基于单片机的交通灯
基于单片机的交通灯设计设计
基于单片机的交通灯设计设计交通信号灯是城市交通管理的基础设施之一,它在道路交通中起着非常重要的作用。
本文将介绍如何基于单片机设计一个简单的交通信号灯系统。
首先,我们需要了解交通信号灯系统的基本原理。
一个完整的交通信号灯系统通常由红、黄、绿三种灯组成,并且它们按照一定的时间间隔进行闪烁。
在红灯亮起时,车辆需要停下来;绿灯亮起时,车辆可以通行;黄灯用于过渡,表示绿灯即将变为红灯。
基于这个原理,我们可以使用单片机来控制交通信号灯系统。
首先,我们需要选择适用于交通信号灯系统的单片机,一些常见的单片机有STM32系列、Arduino等等。
这些单片机具有较高的计算能力和丰富的外设资源,非常适合用于控制交通信号灯系统。
接下来,我们可以设计一个简单的电路来连接单片机和交通信号灯。
首先,我们可以将单片机的GPIO引脚连接到交通信号灯系统的红、黄、绿三种灯上,然后通过程序控制GPIO引脚的高低电平来控制灯的状态。
此外,还可以使用电阻和电容等元件来实现延时功能,以控制灯的闪烁时间间隔。
在软件编程方面,我们可以使用单片机的编程语言,如C语言或Arduino语言。
通过编写合适的程序,我们可以控制交通信号灯的状态和闪烁时间间隔。
例如,可以设置一个定时器来控制红灯亮的时间,然后再设置一个定时器来控制绿灯亮的时间,以此类推。
在过渡时,可以使用延时函数控制黄灯的亮起时间。
当然,在实际的交通信号灯设计中,我们还需要考虑更多的因素,如交通流量、行人需求等等。
这些因素可以通过添加传感器、交互设备等来实现。
例如,可以使用红外传感器来感知车辆和行人的存在,以便在需要时自动调整信号灯的状态。
总之,基于单片机的交通信号灯设计是一项复杂而有趣的工作。
通过合理的硬件连接和编程,我们可以实现一个实用而可靠的交通信号灯系统,以提高交通安全性和交通效率。
希望这篇文章对你有所启发!。
基于单片机的交通灯设计_毕业设计
基于单片机的交通灯设计_毕业设计随着城市化进程的加快,城市道路交通问题越来越受到关注。
为了保证交通的流畅,交通信号灯的作用日益重要。
在城市各个路口都可以看到交通信号灯,它可以指挥道路交通流动,有效地保障了人们的出行。
因此,在本文中,我们利用单片机设计交通信号灯,实现信号灯路口的交通指挥。
设计完善的交通信号灯不仅可以指挥路口的交通流动,还可以增加路口的安全性,减少交通事故的发生。
一、设计方案在本设计中,我们采用AT89S52单片机作为控制核心进行控制,功能实现主要包括四个路口信号灯的控制、交通灯的时间控制、电源电压检测以及人行横道灯的控制等。
1. 路口信号灯的控制:信号灯状态包括红、黄、绿三种,不同颜色代表不同的交通状态。
例如红灯代表停车,黄灯代表减缓,绿灯代表通行。
2. 交通灯的时间控制:为了保证交通流畅,每种信号灯的时间长度需要进行精确控制。
本设计中,我们采用定时器实现时间控制,通过程序设计来确定每种信号灯持续时间。
3. 电源电压检测:为了确保控制系统的稳定性和安全性,在本设计中,我们加入了电源电压检测功能,通过检查电源电压,可以保证交通信号灯在电压稳定的情况下正常工作。
4. 人行横道灯的控制:为了保护行人的交通安全,我们还加入了人行横道灯的控制,通过设置特殊的信号灯来指示行人安全通过的时间。
二、设计思路1.硬件设计硬件设计是本设计的重点,主要包括电芯电源、核心单元、指示器灯和调试接口等。
其中,核心单元采用了最常用的AT89S52单片机,作为控制中心实现各个功能的控制和管理。
指示器灯是由LED灯组成的,在红、黄、绿三个颜色共15个LED灯的基础上,加入了人行横道灯的控制指示。
本设计的关键在于软件控制部分,主要涉及到定时器的使用、端口控制等方面。
为了实现正常的交通指挥,不仅需要对红、黄、绿灯进行控制,还需要根据实际情况来调整不同信号灯之间的时间差。
因此,在软件设计过程中,我们需要根据路口多车道情况设计不同的交通流控制方案,并通过程序调试实现优化。
基于单片机的交通灯设计
目录引言................................................. - 1 - 第一章交通灯课程设计功能描述......................... - 3 -1.1芯片简介 ...................................... - 3 -1.2技术指标 ...................................... - 5 - 第二章课程设计分析设计............................... - 7 - 第三章绘制硬件图并对硬件电路进行说明................. - 9 -3.1STC89C52RC单片机内部结构....................... - 9 -3.2STC89C52RC单片机芯片引脚位置及功能符号........ - 11 - 第四章绘制软件流程图并对软件流程图进行说明 .......... - 13 -4.1软件设计 ..................................... - 13 -4.2主程序流程图.................................. - 14 - 第五章总结与致谢.................................... - 15 -5.1总结 ......................................... - 15 -5.2致谢 ......................................... - 15 - 参考文献............................................ - 17 - 附录................................................ - 19 - 附录A 程序的源代码............................... - 19 - 附录B 实物图 .................................... - 23 -引言数字电子技术基础是高等学校弱电类各专业的一门重要的技术基础课程。
