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完整word版-AT89C52单片机控制交通灯系统要点.doc
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完整word版-AT89C52单片机控制交通灯系统要点.doc
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目 录
1 交通信号灯控制系统设计任务和性能指标 ................................1
1.1 设计任务........................................................1
1.2 性能指标........................................................1
2 交通信号灯控制系统设计方案...........................................1
2.1 设计思路 ......................................................1
2.1.1 设计思路...................................................1
2.1.2 功能设计...................................................2
2.2 总体设计........................................................2
2.2.1 通行方案设计...............................................2
2.2.2 硬件设计方案...............................................4
2.2.3 软件设计方案...............................................4
3 交通信号灯控制系统硬件设计 ..........................................5
3.1 系统硬件框图 ...................................................5
3.2 单元电路设计....................................................5
3.2.1 单片机最小系统 ............................................5
3.2.2 信号灯显示电路 ............................................7
3.2.3 倒计时显示电路 ............................................8
3.2.4 按键操作电路 ..............................................8
4 交通信号灯控制系统程序设计 .........................................8
4.1 理论基础知识 ..................................................8
4.1.1 定时器原理 ................................................8
4.1.2 软件延时原理 ..............................................9
4.1.3 中断原理 ..................................................9
4.2 主程序框图.....................................................9
5 调试分析及所用器件 .................................................10
5.1 调试环境 ......................................................10
5.2 所用芯片 ......................................................11
6 心得体会 ............................................................11
7 参考文献 ............................................................12
8 附录 ................................................................13
附件 1 程序清单.....................................................13
附件 2 系统仿真图...................................................16
1
摘要
交通在人们的日常生活中占有重要的地位,随着人们社会活动的日益频繁,这点
更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现,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。
近年来随着科技的飞速发展,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,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,
加以完善。
本系统采用单片机 AT89C52 为中心器件来设计交通信号灯控制器,系统实用性强、
操作简单、扩展性强。本设计系统就是由单片机最小系统、交通灯状态显示系统、LED
数码显示系统、复位电路和按键操作电路等几大部分组成。系统除具有基本的交通信
号灯功能外,还具有倒计时、时间调整和紧急情况处理等功能,较好的模拟实现了十
字路口可能出现的状况。
软件上采用 KEIL C 编程,主要编写了主程序,LED 数码管显示程序,中断程序,
延时程序等。经过整机调试,实现了对十字路口交通灯的模拟。
关键字:AT89C52 交通灯 PROTUES 中断程序
2
1 交通信号灯控制系统设计任务和性能指标
1.1 设计任务
利用单片机设计一个十字路口交通信号灯控制系统,该交通信号灯控制器由一条
主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红
灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外,并
有倒计时系统显示信号灯转换时间。用红、绿、黄发光二极管作信号灯,两位八段数
码管显示时间来控制交通信号灯的变化。模拟框图如图 1 所示。
图 1 交通信号灯模拟图
1.2 性能指标
(1)东西和南北方向的车辆交替通行,任意时刻只有一个方向通行,以黄灯闪烁
来转换。
(2)系统开始运行时设置每次放行 10 秒,其中有 2 秒是黄灯闪烁提醒行人和车
辆禁止通行。
(3)通行时间可在 0~99 秒内任意设置。
(4)有紧急情况处理功能,比如:有急救车辆通行时,暂时禁止其他车辆通行。
2 交通信号灯控制系统设计方案
2.1 设计思路
2.1.1 设计思路
(1)分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案,并以此为基础提出自
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,包括,十字路口具体的通行禁行方案设计以
及系统应拥有的各项功能,在这里,本设计除了有基本的交通功能,还增加了倒计时
3
显示提示,基于实际情况,又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特殊功能。
(3)选择器件,大体分配各个器件及模块的基本功能要求,设计主控电路、显示
电路,信号灯状态电路,按键电路等。
(4)进行软件系统的设计,对于本系统,本人采用单片机 C 语言编写,对单片机
内部结构和工作情况做了充足的研究,在深入了解了定时器,中断以及延时原理后,
完成了软件的编写。
2.1.2 功能设计
本设计能模拟基本的交通控制系统,用红绿黄灯表示禁行,通行和等待的信号发
生,还能进行倒计时显示,通行时间调整和紧急情况处理等功能。
(1)基本功能
采用红绿黄三种颜色的 LED 灯的亮灭来模拟信号灯,从而达到控制车辆的通行。
(2)倒计时显示功能
采用两位八段数码管来显示时间,来告知行人和车辆通行时间和要等待的时间。
(3)时间可调功能
通过键盘对时间进行手动设置,增加了人为的可控性,避免车少长等和减缓车多
交通堵塞的麻烦。
(4)紧急处理
交通路口出现紧急状况在所难免,如特大事件发生,救护车等急行车通过等,我
们都必须尽量允许其畅通无阻,由此在交通控制中增设禁停按键。
2.2 总体设计
单片机设计交通灯控制系统,可用单片机直接控制信号灯的状态变化,基本上可
以指挥交通的具体通行,接入 LED 数码管就可以显示倒计时以提醒行使者,更具人性
化。本系统在此基础上,加入了紧急情况处理与时间调整功能。
2.2.1 通行方案设计
十字路口分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,
持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。其具体状态如图 2 所示。
说明:黑色表示亮,白色表示灭。交通状态从状态 1 开始变换,直至状态 4 然后循环
至状态 1,周而复始。
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xinkai1688
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