numerical code tubes traffic light display buzzer 第1章 绪论1.1单片机认识MCS-51单片机是Intel企业推出继MCS-48系列8位单片机以后高级8位单片机1。89S51是一个和工业80C51系列产品指令和引脚能够达成完全兼容，而且含有相对较高性能，能耗较低CMOS8位微控制器。89S51同时也是一个能够4K 在系统可编程Flash 存放器，它是利用Atmel 企业提供单位含有不轻易丢失，高密度存放器技术制造而成。其中在单芯片上，拥有灵活小巧8 位CPU 和在系统可编程Flash，这让AT89S51为很多嵌入式控制系统提供灵活性高、高效率处理方案2。1.2 单片机应用单片机是为了满足工业测控需要而产生，其中最能反应它功效名称是在一个应用系统中，Single-chip Micro-controller。依据对所测控系统要求和特点，和单片机在实际应用中所发挥作用，将单片机分为多机和单机应用两大类，其中在智能仪表、智能产品、智能接口等领域，单片机在单机全部取得了广泛应用，此次设计关键是对单片机单机应用部分进行研究。1.3诞生背景和发展情况 红绿灯是一个用来显示不一样颜色灯光交互更迭信号，通常设置在有交叉公路交岔路口，并将道路通行信息传达给司机和行人，从而达成约束她们行止及转向交通管理装置。在19世纪初交通灯最早出现在英国，而中国交通灯最早是在上海英租界出现。交通灯关键是用来指示经过路口行人及车辆能够立即注意、行进、停止，取得良好交通秩序，它关键是由绿、黄、红三种颜色灯光外加相关辅助音响设施组成。 在过去数十年里，伴随科技进步，国民生活水平提升，国民经济快速发展，公共车辆和私家车也越来越多，这无疑给中国交通系统带来了沉重压力，随之而来问题就是，中国各大城市均出现不一样程度交通拥挤和堵塞现象，给大家出行带来了极大不方便。图1.1最早十字路口交通灯1.4课题研究背景及意义在中国大中型城市，因为部分道路基础设施相对不足、城市交通计划不合理、机非混行严重、停车难问题、公共交通服务微弱等等一系列问题，再加上路面上车辆激增，严重造成了中国交通系统“瘫痪”。交通问题存在就是人、车和路之间矛盾问题，为了处理这一问题，在中国，对处理这一矛盾、缓解交通压力措施有很多。还有就是修建高架桥，比如太原市从去年开始修建高架桥，关键就是为了缓解太原市内交通压力。不过我们能够想想，只仅仅从控制车俩和修路两方面来处理交通压力，可能是在一些方面收到了显着效果，不过没有从根本上处理问题，因为修建路面和空间是有限。造成交通压力根本原因是不停增加车辆和有限通车里程矛盾。所以，我们提出了一个新管理措施交通系统管理。交通系统，就是利用系统概念，把路面交通信号灯控制和车流量综合起来考虑，最大程度利用现有资源，并经过增加交通系统控制技术含量方法提升交通安全程度和运行效率，是处理城市交通问题根本路径，它是在现代社会科学技术高度发展基础上产生，是现在国际上认可度较高处理道路交通拥挤、改善行车安全、提升通行效率最好方法3。所以，设计出安全可靠，价格低廉，维护方便，而且行之有效交通控制系统是一件很有意义事了。在设计这个系统，我选择单片机为主控中心来实现对交通系统控制，其中单片机是一个集成电路芯片，含有体积小、功效完善特点，而且单片机也符合当今社会智能化，低成本化需求。由此说来，这次毕业设计就愈加有意义了。1.5课题研究内容此次毕业设计课题是基于单片机实现十字路口交通灯控制。设计关键内容包含两个方面，一个是系统硬件电路选择、设计及实现，另一个是系统软件编程和实现。硬件电路关键包含蜂鸣器模拟盲人提醒音电路、复位电路、主控中心（AT89S51芯片）、时钟电路、按键控制电路、数码管显示电路及二极管模拟交通信号灯电路等七部分功效模块组成。软件系统关键包含中止程序、蜂鸣器提醒音程序、主程序、数码管显示程序等。1.6 课题总体设计方案 此次设计中，首先使南北、东西两条关键交通干道在一个十字路口交汇，在每一个关键交通干道上全部安装上一组红、黄、绿三种颜色指示灯作为通行信号，同时在每一个关键交通干道两侧分别设置一组只有红、绿两种颜色行人指示灯，从而做到指挥行人和车辆安全经过，图1.2所表示。当严禁通行时，采取红灯亮来表示；当许可通行时，采取绿灯亮来表示；当提醒大家注意红、绿灯为立即切换时，采取黄灯闪亮来表示，同时黄灯闪亮时间段，为南北、东西两干道上来往车辆公共停车时间。