基于单片机的交通灯设计
基于单片机的交通灯设计为了提高城市交通的效率和安全性,交通信号灯作为一个重要的交通管理措施被广泛应用于各种路口和交叉口。
成为了近年来一个备受关注的研究方向。
单片机作为一种集成电路,具有可编程性和高度灵活性,能够实现各种功能的控制和管理。
因此,利用单片机技术设计交通信号灯可以更好地满足现代城市交通管理的需求,提高交通效率,减少交通事故的发生。
本文将分为以下几个部分来详细介绍基于单片机的交通灯设计。
首先,将介绍交通信号灯的发展历史和现状,分析传统的交通信号灯存在的问题和不足。
然后,将介绍单片机技术在交通信号灯设计中的应用和优势,探讨利用单片机实现交通信号灯控制的原理和方法。
接着,将详细介绍基于单片机的交通信号灯系统的硬件设计和软件设计,包括单片机的选型和编程,各个灯的控制逻辑以及整个系统的实现过程。
最后,将通过实验验证基于单片机的交通信号灯设计的可行性和有效性,并对该设计方案进行优化和改进。
交通信号灯作为一种重要的城市交通设施,可以指挥车辆和行人按照规定的时间和顺序通行,有效地控制交通流量,减少交通拥堵和事故发生。
然而,传统的交通信号灯存在一些问题,如固定的时间设置导致交通拥堵,无法适应实际交通情况变化等。
因此,设计一种智能化、自适应的交通信号灯系统显得尤为重要。
单片机作为一种集成电路,具有逻辑控制功能和高度可编程性,可以实现复杂的控制任务。
利用单片机技术设计交通信号灯系统,能够实现灵活的控制策略,根据实际交通情况自动调整灯光的亮灭时间,提高交通效率,减少交通事故的发生。
因此,基于单片机的交通信号灯设计成为了当前交通管理领域的研究热点之一。
在基于单片机的交通信号灯设计中,硬件设计和软件设计是两个关键的环节。
硬件设计包括单片机的选型、外围器件的选择和连接等。
在选择单片机时,需要考虑其性能、功耗、成本等因素,满足交通信号灯系统的实际需求。
外围器件的选择和连接也需要考虑到稳定性、可靠性和安全性等因素,保证交通信号灯系统的正常运行和可靠性。
基于单片机的智能交通灯的设计
基于单片机的智能交通灯的设计智能交通灯是一种基于单片机控制的新型交通信号灯系统。
相比传统的交通信号灯,智能交通灯具有更高的智能化和自动化水平,能够根据实时交通流量和道路条件进行自适应调整,从而提高交通效率和安全性。
下面将介绍基于单片机的智能交通灯的设计。
首先,整个系统由交通灯控制器、传感器、电源和显示设备组成。
交通灯控制器采用单片机作为核心处理器,通过编程实现交通灯的自动控制。
传感器主要用于收集道路的实时交通流量数据,可以使用车辆检测器、红外线传感器等。
电源则提供系统所需的电能,可以通过交流电转直流电供电。
显示设备包括LED灯组成的交通信号灯。
其次,智能交通灯的设计要考虑到交通流量、道路条件和等待时间等因素。
通过传感器采集到的交通流量数据,可以实时判断道路上的车辆数量和行车速度情况,并根据这些数据来进行灯光的控制。
例如,当一些方向的交通流量较大时,该方向的灯光可以延长绿灯时间,以减少等待时间和堵塞情况。
同时,系统还可以根据实际道路条件进行调整,例如在下雨天或冰雪天气中,可以适当延长红灯时间,以提高行车安全性。
此外,智能交通灯系统还可以配备优先级设定功能。
这意味着交通灯可以根据不同交通参与者的特定需求来设置优先级顺序。
例如,救护车和消防车可以通过特定的信号发送给交通灯系统,以优先通行。
当系统接收到这些信号时,可以尽快改变交通灯状态,并确保畅通无阻地通行。
最后,在智能交通灯的设计过程中,还需要注意安全性和可靠性。
系统中的单片机必须能够稳定运行,并能够及时控制交通灯的状态。
同时,对于车辆和行人来说,应该提供明确的信号指示,以确保他们能够正确理解和响应交通灯的指示。
综上所述,基于单片机的智能交通灯的设计可以提高交通效率和安全性。
通过采集道路上的实时交通流量数据,并根据这些数据来自动调整交通灯的控制,可以减少交通拥堵和事故发生的概率。
此外,智能交通灯还可以根据不同交通参与者的特定需求来进行优先级设置,提高交通系统的灵活性和适应性。
基于单片机的交通信号灯设计
基于单片机的交通信号灯设计交通信号灯是城市道路交通管理的重要组成部分,通过控制交通信号灯的亮灭顺序,可以有效地调控车辆和行人的通行,保证道路的交通流畅和安全。
本文将介绍基于单片机的交通信号灯设计。
一、设计目标本设计的目标是利用单片机控制交通信号灯的亮灭顺序,并根据交通状况进行动态调控,以提高道路通行效率和安全性。
二、硬件设计硬件设计包括交通信号灯、单片机、红外传感器等。
1.交通信号灯:根据道路情况选择适当的信号灯布局,一般包括红灯、黄灯和绿灯。
2.单片机:选用一款具有较好性能和稳定性的单片机,如STC89C513.红外传感器:用于检测车辆和行人的存在,以及计算通过时间。
三、软件设计软件设计分为信号灯控制程序和调控算法设计。
1.信号灯控制程序:根据信号灯的布局和时序要求,编写程序实现交通信号灯的亮灭控制。
通过单片机的输出口控制灯的状态切换,可以使用各种延时函数来控制各个灯的亮灭时间。
2.调控算法设计:根据交通状况和道路拥堵情况进行调控。
可以通过红外传感器检测车辆和行人的存在与否,并计算通过时间。
根据不同的情况,编写算法来动态调节交通信号灯的亮灭顺序和时间。
例如,当有车辆和行人需要通行时,可以延长绿灯时间;当一些方向车辆较多时,可以调节配时绿灯的时间比例。
