单片机控制交通灯控制系统设计说明.doc

### 单片机控制交通灯控制系统设计说明 #### 引言 随着城市化进程的加快以及车辆数量的激增，交通管理变得尤为重要。交通信号灯作为交通管理中的关键组成部分，在维持道路交通秩序方面发挥着不可替代的作用。传统的交通信号灯控制系统往往采用固定的时序控制方式，而随着单片机技术的发展，通过单片机实现更加灵活和高效的交通信号灯控制成为可能。本文将详细介绍基于单片机的交通灯控制系统的设计思路及其实现方法。 #### 元件型号与参数 ##### 2.1 MSC-51芯片简介 AT89S52是一种典型的MCS-51系列单片机，具有丰富的内部资源和强大的处理能力。该芯片包含以下主要组件： - **中央处理器(CPU)**：负责执行指令集。 - **程序存储器(ROM)**：用于存放程序代码。 - **数据存储器(RAM)**：提供数据暂存空间。 - **定时/计数器**：支持定时和外部脉冲计数功能。 - **并行接口**：提供外部数据交换通道。 - **串行接口**：支持串行数据传输。 - **中断系统**：支持外部中断请求处理。 这些特性使得AT89S52非常适合于开发交通信号灯控制系统。 ##### 2.2 双色发光二极管 双色发光二极管是由红色LED和绿色LED封装而成，通过不同的电压控制可以实现红、绿、黄三种颜色的显示。在本设计中，通过控制两端的电压来改变交通灯的颜色： - **红灯亮**：红色正端加高电平，绿色正端加低电平。 - **绿灯亮**：红色正端加低电平，绿色正端加高电平。 - **黄灯亮**：两端均加高电平。 这种双色LED的设计简化了硬件结构，减少了所需的驱动电路数量。 ##### 2.3 双色灯与数码显示的对应关系 为了清晰地展示各个方向的交通信号状态，设计中使用了四个双色LED和四个数码管。每个方向的交通灯与对应的数码管相匹配，以便直观显示剩余时间： - **东方向**：0号数码管(DR1) - **南方向**：1号数码管(DR2) - **西方向**：2号数码管(DR3) - **北方向**：3号数码管(DR4) 这样的布局有助于驾驶员和行人更准确地判断当前的交通信号状态。 ##### 2.4 交通灯的状态 交通灯控制系统需支持正常状态和紧急状态两种模式： - **正常状态**：包括东西方向和南北方向的红绿灯交替变化。例如，东西方向红灯亮起时，南北方向绿灯亮起，并保持一段时间后切换至黄灯，随后进入下一状态。 - **紧急状态**：所有方向的交通灯变为红色，以应对突发事件。 具体的控制逻辑如下： 1. **东西红灯，南北绿灯**：持续20秒。 2. **东西红灯，南北黄灯**：持续1秒，期间南北黄灯闪烁。 3. **东西绿灯，南北红灯**：持续20秒。 4. **南北红灯，东西黄灯**：持续1秒，期间东西黄灯闪烁。 在紧急情况下，所有方向的交通灯变为红色，持续10秒。 ##### 2.5 硬件连线 - **输出控制**：P1口的P1.0到P1.7分别与四个方向的绿灯和红灯控制端相连。 - **按键控制**：P3.2和P3.3分别与两个按键开关K1、K2相连，其中K1的优先级高于K2。 - **显示控制**：数码管和8279已预先连接好，无需额外连线。 ##### 2.6 8279使用简介 8279是一款多功能键盘和显示器接口芯片，适用于控制键盘输入和显示输出。在本设计中，8279主要用于控制数码管显示剩余时间，其主要功能模块包括： - **键盘功能块**：处理按键输入信号。 - **显示功能块**：控制数码管显示。 - **控制功能块**：包括定时寄存器和控制寄存器，用于设定工作模式和定时。 通过适当的编程，可以实现对交通灯状态的实时显示和控制。 #### 结论 通过单片机控制的交通灯控制系统不仅能够提高交通效率，还能有效减少交通事故的发生。本设计通过AT89S52单片机实现了交通灯的自动控制，同时结合双色LED和8279芯片完成了交通灯状态的显示。这种基于单片机的解决方案不仅成本低廉，而且易于扩展和维护，对于现代城市的交通管理具有重要的实际意义。