假如临时发生了紧急情况，干道上全部信号灯全部转变为红色禁行信号4。 此次设计关键内容是一个关键交通干道和支交通干道交汇十字路口交通灯指挥系统，关键内容以下： 1东西和南北方向对信号灯控制是中心对称，也就是说不管是主干道还是支干道，两侧系统对同一个方向上信号灯控制应该是同时5； 2人行道不管哪个方向，系统对两侧4个信号灯控制也是同时，且人行道红绿灯改变和盲人提醒音改变和行车道直行、向右转红绿灯应该是一致6； 3主干道先通行且通行时间设定为66s； 4支干道通行时间设定为36s； 5当碰到支干道和主干道进行转换情况时，主干道必需首先变成红灯，支干道以后再变为绿灯；假如主干道绿灯想要变成为红灯，黄灯应先闪5s，而且支干道上红灯状态保持不变； 6若遇紧急情况，按开关时，主道和支道全部为红灯15s； 7依据实时交通堵塞情况人为控制时，按时，主干道延时20s通行；按时，支干道延时20 s通行。 图1.2 十字路口交通灯示意图第2章 方案论证和设计基于此次设计课题要求我探究了各个功效模块设计方案，以求最优方案，为了显示实时系统多种状态，系统增加了能依据交通拥挤程度可分别设置主、次干道不一样通行时间，来达成提升效率，缓解交通拥挤。总体设计图以下所表示，关键有按键电路、复位电路、电源电路、显示电路等电路组成。 图2.1 十字路口交通灯控制系统总体 2.1电源提供方案 可靠点源是确保本模块能够稳定运行基础条件，在此次设计中，提出了两种不一样电源方案。 方案一：采取市电直接供电，市电经过降压，整流，滤波，稳压后为系统供电，不过成本比较高，体积大。 方案二：选择一个适宜直流电源为该系统供电。成本较低而且系统简单可行是本方案含有优点。 综合考虑成本和系统等各方面要求，选择第二种方案。2.2显示界面方案因为此系统含有完成倒计时功效，为了完成倒计时模块要求，本设计综合各方面原因，选出了以下两种方案：第一个方案显示完全采取点阵式LED显示，这种显示方案能够轻易显示多种需要汉字，英文字符，图形等元素，功效比较强大，不过也存在着一定缺点，即实现过程比较复杂，同时还需要后续完成大量软件编程工作。第二种方案是完全采取数码管显示一个方法。含有倒计时功效和实现简单是这种方案突出有点，不过只能显示有限数码字符和符号和功效较少等缺点也相对显著。依据设计要求，衡量两种不一样方案认为方案二已经完全满足设计要求，所以采取第二种方案来实现系统显示功效。2.3输入方案这里一样讨论了两种方案：第一个方案是采取8155扩展I/O口、键盘及显示等。这种方案拥有计数器和RAM，而且含有相当灵活性，可编程程度高等优点。假如采取这种方案，能够提供较多I/O口，不过也会带来操作上复杂性。第二种方案是采取直接在I/O口线上接上按键开关一个方案。这种方案在本身设计过程中，对电路进行了合适优化，所以在工作中能够留下较多端口资源，同时还能够任意添加相关按键等。因为此次设计关键目标是对，交通灯系统控制，单单采取单片机本身I/O口即能够实现，同时单片机本身自带计数器及RAM能够满足应用，综合各方面考虑，此次设计选择方案二。第3章 交通灯系统介绍3.1 十字路口交通灯介绍交通信号灯关键有绿色信号灯、红色信号灯、黄色信号灯、方向指示信号灯、闪烁警告信号灯、行人信号及盲人提醒信号灯、非机动车指示信号灯组成。绿色信号灯是表示通行信号灯，当绿灯亮起时，迎面车辆能够直接通行，同时向左或向右转弯，假如有显著严禁转向标志，要依据指示行驶。红色信号灯是表示严禁通行信号灯，当红灯亮起时，在交叉路口前面对红灯车辆必需在划定停车线后停止前行。黄色信号灯是表示警告信号指示灯，当黄灯亮起时，面对黄灯车辆是不能越过停车线直接通行，不过假如车辆已十分靠近停车线，而且不能够在安全区域停车时，则被许可进入交叉路口。方向指示信号，指示车辆行驶方向，各行其道，使十字路口交通愈加井井有条。非机动车道信号，和其干道直行信号一致。行人通行信号，人行道上交通灯信号改变和机动车道上交通灯信号改变是保持一致。 盲人提醒信号，是专门为特殊人群设置提醒信号，为了确保特殊人群在过马路时人身安全，盲人提醒音和行人信号改变是一致。3.2 十字路口交通灯系统原理详述 1正常情况：道路上交通灯正常运行时，存在四种常见通行方法，运行状态分别以下所表示：状态0：程序初始化，全部灯全部闪烁5次。