四、系统功能设计完成后的交通信号灯系统具备以下功能:1.自动控制:根据预设的时序和调控算法,系统能够自动控制交通信号灯的亮灭。
2.动态调控:根据红外传感器检测到的交通状况和拥堵情况,系统能够动态调控信号灯的亮灭顺序和时间,以提高道路通行效率。
3.人工干预:在需要进行维护或出现特殊情况时,可以通过人机交互界面对信号灯进行手动控制。
4.报警功能:当交通信号灯系统出现故障时,系统能够及时报警,以提醒维修人员进行处理。
五、系统优势与传统的交通信号灯相比1.灵活性更高:通过单片机的程序设计,交通信号灯可以根据交通状况进行动态调控,提高道路通行效率。
2.可靠性更强:采用单片机控制,系统工作稳定可靠,可避免由于传统信号灯老化等原因导致的故障。
单片机课程设计(交通灯程序)
单片机课程设计基于单片机的交通灯设计2007.07.05 一.设计目的:1、通过交通信号灯控制系统的设计,掌握8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭;2、用8255作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.3、通过单片机课程设计,熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高我们的动脑和动手的能力;4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。
二.设计要求:交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭,并且用LED数码管显示时间。
用8051做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。
在一个交通十字路口有一条主干道(东西方向),一条从干道(南北方向),主干道的通行时间比从干道通行时间长,四个路口安装红,黄,蓝,灯各一盏;1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(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,时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮,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、同步设置人行横道红、绿灯指示。
三.设计任务和内容:任务:设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。
并且要求交通信号灯按照交通规则的模试来运行。
内容:因为本课程设计是交通灯的控制设计,所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯,南北红灯。
然后转状态1东西红灯,南北绿灯通车,。
过一段时间转状态2南北绿灯灭,黄灯闪烁几次,东西仍然红灯。
再转状态3,东西绿灯通车,南北红灯。
过一段时间转状态4,东西绿灯灭,闪几次黄灯,南北仍然红灯。
最后循环至状态1。
四.控制系统的总体要求:1.执行程序时,初始态为四个路口的红灯全亮之后;2.东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车;3.延时一段时间后,东西路口的绿灯熄灭,黄灯开始延时并且开始闪烁,闪烁5次后,东西路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北路口方向开始通车;4.延时一段时间之后,南北路口的绿灯熄灭,黄灯开始延时并且开始闪烁,闪烁3次之后,再切换到东西路口方向;之后重复2到4过程。
《2024年基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》范文
《基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,交通问题日益突出,交通灯作为城市交通管理的重要设施,其性能和智能化程度直接影响到交通的顺畅和安全。
因此,基于单片机的智能交通灯控制系统的研究具有重要的现实意义。
本文将从系统设计、硬件实现、软件编程、性能优化等方面对基于单片机的智能交通灯控制系统进行研究。
二、系统设计1. 系统架构本系统采用单片机作为核心控制器,通过传感器、执行器等设备实现交通灯的智能控制。
系统架构包括单片机、输入设备、输出设备以及通信模块等部分。
其中,输入设备包括车辆检测器、行人检测器等,用于检测交通状况;输出设备为交通灯,用于指示交通;通信模块用于实现系统与上位机的通信。
2. 工作原理系统通过传感器实时检测交通状况,根据检测结果控制交通灯的亮灭。
当检测到有车辆或行人通过时,系统会相应地调整交通灯的亮灯时间,以保证交通的顺畅和安全。
同时,系统还具有自动调节功能,根据实际交通情况自动调整亮灯时间,以适应不同的交通状况。
三、硬件实现1. 单片机选择本系统选用STC12C5A60S2系列单片机作为核心控制器,该单片机具有高速度、低功耗、低成本等优点,适合应用于本系统中。
2. 传感器选择系统采用红外线车辆检测器和CCD行人检测器等传感器实现交通状况的实时检测。
这些传感器具有高灵敏度、低误报率等优点,能够有效地提高系统的性能。
3. 执行器选择执行器采用LED交通灯,具有高亮度、长寿命等优点,能够有效地指示交通。
四、软件编程1. 编程语言选择本系统采用C语言进行编程,C语言具有代码效率高、可移植性强等优点,适合应用于本系统中。
