【毕业设计】十字口交通灯控制电路设计

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。

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，除非另种标志禁止种转向。

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。

单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的个重要分支，也是颇具生命力的机种。

单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件中央处理器存储器和接口电路等。

因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为个单片机控制系统。

单片机经过代的发展，目前正朝着高性能和多品种方向前进，它们的功能在增强，内部资源在增多，引脚多功能化，以及低电压底功耗。

芯片的选择与简介芯片简介系列单片机主要有三种型号的产品和。

三种型号的引脚完全相同，仅在内部结构上有少数差异。

片内无，适用于需扩展，可在现场修改和更新程序存储器的应用场合，其价格低，使用灵活，非常适合在我国使用。

此次作业使用的是芯片。

单片机的基本特性单片机具有以下几个特点具有功能很强的位中央处理单元片内有时钟发生电路或每执行条指令时间为或片内具有字节的具有个特殊寄存器。

可扩展字节的外部数据存储器和字节的外部程序存储器具有个口，根线具有个位定时器计数器具有个中断源，配备个中断优先级具有个全双功串行接口具有位寻址能力，适用逻辑运算。

从上述特性可以看出这种芯片集成度高功能强，只需增加少量外围器件就可以构成个完整的微机系统。

二芯片引脚及其功能芯片具有根引脚，其引脚图如下。

单片机外部引脚根引脚按其功能可以分为四类电源线根。

编程和正常操作时的电源电压，接。

地电平。

晶体振荡器根。

振荡器的反向放大器输入。

使用外部振荡器时必须接地。

振荡器的反向放大器输出和内部时钟发生器的输入。

当使用外部振荡器时用于输入外部震荡信号。

口共有四个位口，根线，其功能如下是端口的引脚。

端口是个位漏极开路的双向端口。

在存取外部存储器时，该端口分时地用作低位的地址线和位双向的数据端口在此时内部上拉电阻有效。

端口的引脚，是个带内部上拉电阻的位双向通道，专供用户使用。

端口的引脚。

端口是个带内部上拉电阻的位双向口，在访问外部存储器时，它输出高位地址。

端口的引脚。

端口是个带内部上拉电阻的位双向口，该口的每位均可地定义第口功能或第二口功能。

作为第功能使用时，口的结构与操作与口完全相同，第二功能如下所示口引脚第二功能串行输入口串行输出口外部中断外部中断定时器外部输入定时器外部输入外部数据存储器写选通外部数据存储器读选通由上看出，单片机不是将地址总线数据总线和控制总线分开，而是地址线数据线和部分控制均由口完成。

控制线程序存储器的使能引脚，是外部程序存储器的选通信号，低电平有效。

从外部程序存储器取数时，在每个机器周期内二次有效。

为高电平时，执行内部程序存储器的指令。

为低电平时，仅执行外部程序存储器的指令。

因为芯片没有内部程序存储器，所以必须接地。

是地址锁存器使能信号。

作为地址锁存允许时高电平有效。

因为端口是分时传送数据和低位地址。

所以访问外部存储器时，信号锁存低位地址。

即使在不访问外部存储器时，也以振荡频率的固定频率产生，因此可以用它作为外部的时钟信号。

主要是提供个定时信号，在从外部程序存储器取指令时，把口的低位地址字节锁存到外接的地址锁存器中。

是复位备用电源端。

在振荡器运行时，使引脚至少保持两个机器周期为高电平，可实现复位操作，复位后程序计数器清零，即程序从单元开始执行。

在关断前加上掉电保护的内容将不变。

三芯片内部的存储器结构及地址分配芯片内部无程序存储器，只有字节的数据存储器，地址从芯片内部字节的空间被分成两部分，其中内部数据存储器地址为，特殊功能寄存器的地址为。

在内部数据存储器中的为四个工作寄存器区，其中区区区区灯灭。

我们用连接段数码管的方法来连接晶闸管输出信号与信号灯的连接灯的显示原理通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形如，管脚上加上所以上为伏，不亮其余为高电平，全亮则显示为，采用共阴级连接其中接地显示数值驱动代码进制表驱动代码表与的连接用的口的连接的片选信号我们用的地址采用全译码方式，当时片选有效，其他无效，用于选择端口为的口为的口为的口为的控制口由于是分时对和储存器进行访问，所以的口不会发生冲突程序设计流程图如图所示开始初始化等待键盘事件键盘事件处理显示程序处理程序源代码存放黄灯时间此时间可以动态设定存放红灯时间存放绿灯时间显示黄灯信号显示红灯信号显示黄灯信号工作于方式口输出控制字为程序源代码，初始化，设置初值，显示黄灯个位显示黄灯十位，显示黄灯信号，延时秒显示红灯个位，显示红灯十位显示红灯信号延时秒显示绿灯个位，显示绿灯十位显示绿灯信号延时秒延时秒子程序驱动代码表看门狗硬件电路由于单片机自身的抗干扰能力比较差，尤其在些条件比较恶劣噪声大的场合，常会出现单片机因为受外界干扰而导致死机的现象，造成系统不能正常工作。