状态1：车辆南北向直行、向右转，南北向行人通行。南北向直行、右转时间为30s，南北向行人通行时间为30s。状态2：车辆南北向左转，南北向右转、行人禁行。通行时间为30s。状态3：车辆东西向直行、向右转，东西向行人通行。东西向直行、右转时间为15s，东西向行人通行时间为15s。状态4：车辆东西向左转，东西向右转、行人禁行。通行时间为15s。干道直行、向右转和向左转之间转换为在通行结束前2s，绿灯以0.5s时间间隔闪烁直到结束，然后中间黄灯闪烁3s，以后直行信号变红灯和向左转信号变绿灯同时变换。主干道和支干道转换，比如：当主干道向左转信号灯变为红色信号灯时，支干道直行、向右转信号灯同时变为绿灯；主干道向左转和支干道直行、向右转转换方法为主干道向左转结束通行前2s，绿灯以0.5s闪烁时间间隔直到结束，然后左转信号变黄灯闪烁5s，此时支干道信号仍为红灯。 行人通行信号及盲人提醒信号和干道直行、向右转信号一致，其它时间均为红灯。 2.特殊情况： 若遇紧急情况，按开关时，主道和支道全部为红灯15s；然后再依据实时交通堵塞情况人为控制时，按时，主干道绿灯延时10s通行；按时，支干道绿灯延时10 s通行。初始状态，即复位状态。首先，全部信号灯全亮为红灯5s；然后，进入状态1。3.3 十字路口交通灯系统功效详述十字路口交通灯系统关键相关功效以下： 1.主控中心（AT89S51） 1）介绍 此次设计交通灯系统关键采取AT89S51芯片作为主控中心，它是此次单片机控制关键部件，对系统起到绝正确控制作用，另外还添加了辅助电路对系统参数进行必需设置和显示。交通信号灯显示时间通常是固定，假如需要话也能够用键盘再去重新设置，设计中时间控制、蜂鸣器提醒及LED显示全部是由单片机来控制。AT89S51是一个含有低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)可反复擦写1000次Flash只读程序存放器7。AT89S51同时兼容了80C51引脚结构和标准MCS-51指令系统，芯片内部集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存放单元。所以，AT89S51芯片在众多嵌入式控制系统中得到了很广泛推广和应用。2）主控中心在系统中作用关键有以下多个方面： （1）它是利用单片机中定时器在运行过程中，循环出一秒空余时间，随之将它累计四处于活跃状态寄存器中一个方法。活跃状态寄存器内计数是依次呈递减改变，当运行够一秒时间，到则系统减1，运行至计数减为0结束，说明所定时间到。 （2）每当初间抵达所定时刻后，单片机将对寄存器地址起源进行选择性地判定，而且不一样寄存器对应不一样信号灯显示。 （3）每次一秒时间到，寄存器自动减1后，以后将寄存器中值，也就是剩下秒数反应到LED显示器上，组成倒计时显示8。2复位模块1）介绍因为单片机每次运行全部必需从初始状态开始，所以对于单片机每一次运行结束后，全部必需对其进行复位处理，其目标是使其它部件和CPU处于确定原始状态。另外，在单片机工作过程中，假如出现了死机情况，也是需要对单片机进行复位，这么做能够使它重新开始工作。复位电路开启方法有所不一样：一是在给电路通电时立即进行复位操作；二是在必需时能够由手动操作；三是依据程序或电路运行需要自动地进行9。2） 类型 单片机复位电路关键有微分型复位电路、比较器型复位电路、看门狗型复位电路、积分型复位电路组成10。 3）复位方法 89系列单片机复位信号全部是从RST引脚输入到芯片内施密特触发器中。当系统正常工作，而且振荡器稳定后，若RST引脚上有一个高电平而且能连续维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就能够做到响应系统并将系统复位。单片机系统常见复位方法有：手动按钮复位和上电复位以下图。图3.1 单片机复位电路图3按键模块按键模块关键作用是在碰到紧急情况下，经过按键就能够做到对系统进行控制，从而达成优先处理紧急情况。 在单片机应用系统中，按键关键有两种形式：1、直接按键 2、矩阵编码键盘11。