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交通灯控制系统设计案例(DOC).pdf
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交通灯控制系统设计
第 1 部分 方案选择及总体设计
1.1 方案选择
能实现此电路的方法很多,我们根据实际将范围定在以下几个比较切合我们
的方案中。
第一种方案:采用数字电子技术实现。用基本的 555 芯片(利用单稳态实现
定时),计数芯片(如 74LS163,74LS160 等)完成计时功能,控制电路芯片,译
码芯片(如 74LS138)等基本芯片,结合电阻,电容等基本元件,通过逻辑电路
实现交通灯的功能。
第二种方案:使用单片可编程来实现交通灯的功能。利用单片机的外围扩展,
显示电路构成基本硬件。然后编程实现对定时,控制,显示电路的控制,然后调
试,完成设计。
结合实际情况,根据毕业设计任务书的要求,我们经过讨论和论证,最终一
致选用第二种方案的设计思路对交通灯控制系统进行设计。
1.2 总体设计
1.2.1 系统构成
整个系统的构成以 80C51 单片机为核心,由 I/O 口扩展,LED 数码管显示,
紧急情况中断电路还有复位电路等组成。
单片机作为整个硬件系统的核心,它既是协调整机工作的控制器,又是数据
处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。
行车方向指示采用 LED 发光二极管,可有红、绿两种颜色指示放行与禁止,
黄灯作为红绿转换的提示,形象直观。
行人通行指示也同样采用 LED 发光二极管,用红、绿两种颜色指示放行与禁
止,黄灯作为红绿转换的提示,形象直观,简洁明了,更方便控制。
按键控制台,可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置\紧急情
况发生时的交通灯状态控制人机界面非常友好。
系统采用双数码管倒计时计数功能,最大显示数字 99。
友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以及丰富的功能是本设
计的亮点。
1
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85791939/bg2.jpg)
整个硬件电路组成模块如图 1;
80C51 单
片机
I/0 口
扩展
LED 数码
管显示
中断系统 复位电路
图 1-1.系统硬件构成模块
1.2.1 功能概述
本设计由中断系统、单片机、LED 数码显示模块和按键等构成。单片机是
集成的 IC 芯片 AT89C51 单片机,只需根据实际选型。其他部分都需要根据应用
要求和性能指标自行设计。
复 位 电 路
中断系统电路
程序运行指示电路 紧急情况处理电路
电源稳压控制电路 交通灯控制电路
LED 数码显示电路
80C51
单 片 机
键盘控制电路
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![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85791939/bg3.jpg)
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红
黄
绿
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绿
绿
黄
红
红
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绿
黄
红
黄
绿
黄
红
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绿 黄 红
绿 黄 红
绿
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绿
黄
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绿
黄
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黄
红
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红
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红
黄
绿
红
黄
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0
0
绿
0
0
四个方向的 LED 指示灯,代表四个方位的交通信号灯,电路图的下方是单片机
(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄
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注:以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图,在东南西北
05
04
03
1、本系统交通灯控制规则如下:
红
红
红 黄 绿
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0
0
0
3
红
0
0
0
0 0
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绿
红 黄 绿
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硬件总体框图
红
黄
黄 绿
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0
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黄
绿
绿
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控制系统。复位,中断等子电路。
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学
习
毕
业
设
计
交
通
灯
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85791939/bg4.jpg)
三种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。
(2)共有四种通行方式:
① 车辆南北直行、各路右拐,南北向行人通行。南北向通行时间为1 分钟,
各路右拐比直行滞后 10 秒钟开放。
② 南北向左拐、各路右拐,行人禁行。通行时间为 1 分钟。
③ 东西向直行、各路右拐,东西向行人通行。东西向通行时间为 1 分钟,
各路右拐比直行滞后 10 秒钟开放。
④ 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为 1 分钟。
(3)在通行结束前 10 秒钟,绿灯闪烁直至结束。
2、有倒计时时间显示时间,红绿灯切换提前 5 秒亮黄灯提示。
3、若交道口出现紧急情况,交警可手动控制:全路口车辆禁行、行人通行。
紧急情况结束后再转成自动状态。
4
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85791939/bg5.jpg)
第 2 部分 系统硬件设计
2.1 交通灯四种通行模式及行车方向指示
按交通灯控制规则,每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个
灯有红、绿两种颜色灯。
4 组 LED 数码管按照设置的通行时间(各路口默认的通行时间均为 1 分钟)
进行倒计时,并各自进行红、绿灯显示,共有四种通行方式,分别为:
图 2-2 通行方式一示意图 图 2-3 通行方式二示意图
图 2-4 通行方式三示意图 图 2-5 通行方式四示意图
通行方式一:倒计时时间为 50s(通行时间),红绿灯状态为:南北直行:
绿;东西直行:红;各路右拐:绿;左拐:红;人行道:南北绿,东西红;各路
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