2. 程序设计思路程序设计包括主程序和中断服务程序两部分。
主程序负责初始化系统参数和控制程序的循环执行;中断服务程序负责处理传感器输入的信号和执行相应的控制命令。
在程序设计过程中,应充分考虑系统的实时性和稳定性要求。
五、性能优化1. 算法优化通过对算法进行优化,可以提高系统的响应速度和准确性。
基于单片机的交通灯
按键处理程序:检测按键开关的状态,实现手动控 制交通信号的切换
报警处理程序:在系统异常时,控制蜂鸣器和LED指 示灯发出报警
3系统实现ຫໍສະໝຸດ 3 系统实现代码实现
基于51单片机的交通灯控制系统的代码实现主要采用C语言。下面是一个简单的示例代码 ,用于实现基本的交通灯控制逻辑
基于51单片机的交通 灯‘
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1 引言 2 系统设计 3 系统实现
1
引言
1 引言
2
系统设计
2 系统设计
硬件设计
基于51单片机的交通灯控制系统硬件部分主要由单片机、电源模块、LED灯模块、按键模 块和报警模块组成。具体设计如下
单片机:采用8051单片机,负责处理和控制系统的各个模块 电源模块:为整个系统提供稳定的工作电压,一般采用5V直流电源
3 系统实现
调试与测试
在代码实现后,需要对系统进行 调试和测试,以确保交通灯控制 逻辑和人机交互功能的正确性。 具体的调试和测试方法可以包括 :连接硬件进行实际操作、观察 LED灯的状态、按键测试和报警 测试等。通过这些测试,可以确 认系统的稳定性和可靠性,为实 际应用提供保障
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20XX
感谢您的聆听
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2 系统设计
LED灯模块:包括红、绿、黄 三种颜色的LED灯,用于模拟 交通信号
按键模块:包含按键开关, 用于手动控制交通信号的切 换
报警模块:包含蜂鸣器和LED 指示灯,用于在系统异常时 发出报警
基于单片机的交通灯设计
本科生毕业设计基于单片机的智能交通灯设计——硬件模块设计201×年5月独创性声明本人重声明:所呈交的毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文(设计)中作了明确的说明并表示了意。
签名:__________________________年______月_____日授权声明本人完全了解××有关保留、使用本科生毕业论文(设计)的规定,即:有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文(设计)的复印件和磁盘,允许毕业论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权×××可以将毕业论文(设计)的全部或部分容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
本人论文(设计)中有原创性数据需要的部分为(如没有,请填写“无”):学生签名:年月日指导教师签名:年月日基于单片机的智能交通灯设计摘要系统采用两块STC89C52芯片为核心控制器件、三色LED灯作为信号灯状态显示、以两位共阴七段显示数码管描述系统各方向信号灯状态保持的时间。
由按键开关完成上电初始化操作,各LED灯状态保持时间使用倒计时的显示方式,最大显示时间为99S。
两组左转绿、绿、红、黄三色LED灯分别作为南北、东西方向信号灯显示模块,另外四组红、绿两色LED灯分别作为东西、南北方向人行横道交通信号指示灯,至此本设计可以应对交叉路口交通信号系统的基本控制情况。
在此之外,为了真实的模拟交叉路口的交通情况,在另一块单片机电路上设计了一条东西方向循环流动的流水灯来模拟车辆通行时的情况。
当接收到交通灯主电路信号后流水灯根据交通规则作出相应的反应。
关键词:交通信号灯;单片机;LED灯;数码显示;流水灯Design of Intelligent Traffic Lights Based on Single Chip Computer—— Hardware module designABSTRACTThe system USES two STC89C52 chips as the core control device, the three-color LED light as the signal of the signal, and the seven segments of the seven segments show the time for the digital tube to describe the state of the light. Completed by key-press switch on electricity initialization, the state of LED lights to keep a lot of time using the countdown display mode, the biggest display time of 99 s. Two groups of left turn green, green, red and yellow color leds lights display module respectively as the north-south, east-west direction, the other four groups of red and green LED lights as something pedestrian crossing traffic