直接按键是一个能够经过分析按键端口所含有电位高低，来对按键操作进行识别，而且每个单独按键全部能够单一地接到单片机I/O口上；而矩阵键盘对编码进行识别是经过行列交叉按键实现。4时钟模块时钟模块作用关键是产生单片机工作所需要时钟脉冲序列。单片机在运行时需要时钟电路支持，要是没有时钟电路产生脉冲来驱动单片机，不然单片机就不能实施程序。时钟电路就仿佛微型计算机心脏，控制着计算机两个节奏。MCS51时钟信号产生方法有两种：其一个是内部方法，利用芯片内部振荡电路，来产生时钟信号；另一个为外部方法，也就是时钟信号由外部引入。5数码管显示（倒数计时模块）数码管显示模块关键作用是用来显示数字，目标是实现交通灯倒计时部分。采取是由八个发光二极管组成七段LED数码管，经过给引脚输入不一样高低电平，来达成显出09数字目标。（1）数码管按各发光二极管电极连接方法分为共阳和共阴数码管两种。（2）数码管要正常显示，就需要用驱动电路来驱动各段数码管，显示我们想要各个数字，所以依据数码管驱动方法不一样，又能够分为静态式和动态式两类。 6信号灯显示信号灯包含机动车信号灯和行人信号灯。信号灯显示模块关键是采取二极管模拟交通红、黄、绿灯。 图3.2发光二极管发光二极管(Light Emitting Diode,LED)，是一个半导体组件。LED被誉为第四代照明光源或称其为绿色光源，含有节能、环境保护、寿命长、体积小等众多特点，被广泛应用于多种指示、显示、装饰、背光源、一般照明和城市夜景等领域。（1）机动车信号灯因为本设计在每个方向上直行和左转时间错开了，所以在每个方向上有两个绿灯、一个红灯、一个黄灯。其次序安排为：绿灯，红灯，黄灯，绿灯。分别表示：左转绿灯，禁行红灯，提醒黄灯，直行、右转绿灯。 （2）行人信号灯本设计在各个方向上行人信号灯和其对应方向上直行、右转绿灯亮灭情况相同。 7.盲人提醒音模块 在单片机应用上，大全部要用蜂鸣器来做提醒或报警，比如消息提醒、通知开始工作或工作结束还有故障报警等等。（1）介绍 蜂鸣器是种一体化结构电子音响器，能够采取直流电压供电，被广泛应用于电脑、报警装置、火车电子设备、定时器等电子产品中作为发声器件。 蜂鸣器关键分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种不一样类型。（2） 驱动方法 1） 自激蜂鸣器是直流电压驱动，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并由三极管放大驱动电流来使蜂鸣器发出声音12。 2）单片机驱动她激蜂鸣器方法有两种：一个是PWM 输出口直接驱动，另一个是利用I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动13。 此次设计在各个方向上盲人提醒音和行人信号灯信号改变是一致，其目标是确保盲人过马路时安全。第4章系统硬件设计对于整个系统来说硬件设计是基础，所以要考虑到方案很多方面，除了要实现交通灯基础功效以外，关键还要考虑以下多个原因：系统拥有性能指标及其相关功效对系统稳定性影响；所需元器件选购性或便捷性；编程结果可行性。下面我从各功效模块实现逐一进行分析探讨。本设计以单片机为控制关键，采取模块化设计14，共分以下多个功效模块：单片机控制系统、状态显示、信号提醒及倒计时模块等。4.1主控中心AT89S51芯片本设计选择AT89S51和同系列AT89C51在功效上有显著提升，最突出优点是能够实现在线编程，可用于实现对系统总控制。1）关键性能特点： 1、4k Bytes Flash片内程序存放器；2、128 bytes随机存取数据存放器（RAM）；3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；4、2个中止优先级、2层中止嵌套中止；5、6个中止源；6、2个16位可编程定时器/计数器；7、2个全双工串行通信口；8、 看门狗（WDT）电路；9、 片内振荡器和时钟电路；10、 和MCS-51兼容；11、 全静态工作：0Hz-33MHz；12、 三级程序存放器保密锁定；13、 可编程串行通道；14、低功耗闲置和掉电模式。2） 管脚说明图4.1 AT89S51管脚接线图VCC：电源电压输入端。