设置看门狗是为了防止单片机死机提高单片机系统抗干扰性的种重要途径。

个完整的单片机应用系统应该是个软硬件的结合体。

系统正常工作时，会受到各种外界干扰因素的影响。

这种外界干扰轻者导致系统内部数据出错，重者将严重影响程序的运行。

因此单片机应用系统的开发定要考虑系统可靠性的设计，以满足系统在现场苛刻环境下的正常运行，而看门狗则是系统可靠性设计的重要环。

在个单片机应用系统中，所谓的看门狗是指在系统设计中通过软件或硬件方式在定的周期内监控单片机或其他的运行情况。

如果在规定的时间内没有收到来自单片机或其他的触发信号，则系统会强制复位，以保证系统在受到干扰时仍能够维持正常的工作状态。

在单片机系统中，看门狗的设计般采用硬件和软件结合两种方式。

软件看门狗软件看门狗是利用单片机片内闲置的定时器计数器单元作为看门狗，在单片机程序中适当的插入监控指令，当程序出现异常或进入死循环时，利用软件将程序计数器赋予初始值，强制性的使程序重新开始运行。

使用软件看门狗的具体实现方法如下。

首先在初始化程序中设置好定时器计数器的方式控制寄存器和定时时间的初值，并开中断。

根据定时器的定时时间，在主程序中按定的间隔插入复位定时器的指令，既插入监控指令，两条指令间的时间间隔应该小于定时时间，否则看门狗将发生动作。

在定时器的中断服务程序中设置条无条件转移指令，将程序计数器转移到初始化程序的入口。

软件看门狗的最大特点是无须外加硬件电路，经济性好。

当然，如果片内的定时器计数器被占用，就需要寻求其他的设计方式了。

硬件看门狗专用硬件看门狗是指些集成化的或集成在单片机内的专用看门狗电路，它实际上是个特殊的定时器，当定时时间到时，发出溢出脉冲。

从实现角度上看，该方式是种软件与片外专用电路相结合的技术，硬件电路连接好后，在程序中适当地插入些看门狗复位的指令，保证程序正常运行时看门狗不溢出。

而当程序运行异常时，看门狗超时发出溢出脉冲，通过单片机的引脚使单片机复位。

这种方式中，看门狗能否可靠有效地工作，与硬件组成及软件的控制策略都有密切的关系。

目前常用的集成看门狗电路很多，如等。

看门狗电路可以分为内看门狗和外看门狗。

看门狗电路是指看门狗的硬件电路包含在单片机内部，如的系列，的系列，内核中比较典型的有公司的，公司的，公司的以及公司系列的多种型号的单片机等。

对于没有看门狗定时器的单片机或是认为内部看门狗不可靠时，可以采用外部看门狗定时器。

外部看门狗电路既可以用专用看门狗芯片，也可由普通芯片实现。

这里，以专用芯片作为外部看门狗的电路。

是微系统监控电路芯片，具有后备电池切换掉电判别看门狗监控等功能。

其封装和引脚说明如图所示。

图封装和引脚电源输出引脚。

接电源引脚，电源供电。

接地。

电池故障输入。

电池故障输出。

监视器输入引脚。

复位输出引脚，低电平有效。

后备电池输入端。

在本文的单片机系统中的具体使用方法和电路原理图如下图所示。

如图，其中是看门狗监测输入脚，接到的个专用口或个总线上。

是复位信号输出脚，接到的复位输入脚。

的定时周期是，复位脉冲宽度是。

如果保持高或低超过看门狗定时周期，端将发生的负脉冲使复位。

电路原理图结论该系统采用系列单片机和可编程并行接口芯片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芯片的口设置红绿灯燃亮时间的功能为了系统稳定可靠采用了看门狗芯片，避免了系统因为死机而停止工作的情况发生显示时间直接通过的输出，并且可根据实际情况自由设定交通灯信号通过平常口输出交通灯的点亮采用双向晶闸管来控制，直接采用交流电源驱动，系统设计简便实用性强操作简单程序设计简便。

系统不足之处不能控制车的左右转以及自动根据车流改变红绿灯时间等。

这是由于交通灯所处地理位置以及车流量情况所定，如果有需要可以设计扩充原系统来实现。

另点原因就是我自身水平有限，无法更好的完成进步的设计。

其间的不当之处还望老师见谅，并请老师指出以便我改正。

致谢本次毕业设计，我在王志新老师的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，并对当前电子领域的研究状况和发展方向有了定的了解，对我今后进步学习计算机方面的知识有极大的帮助。

另外，此次毕业设计还获得了多位领导和老师的大力支持。

在此，我忠心感谢各位老师。

在未来的工作和学习中，我将以更好的成绩来回报各位领导和老师。

我知道，毕业不是终点，前方的路还很长，我将继续奋斗，以便更好地服务于社会，服务于人民。

感谢河南工院对我的辛勤培育，感谢王志新老师对本次毕业设计的指导。

我会不遗余力地将我所学投放于社会，为社会主义现代化事业奉献自己的光和热。

最后，我希望，昨日我以河南工院为荣，明日河南工院将以我骄傲，参考文献胡汉才单片机原理及其接口技术清华