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模拟交通灯单片机课程设计.doc
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单片机技术
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目录
目录....................................................................................................0
第一章 概述..........................................................................................0
1.1 设计目的...........................................................................................................1
1.2 设计要求...........................................................................................................1
1.3 实用价值与理论意义.......................................................................................1
第二章 系统硬件设计.............................................................................3
2. 2 系统主要硬件需求介绍..................................................................................4
2. 3 系统电力模块图..............................................................................................5
2. 4 系统电路图......................................................................................................7
第三章 系统软件设计.............................................................................8
在正常情况下交通灯控制程序流程....................................................................8
3.2 源程序清单与注释...........................................................................................9
第四章 仿真结果..................................................................................12
第五章 课程设计总结...........................................................................15
参考文献............................................................................................15
第一章 概述
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片
机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,电脑的网络通讯与数据
传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能 IC 卡,民
用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程
控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器
人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。
伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车数量在逐年递增,交通
问题不得不引起人们的重视。早在 1858 年,英国伦敦在主要街头安装了以燃煤
气为光源的红蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最
早的交通信号灯。信号灯的出现,是交通得以有效管制,对于疏导交通流量,
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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。在实时监
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,紧
单片机方面知识是不够的,还应根据具体结构软硬件结合,加以完善。
目前交通灯的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所
以,设计单片机来完成这个需求就显得越加迫切了。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,开阔
思维空间,全面提高个人的综合能力。
1.1 设计目的
通过对模拟交通灯控制系统的制作,掌握定时器应用。
1.2 设计要求
利用 AT89S51 单片机控制交通灯,实现三种情况下的控制:
正常情况下双方向轮流点亮交通灯,如表所示。
东西 方向 〔简 称 A
方向〕
南 北 方 向 〔 简 称 B 方
向〕
状态说明
红
灯
黄灯 绿灯 红灯 黄灯 绿灯
灭 灭 亮 亮 灭 灭 A 方向通行,B 方向禁行
灭 灭 闪烁 亮 灭 灭 A 方向警告,B 方向禁行
灭 亮 灭 亮 灭 灭 A 方向警告,B 方向禁行
亮 灭 灭 灭 灭 亮 A 方向禁行,B 方向通行
亮 灭 灭 灭 灭 闪烁 A 方向禁行,B 方向警告
亮 灭 灭 灭 亮 灭 A 方向禁行,B 方向警告
1.3 实用价值与理论意义
随着我国城市现代化进程的不断推进,交通问题是影响我国社会经济发展
的一个大问题,而城市道路交通问题的核心就是对十字交叉路口交通信号的控
制。因此,国外一些发达国家把城市交通信号控制研究的重点放在城市交通干
线和区域的控制上,可是控制效果并不明显。人们对十字路口交通信号的控制
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方法大致有如下两种方式:其一是建立城市交通流的数学模型,提出优化算法,
但由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,所以数学
模型难以建立,控制策略中的最优目标也很难实现,且算法复杂、计算量大,
实践证明控制效果不理想,实时性较差;二是根据模糊控制的方法,根据十字
路口交通的车辆数确定某一相位的绿灯初始时间和绿灯延长时间,对交通灯的
控制实现了一定的模糊化,但是在控制过程中相位转换的顺序不变,因而面对
我国城市如此复杂的交通系统,难以保证其灵活性和实时性。因此,结合我国
城市道路交通的实际情况,开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系
统是当前的主要任务,以最大限度地减少了十字路口的车辆平均延误时间,提
高了路口通行能力,从而到达缓解交通拥挤的目的。
本次设计的模拟交通灯控制系统是以 MCS-51 系列 AT89C51 单片机为核
心,通过 Proteus professional 软件进行模拟仿真,完成了交通灯控制系统的
基本功能,东西南北四个方向各有红绿黄三只发光二极管,由发光二极管显示
红绿黄灯,并且通过按键来实现紧急情况和特殊情况的处理。从而,完成了对
十字路口交通运行状态的智能模拟。该系统具有运行可靠,成本低,操作方便,
适用性强的特点,可以得到广泛应用。
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zhangao_fengg
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