GND：电源地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个脚均可吸收8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。它能够被定义为数据/地址低八位，当P0被用于外部程序数据存放器。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必需被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流，P1口管脚写入1后可用作输入，被内部上拉为高；因为内部上拉缘故，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流15。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。表 4.1 含有第二功效 P1口引脚 端口引脚 第二功效： P1.5 MOSI(用于ISP编程） P1.6 MOSI(用于ISP编程） P1.7 MOSI(用于ISP编程）P2口：P2口为一个内部上拉电阻8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流。当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入；并因为内部上拉缘故，所以作为输入时，P2口管脚被外部拉低，将输出电流；当P2口输出地址为高八位时，P2口可被用于外部程序存放器或16位地址外部数据存放器进行存取16。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存放器进行读写时，P2口输出其特殊功效寄存器内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入；作为输入，因为上拉缘故，会使外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）17。P3口除了作为一般I/O口，还有第二功效，以下表所表示:表4.2含有第二功效P1口引脚 端口引脚 第二功效： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中止0） P3.3 /INT1（外部中止1） P3.4 T0（T0定时器外部计数输入） P3.5 T1（T1定时器外部计数输入） P3.6 /WR（外部数据写选通） P3.7 /RD（外部数据读选通）RST：复位输入端，高电平有效。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。ALE/PROG：地址锁存许可/编程脉冲信号端。当访问外部存放器时，地址锁存许可输出电平用于锁存地址低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。所以它可用作对外部输出脉冲或用于定时目标。然而要注意是：每当用作外部数据时，将跳过一个ALE脉冲。如想严禁ALE输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在实施MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。假如微处理器在外部实施状态ALE严禁，置位无效。PSEN：外部程序存放器选通信号，低电平有效。在由外部程序存放器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存放器时，这两次有效/PSEN信号将不出现。EA/VPP：外部程序存放器访问许可。注意加密方法1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存放器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器输入端。XTAL2：片内振荡器反相放大器输出端。4.2复位电路 MCS-5l系列单片机复位引脚为RST，当出现2个以上机器周期为高电平时，单片机就实施复位操作。假如RST连续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 本设计中采取是手动按键复位方法，并利用电阻分压电路来实现。