signal lamp, north and south direction, thus this design can handle basic control of traffic lights at the intersection. In the outside, in order to more realistic simulation of the intersection traffic conditions, in another piece of single-chip microcomputer circuit design direction of a thing when circulating water lights to simulate the traffic situation. When the signal of the main circuit of the traffic light is received, the running water light will respond accordingly.key words: traffic light; Single chip microcomputer; LED lamp; Digital display; Running water light目录1. 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 应对交通拥挤问题的策略 (1)2. 系统的整体设计 (2)2.1 交通信号系统 (2)2.1.1 交通管控体系的构成 (2)2.1.2 交通信号控制原理 (2)2.1.3 本文中所涉及到的交通规则 (3)2.2 系统功能概述 (4)2.3 方案的设定与论证 (5)2.4 系统工作原理 (6)3. 系统硬件设置 (7)3.1 单片机的选择 (7)3.2 单片机的基本结构 (8)3.3 单片机外围电路设计 (10)3.3.1 复位电路设计 (10)3.3.2 外部晶振时钟电路设计 (10)3.3.3 按键模块 (11)3.3.4 显示模块电路设计 (12)3.3.5 东西方向信号灯控制下的流水灯电路 (12)4. 系统调试分析及结果 (13)4.1 硬件仿真软件 (13)4.2 设计实物的制作 (14)5. 总结与展望 (15)5.1 总结 (15)5.2 展望 (15)参考文献 (16)附录 (17)附录I 元器件清单 (17)附录II 总体原理图 (18)附录III 仿真图 (19)致 (21)基于单片机的智能交通灯设计——硬件模块设计1. 绪论1.1 课题研究背景随着我国城市化发展步伐的不断迈进,我国出现了越来越多城市人口达到百万、千万基数的“巨城”。
基于单片机的交通灯设计报告
基于单片机的交通灯设计报告交通灯是指示交通流动规则的电子设备,它在道路交叉口上起到了至关重要的作用。
为了更好地控制交通流量,减少交通事故的发生,本文介绍了一个基于单片机的交通灯设计。
首先,整个系统采用STM32单片机作为控制器,具有较强的处理能力和稳定性。
该单片机集成了丰富的外设资源,包括GPIO口、定时器和串口等,能够实现交通灯的各种功能。
系统中的交通灯分为红、黄、绿三种信号灯,分别代表停车、准备出发和通行的指示。
这三种信号灯按照交通信号灯的规定顺序进行切换,使司机和行人能够清晰地知晓当前的交通状态。
为了实现交通灯的控制,系统采用了定时器中断来实现定时切换信号灯。
通过设置定时器,可以控制每种信号灯亮的时间,从而模拟真实道路上的交通流动。
在每个定时器中断中,通过改变GPIO口的电平来控制信号灯的亮灭。
在交通灯系统中,还加入了对交通流量的检测,并根据流量大小来调整信号灯的显示时间。
通过设置红、黄、绿灯的显示时间来平衡各个方向上的交通流量,保证交通流畅和安全。
此外,系统还具备手动控制的功能,可以通过串口或者按键来手动切换信号灯。
这样在特殊情况下,如施工、事故等,交通灯可以手动控制,提高路面的通行效率。
在设计交通灯系统时,还要考虑到系统的稳定性和可靠性。
通过设置合适的硬件电路和软件程序,防止因噪声、干扰和其他因素引起的系统故障和误操作。
总之,基于单片机的交通灯设计可以实现有效的交通流控制,提高交通安全和通行效率。
在实际应用中,还可以加入更多的功能和优化算法来适应不同的交通场景。
这种设计不仅仅可以用于道路交通,还可以应用于地铁、机场、停车场等各种交通场所。
基于单片机的交通灯控制系统
基于单片机的交通灯控制系统一、实验目的1、了解交通灯的控制方法2、掌握8051单片机基本操作3、掌握keil和proteus软件的使用二、实验原理通过对十字路口的观察,发现红绿灯的控制原理:首先南北方向右转加直行的绿灯亮起。
此时,东西方向为红灯;当右转加直行绿灯倒计时进入最后5秒,绿灯切换为黄灯并开始闪烁,东西方向红灯不变;接着南北方向切换为左转灯,东西方向依然是红灯;同样当倒计时进入最后5秒时,黄灯开始闪烁。
东西方向为红灯。
然后东西方向的右转加直行绿灯亮起,以此类推。
