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基于89C51单片机交通灯课程设计报告.doc
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2022-11-29
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基于89C51单片机交通灯课程设计报告.doc
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摘要
近年来,随着科技的飞速开展,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,
正在不断的应用到实际生活中,并且根据具体硬件构造软硬件结合,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
MCS-51 系列单片机 STC89C51 为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况
的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。
系统具有构造简单、可靠性高、本钱低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。
关键词:交通灯 单片机 数码管
一 .总体设计思路
1.1 设计目的及思路
设计目的
了解交通灯管理的根本工作原理,熟练掌握 STC89C51 的工作原理和应用编程,熟悉
STC89C51 单片机并行接口的各种工作方式和应用,并了解计数器/定时器的工作方式和应用编
程外部中断的方法,掌握多位 LED 显示问题的解决。
设计思路
〔1〕分析目前交通路口的根本控制技术,提出自己的交通控制的初步方案。
〔2〕确定系统交通控制的总体设计,增加了倒计时显示提示。
〔3〕进展显示电路。
〔4〕进展软件系统的设计。
1.2 实际交通灯显示时序及状态转换的理论分析
图 1 所示为红绿灯转换的状态图。
S1
S2
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图 1 红绿灯状态转换图
表 1 十字路口指示灯燃亮方案
说明:
〔1〕当东西方向为红灯,此道车辆制止通行,东西道行人可通过;南北道为绿灯,此道车辆通
过,行人制止通行。时间为 60 秒。
〔2〕黄灯闪烁 5 秒,警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。
〔3〕当东西方向为绿灯,此道车辆通行;南北方向为红灯,南北道车辆制止通过,行人通行。
时间为 80 秒。 东西方向车流大 通行时间长。
〔4〕这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能平安畅通的通行。
〔5〕此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。
共四种状态,分别设定为 S1、S2、S3、S4,交通灯以这四种状态为一个周期,循环执行如下
列图所示:
状态
S1
S2
S3
S4
时间
30s
5s
30s
5s
东西道
红灯亮
红灯亮
绿灯亮
黄灯亮
南北道
绿灯亮
黄灯亮
红灯亮
红灯亮
S4
S3
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程序就是在上述四种状态下循环转化的。一个周期四个状态,在正常模式下共花费 1 分 10
秒。
二.具体设计方案
2.1 方案要求:
本设计要求与交通信号实际控制一致,采用 LED 模拟信号灯,信号灯分东西、南北二组,
分别有红、黄、绿三色。其工作状态由程序控制,启动、停顿按钮分别控制信号灯的启动与停
顿。白天/黑夜转换开关可对信号进展控制转换。并且要求能用两位数码管〔或者一位数码管〕
来显示红灯或者绿灯等待的时间,在黄灯的时候数码管不显示。信号灯的控制要求如下:
⑴假设东西方向交通繁忙为主干道,车流量为南北交通的两倍。因此东西方向的绿灯通行
时间为是南北方向上的两倍。
⑵开场时东西方向绿灯先亮,南北为红灯。
⑶按下启动按钮开场工作,,按下停顿按钮,停顿工作。白天/黑夜转换开关闭合时为黑夜
工作状态,这时只有黄灯来回闪烁,断开为白天工作状态。白天工作状态要求:东西方向绿灯
亮 40s,然后黄灯闪三下〔1 下/秒,共 5 秒〕,然后红灯亮 20s,而南北方向为红灯亮 40s 然后
绿灯亮 20s,然后黄灯也闪三下;如此周期循环下去。
示意图
图 2 交通灯状态循环图
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