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电子设计综合训练报告-单片机控制的交通灯控制系统设计1.doc
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电子设计综合训练报告-单片机控制的交通灯控制系统设计1
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电子设计综合训练报告
单片机控制的交通灯控制系统设计
2010 年 6 月 8 日
- 2 -
摘要
本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人
行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外,还具
有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具
体情况手动控制等功能。
本设计是单片机控制的交通灯控制系统。单片机即单片微型计算机。由
RAM,ROM,CPU 构成,其集定时、计数和多种接口与一体的微控制器。它体积小、
成本低、功能强,广泛的应用于只能产业和工业自动化上。而 51 系列单片机是
各类单片机中最为典型和富有代表性的一种。
本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般
方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。使大家能在实践教学环节
中,积累设计经验,开拓思维空间,全面提高个人的综合能力。
红绿灯控制是智能交通系统的一个重要部分,本文给出了一个用单片机控制
的简易交通红绿灯自动控制系统。该系统适用于十字路口,并对放行和禁行时间
进行倒计时显示(秒)。
在车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的交通灯控制系统,其特点是:道路较
窄而车流量较大,主干道,支干道的车辆通行时间不等,,同时设有道路应急控
制。具体的情况是:在正常的情况下,东西支干道通行时间为 20 秒,南北主干
道通行时间为 30 秒,每个方向在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮 5 秒钟,才能
变换运行车道。并且能够在人工监控状态下,如果一道有车而另一道无车,交通
灯控制系统能立即让有车道放行。而且有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普
通车辆通行。
关键字:单片机 红绿灯 AT89S52 Proteus 仿真
- 3 -
目录
1 概述
1.1 课题名称……………………………………………………………………4
1.2 设计要求……………………………………………………………………4
1.3 设计意义……………………………………………………………………4
2 系统总体方案及硬件设计
2.1 芯片的选择与简单介绍……………………………………………………5
2.2 系统方框图…………………………………………………………………7
2.3 工作原理……………………………………………………………………7
2.4 电路原理图…………………………………………………………………8
2.5 单片机最小系统……………………………………………………………9
2.6 时间显示电路…………………………………………………………… 10
2.7 交通灯电路……………………………………………………………… 10
3 软件设计
3.1 整体系统分析…………………………………………………………… 11
3.2 相关参数计算…………………………………………………………… 11
3.3 程序流程图……………………………………………………………… 12
4 Proteus 软件仿真
4.1 系统仿真电路图………………………………………………………… 13
4.2 仿真结果分析…………………………………………………………… 15
5 课程设计体会
参考文献
附 1:源程序代码
附 2:系统原理图
- 4 -
1 概述
1.1 课题名称
单片机控制的交通灯控制系统设计
1.2 设计要求
1)南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的
车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为 30 秒、支干道每次通行间为 20 秒,
时间可设置修改;
2)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮 5 秒钟,才能变换运行车道;
3)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次;
4)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时
间都用显示器进行显示(采用计时的方法);
5)一道有车而另一道无车(实验时用开关 K0 和 K1 控制),交通灯控制系
统能立即让有车道放行;
6)有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B 道均为红灯,
紧急车由 K2 开关模拟。
1.3 设计意义
国内的交通灯一般设在十字路门,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示
灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车,车
辆分流尚能发挥作用,但根据实际行车过程中出现的情况,还存在以下缺点:
1.两车道的车辆轮流放行时间相同且固定, 在十字路口,经常一个车道为
主干道,车辆较多,放行时间应该长些;另一车道为副干道,车辆较少,放行时
间应该短些。
2.没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,臂如,消防车执行紧急
任务通过时,两车道的车都应停止,让紧急车通过。
基于传统交通灯控制系统设计过于死板,红绿灯交替是间过于程式化的缺点,
智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义,它能根据道路交通拥护,
交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术.提出了软件和硬件设计方
案,能够实现道路的最大通行效率。
- 5 -
2 系统总体方案及硬件设计
2.1 芯片的选择与简单介绍
主控芯片采用 AT89S52 单片机(其管脚图如图-1
所示)。单片机,亦称单片微型计算机。它是把中央处
理 器 ( CPU ) 、 数 据 存 储 器 ( RAM ) 、 程 序 存 储 器
(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件
都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的
产生加快了人类改造世界的步伐,但是它毕竟体积大。
于是,微型计算机(即单片机)在这种情况下诞生了。
纵观生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各
种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工
业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中
广泛使用的各种智能 IC 卡、电子 宠物等,这些都离不
开单片机。
单片机以体积小、功能全、性价比等诸多优点而独具特色,在工业控制、尖
端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。如果说 C 语言程序
设计课程设计的基础课,那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能
动手等特点,成为工科学生硬件设计基础课。
MCS-51 单片机是指由美国 INTEL 公司(大名鼎鼎的 INTEL)生产的一系列单
片机的总称,这一系列单片机包括了好些品种,如 8031,8051,8751,8032,
8052,8752 等,其中 8051 是最早最典型的产品,该系列其它单片机都是在 8051
的基础上进行功能的增、减、改变而来的,所以人们习惯于用 8051 来称呼 MCS-51
系列单片机。
8051 单片机包含中央处理器(CPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、
定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总
线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:
1.中央处理器(CPU)
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是 8 位数据宽度的处理器,能
处理 8 位二进制数据或代码,CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工
作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
(图-1)
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oligaga
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