手动按键复位电路图以下图所表示: 图4.2 手动按键复位电路 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加上高电平。通常采取措施是在RST端和正电源Vcc之间连接一个按钮。按下按钮时，则Vcc+5V电平就会直接加到RST端。因为即使人动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒以上，所以，完全能够满足单片机复位时间要求。当按键K0压下时，串联电阻R2上分压可使RST端产生高电平，按键抬起时产生低电平。只要按键动作产生复位脉冲宽度大于复位时间即可确保按键复位发生。4.3 时钟电路此次设计所采取是内部振荡器方法。片内高增益反相放大器经过XTAL1、XTAL2引脚来外接作为反馈组件片外晶体振荡器（呈感性）和电容组成并联谐振回路组成一个自激振荡器，然后向内部时钟电路提供振荡时钟，其中振荡器频率关键取决于晶体振荡频率，通常大家可在1.2MHz12MHz之间任选。电容、可在5pF30pF之间选择，电容大小对振荡频率有着微小影响，可对整个电路起频率微调作用。内部时钟电路图以下：图4.3 内部时钟电路4.4 按键电路本系统采取两个外部中止来实现交通灯按键控制器功效。设置外部中止。目标是使用该中止来处理紧急情况，比如当交通灯控制器出现故障、交通出现严重事故需要封锁道路或是有医护车行使公务时，则调用该中止，使主干道和支干道交通灯均变为红灯15s。该中止含有最高优先级。设置外部中止。是为了用该中止来处理依据主干道和支干道车辆通行交通情况多少实施延长或缩短时间通行，通行延时20 s。 经过P3.2引脚输入，经过P3.3引脚输入。 按键电路图以下:图4.4 按键电路图4.5 数码管显示电路LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一个固态半导体组件，能够直接把电转化为光。LED关键部件是一个半导体芯片，芯片一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源正极。当电流经过导线作用于这个芯片时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子形式发出能量，这就是LED发光原理。而光波长也就是光颜色，是由形成P-N结材料决定。 LED显示器作为大型显示设备一个，含有亮度高、价格低、寿命长、维护简便等优点。LED数码管常见段数通常为7段有另加一个小数点，还有一个是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，7，8，9位等等（见下图4.5），LED数码管结构简单，LED数码管依据LED接法不一样分为共阴和共阳两类，分为七段和八段两种形式，本设计中采取七段LED数码管，采取共阳数码管。 本设计采取数码管动态显示，每只数码管同名段及点，全部并接，由一个IO口控制，每位轮番显示15ms左右，即使是一位位点亮，利用人眼暂留效应，所以看起来是每位全部亮。 图4.5 LED数码管引脚图数码管显示电路关键完成设定定时器l工作模式，定时初值、开总中止、开定时中止灯、开外部中止0、开外部中止l，本系统采取定时器，工作方法为方法l。即定时器Tl设为16位定时模式。T1为秒计时用。P0口、P3.0口、P3.1口用于接通数码管。依据上述分析方案，画出以下图4.6。图4.6 LED数码管电路图4.6 信号灯显示电路4.6.1 机动车信号灯每个方向设置四个指示灯，分别是红灯、绿灯、黄灯、左转绿灯。接通单片机P2口，来控制16个发光二极管模拟交通信号灯工作情况。其中P2.0，P2.1，P2.2，P2.3四个输出控制口，分别控制南北方向上左转绿灯、红灯、黄灯、绿灯；P2.4，P2.5，P2.6，P2.7四个输出控制口，分别控制东西方向上左转绿灯、红灯、黄灯、绿灯。对应表以下表4.3。表4.3 交通灯和单片机P2口对应关系GreenYelloRedGreenGreenYelloRedGreenP2.7东西绿灯P2.6东西黄灯P2.5东西红灯P2.4东西左转绿灯P2.3南北绿灯