三、实验内容及程序主程序:void main(void){Busy_LED=0;Special_LED=0;IT0=1; //INT0负跳变触发TMOD=0x01;//定时器工作于方式1TH0=(65536-50000)/256;//定时器赋初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1; //CPU开中断总允许ET0=1;//开定时中断EX0=1;//开外部INTO中断TR0=1;//启动定时while(1){Flag_EW_Yellow=0; //EW关黄灯显示信号Time_EW=EW;Time_SN=SN;while(Time_SN>=5){P1=S[0]; //SN通行,EW红灯Display();}P1=0x00;while(Time_SN>=0){Flag_SN_Yellow=1; //SN开黄灯信号位EW_Red=1; //SN黄灯亮,等待左拐信号,EW红灯Display();}Flag_SN_Yellow=0; //SN关黄灯显示信号Time_SN=SNL;while(Time_SN>=5){P1=S[2];//SN左拐绿灯亮,EW红灯Display();}P1=0x00;while(Time_SN>=0){Flag_SN_Yellow=1; //SN开黄灯信号位EW_Red=1; //SN黄灯亮,等待停止信号,EW红灯Display();}/***********赋值**********/EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;Flag_SN_Yellow=0; //SN关黄灯显示信号Time_EW=SN;Time_SN=EW;while(Time_EW>=5){P1=S[4]; //EW通行,SN红灯Display();}P1=0X00;while(Time_EW>=0){Flag_EW_Yellow=1;//EW开黄灯信号位SN_Red=1;//EW黄灯亮,等待左拐信号,SN红灯Display();}Flag_EW_Yellow=0; //EW关黄灯显示信号Time_EW=EWL;while(Time_EW>=5){P1=S[6];//EW左拐绿灯亮,SN红灯Display();}P1=0X00;while(Time_EW>=0){Flag_EW_Yellow=1; //EN开黄灯信号位SN_Red=1;//EW黄灯亮,等待停止信号,SN红灯Display();}/***********赋值**********/EW=EW1;SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;}}程序框图:主程序:定时器T0:外部中断0:减按键与加按键流程相同。
基于单片机的智能交通灯的设计
基于单片机的智能交通灯的设计交通灯是城市交通管理中不可或缺的一部分,它对于保障道路交通安全、提高交通效率起着至关重要的作用。
传统的交通灯通常采用固定的时间设置,无法根据实时的交通流量进行灵活调整,导致交通拥堵和资源浪费。
为了解决这一问题,基于单片机的智能交通灯应运而生。
单片机是一种集成在一块芯片上的微型计算机,具有体积小、成本低、性能可靠等优点,非常适合用于控制交通灯系统。
在基于单片机的智能交通灯设计中,需要考虑硬件电路设计、软件程序编写以及交通流量检测等多个方面。
硬件电路设计是整个系统的基础。
首先,需要选择合适的单片机型号,如常见的STC89C52 单片机。
它具有足够的存储空间和处理能力,可以满足交通灯控制的需求。
其次,要设计交通灯的显示电路,通常使用发光二极管(LED)来表示红、黄、绿三种颜色的信号灯。
通过控制单片机的引脚输出高低电平,可以实现LED 的点亮和熄灭。
此外,还需要考虑电源电路、时钟电路、复位电路等辅助电路的设计,以确保单片机能够正常工作。
为了实现智能控制,还需要对交通流量进行检测。
常用的检测方法有地感线圈检测、视频检测和红外检测等。
地感线圈检测是在道路下埋设感应线圈,当车辆通过时会引起线圈电感的变化,从而检测到车辆的存在。
视频检测则是通过摄像头拍摄道路画面,利用图像处理技术分析车辆的数量和速度。
红外检测是利用红外线传感器检测车辆的通过。
根据实际情况选择合适的检测方法,并将检测到的交通流量信息传输给单片机进行处理。
软件程序编写是智能交通灯的核心部分。
通过编写 C 语言或汇编语言程序,实现对交通灯的控制逻辑。
在程序中,需要根据交通流量的变化调整信号灯的时间。
例如,当某一方向的车流量较大时,适当延长该方向的绿灯时间,以减少车辆等待时间,提高交通效率。
同时,还要考虑特殊情况的处理,如紧急车辆优先通过、故障报警等。
在实际设计中,还需要考虑系统的可靠性和稳定性。
采取抗干扰措施,如电源滤波、信号隔离等,以防止外部干扰对系统造成影响。
基于单片机的红绿灯
目录第一章概述 01.1 设计交通指示灯的必要性 01.2 交通指示灯的国外发展现状 (1)1.3 本组交通灯要实现的功能 (1)第二章方案设计 (2)2.1系统方案设计 (2)第三章系统硬件器件 (3)3.1 STC89C52单片机 (3)3.2 proteus仿真 (4)3.3 元件清单 (5)第四章程序设计 (6)4.1流程图 (6)4.2程序清单 (8)第五章系统调试 (12)5.1 硬件调试 (12)5.2 软件调试 (12)小结与展望 (16)参考文献 (17)附录 (18)第一章概述1.1 设计交通指示灯的必要性由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增,大中型城市的城市交通,正面临着严峻的考验,从而导致交通问题日益严重,其主要表现如下:交通事故频发,对人类生命安全造成极大威胁;交通拥堵严重,导致出行时间增加,能源消耗加大;空气污染和噪声污染程度日益加深等。
日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。
在这种背景下,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已经成为当前的主要任务。
对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题,是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施,是解决城市交通问题的有效途径。
所以,改变和完善我国现有的交通系统已成为当务之急。
交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革,使人类的聚居生活,产生了深远的影响。
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。
如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
随着电子技术的发展,利用单片机技术对交通灯进行智能化管理,已成为目前广泛采用的方法。
1.2 交通指示灯的国外发展现状当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
基于单片机的交通灯控制系统的设计方案
设计一个基于单片机的交通灯控制系统可以帮助实现交通信号灯的自动控制,提高交通效率和安全性。
以下是一个简要的设计方案:设计方案概述该系统基于单片机(如Arduino、STM32等)实现交通灯的控制,包括红灯、黄灯、绿灯的切换以及定时功能。
通过传感器检测车辆和行人的情况,系统可以根据实际交通情况智能地调整交通灯的状态。
系统组成部分1. 单片机控制模块:负责接收传感器信号、控制交通灯状态,并实现定时功能。
2. 传感器模块:包括车辆检测传感器和行人检测传感器,用于感知交通情况。
3. LED灯模块:用于显示红灯、黄灯、绿灯状态。
4. 电源模块:为系统提供稳定的电源供电。
工作流程1. 单片机接收传感器信号,监测车辆和行人情况。
2. 根据监测结果,控制交通灯状态的切换:红灯亮时其他灯灭,绿灯亮时红灯和黄灯灭,黄灯亮时其他灯灭或闪烁。
3. 实现交通灯状态的定时切换:设定各个灯的持续时间,保证交通信号的周期性切换。
系统特点1. 智能化控制:根据实时交通情况自动调整交通灯状态,提高交通效率。
2. 节能环保:通过定时控制,减少交通信号灯的能耗。
3. 可靠性:采用单片机控制,系统运行稳定可靠。
可扩展功能1. 远程监控:添加通讯模块,实现对交通灯系统的远程监控和控制。
2. 数据记录:添加存储模块,记录交通流量数据,为交通规划提供参考。
3. 多路控制:扩展系统支持多个交通路口的交通信号控制。
通过以上设计方案,可以实现基于单片机的交通灯控制系统,提升交通管理的效率和智能化水平。
设计时需注意硬件选型、软件编程和系统调试,确保系统正常运行并满足实际需求。
基于单片机交通灯的控制
基于单片机交通灯的控制交通灯是城市交通中最常见和最重要的控制信号装置,用于指示道路交通的正常通行、减缓交通流量、指挥交通等作用,是保障城市道路交通安全和畅通的必要措施。
随着单片机技术的快速发展,基于单片机交通灯的控制方案已经被广泛应用于城市交通管理中。
本文将详细介绍基于单片机交通灯的控制的相关知识。
一、单片机交通灯的控制原理单片机交通灯的控制原理分为两个部分:信号控制和定时控制。
信号控制:信号控制是交通灯控制的重点,在交通灯控制中有三组信号灯,分别是红灯、黄灯和绿灯。
红灯指示交通信号禁止通行,黄灯指示交通信号即将变为红色,警示车辆停车或减速,绿灯指示交通信号可以通行。
在信号控制中,单片机通过数字信号输出口控制红灯、黄灯、绿灯的点亮和熄灭顺序,实现交通道路的正常通行。
定时控制:定时控制是交通灯控制的关键,通过定时控制可以确保交通信号灯按规定时间间隔依次点亮和熄灭。
在单片机控制系统中,通过定时器和定时中断方式来实现交通灯控制的定时功能。
二、单片机交通灯的控制系统单片机交通灯的控制系统由下列四个部分组成:单片机系统、信号控制器、信号灯组和电源系统。
1、单片机系统:在单片机控制系统中,单片机是主控制器,控制信号控制器和信号灯组的运行。
单片机需要通过编程控制信号控制器和信号灯组的照明和熄灭。
2、信号控制器:信号控制器是指用于控制信号灯的电路,其接收单片机发出的命令来控制交通信号灯的点亮和熄灭,实现交通信号灯的正常运行。
3、信号灯组:信号灯组是指在交通灯控制中的红灯、黄灯和绿灯,其通过灯罩和信号控制器形成成品交通灯,用于指示车辆和行人的行驶或行走指导,保障道路交通的安全畅通。
4、电源系统:电源系统包括直流电源和备用电源,其为交通灯控制系统提供稳定、安全、有效的电能,保障交通信号灯的正常运转。
三、单片机交通灯的控制程序单片机交通灯控制程序主要分为三个部分:定时程序、信号控制程序和主程序。
1、定时程序:定时程序主要用于实现交通灯控制的时间间隔,通过定时器和定时中断方式实现控制,控制红灯、黄灯和绿灯的运行。
单片机交通信号灯设计报告
单片机交通信号灯设计报告引言交通信号灯作为现代交通管理的重要组成部分,对于提高交通效率、保障交通安全具有重要意义。
本报告旨在介绍一种基于单片机技术的交通信号灯设计方案,通过控制信号灯的颜色变化实现交通流量的管理和交通安全的提升。
设计方案本设计采用基于单片机的交通信号灯设计方案,主要由硬件和软件两部分组成。
硬件设计硬件设计主要考虑到信号灯的控制电路和显示部分。
1. 控制电路:采用安装于交通信号灯控制塔中的单片机,例如常用的Arduino 或者Raspberry Pi。
单片机通过控制继电器或者晶体管等元件来实现信号灯的颜色控制。
2. 显示部分:交通信号灯由红、黄、绿三种颜色的灯组成。
每个灯都是由LED 发光二极管组成,通过驱动电路控制LED的亮灭来实现颜色的变化。
软件设计软件设计主要考虑到单片机的程序设计。
1. 时序控制:单片机程序通过控制交通信号灯的切换时序来实现灯颜色的变化。
2. 亮灭控制:通过控制LED灯亮灭的方式来实现不同颜色的灯显示。
例如,亮红灯时只有红灯亮,其他灯灭,亮绿灯时则只有绿灯亮,其他灯灭。
工作原理交通信号灯设计方案的工作原理如下:1. 初始化:单片机启动时初始化程序,设置初始状态为红灯亮。
2. 时序控制:程序根据预设的时间,控制交通信号灯按照一定顺序和时间切换,例如红灯持续亮15秒,然后切换到绿灯亮10秒,再切换到黄灯亮5秒,最后再切换到红灯亮。
3. 亮灭控制:程序控制LED的亮灭状态来实现不同颜色灯的显示。
例如,当程序需要亮红灯时,控制红灯LED亮,其他灯LED灭。
4. 循环执行:程序循环执行上述步骤,使交通信号灯不断切换颜色,达到交通流量管理和交通安全的目的。
实施计划本设计的实施计划如下:1. 硬件准备:采购所需的单片机、LED等元件,组装好交通信号灯硬件部分。
2. 软件编写:根据设计方案,编写单片机程序,并进行测试和调试,确保程序的正常运行。
3. 系统整合:将单片机和交通信号灯的硬件部分进行整合,确保程序可以正确地控制LED灯的亮灭。
基于单片机的智能交通灯
基于单片机的智能交通灯简介智能交通灯是利用单片机等技术来实现的交通灯控制系统。
传统的交通灯系统通常使用固定的时间间隔控制红绿灯的切换,但这种方式无法根据实际交通状况进行调整,导致交通堵塞和浪费资源。
而基于单片机的智能交通灯系统可以根据实时交通情况智能地调整信号灯的切换时间,以提高交通效率和优化交通流。
系统组成基于单片机的智能交通灯系统主要由以下几个组成部分构成:1.单片机控制板2.光电传感器3.红绿灯信号灯4.交通流量检测器单片机控制板单片机控制板是智能交通灯系统的核心部件,它负责接收传感器信号,并根据预设的算法来控制交通灯的切换。
可以选择使用多种单片机,如Arduino、树莓派等。
光电传感器光电传感器是用来检测车辆或行人是否经过的传感器。
它通常由发射器和接收器组成,发射器发出光束,当有物体遮挡光束时,接收器会收到反射的光信号,从而触发传感器的输出信号。
红绿灯信号灯红绿灯信号灯是交通灯系统中至关重要的部分。
它通过红、黄、绿三种颜色的灯光提示交通参与者知道何时停车和何时通行。
交通流量检测器交通流量检测器用于检测交通流量,可以使用多种技术实现,例如使用车辆传感器或摄像头进行车辆计数。
工作原理1.系统启动后,单片机控制板开始运行,并初始化各个传感器和灯光。
2.光电传感器不断监测道路上交通流量的情况,并将检测到的信号传输给单片机控制板。
3.单片机控制板根据接收到的交通流量信号和预设的算法来判断是否需要进行红绿灯的切换。
4.单片机控制板控制红绿灯信号灯按照规定的时间间隔进行切换,并向交通参与者显示相应的信号。
5.交通流量检测器不断监测交通流量的变化,并将检测结果传输给单片机控制板。
6.单片机控制板根据接收到的交通流量变化情况,动态调整红绿灯的切换时间,以适应实时交通状况。
功能特点1.实时监测道路上的交通流量,避免交通堵塞。
2.动态调整信号灯的切换时间,优化交通流。
3.提供良好的交通参与者体验,减少等待时间。
基于单片机的交通灯设计c语言程序
基于单片机的交通灯设计c语言程序交通信号灯是城市交通中非常常见的设施之一,起到了引导和控制车辆、行人通行的重要作用。
基于单片机的交通信号灯设计是一个非常典型的实际应用案例,通过编写C语言程序,可以实现对交通信号灯状态的控制和调节。
首先,我们需要了解交通信号灯的基本原理和工作流程。
一般而言,交通信号灯包括红灯、黄灯和绿灯三种状态,分别对应停止、准备和通行的指示。
交通信号灯会按照一定的时间间隔,循环地在这三个状态之间切换,以控制车辆和行人的通行。
在基于单片机的交通信号灯设计中,我们可以借助定时器和IO口来实现状态的切换和指示灯的亮灭。
下面是一个简单的C语言程序示例:```c#include <reg52.h>sbit red = P1^0; //红灯控制引脚sbit yellow = P1^1; //黄灯控制引脚sbit green = P1^2; //绿灯控制引脚void delay(unsigned int xms) //延时函数{unsigned int i, j;for(i=xms; i>0; i--){for(j=110; j>0; j--);}}void main(){while(1){red = 1; //红灯亮yellow = 0; //黄灯灭green = 0; //绿灯灭delay(3000); //延时3秒red = 0; //红灯灭yellow = 1; //黄灯亮green = 0; //绿灯灭delay(2000); //延时2秒red = 0; //红灯灭yellow = 0; //黄灯灭green = 1; //绿灯亮delay(5000); //延时5秒}}```上述程序通过P1口的不同引脚控制红灯、黄灯和绿灯的亮灭。
通过循环的方式,定时器每隔一段时间就切换交通信号灯的状态,从而实现交通信号灯的正常工作。
这只是一个简单的交通信号灯设计示例,实际的交通信号灯设计还可能涉及到更多的状态和控制逻辑。
《单片机原理及应用》交通灯设计
《单片机原理及应用》交通灯设计交通灯是道路交通管理的重要设施之一,它能够有效地引导车辆和行人的通行,维护道路交通的秩序和安全。
本文将以《单片机原理及应用》为题,设计一个基于单片机的交通灯控制系统。
首先,我们需要了解一个常见的交通灯信号灯的工作原理。
一般来说,一个交通灯会有红灯、黄灯和绿灯。
红灯表示停车,黄灯表示准备起步,绿灯表示可以通行。
在单片机设计中,我们可以利用计时器的功能来实现交通灯的控制。
具体来说,可以使用8位定时器(Timer/Counter)来实现。
定时器可以根据设定的时间进行计数,并在计数到一定值时触发中断。
我们可以设定不同的计数值来控制不同颜色的灯亮起的时间。
首先,我们需要设置一个变量来存储当前的灯的状态。
假设我们用0表示红灯,1表示黄灯,2表示绿灯。
开始时,我们将变量初始化为0,表示红灯亮起。
接下来,我们需要编写程序来实现交通灯的控制。
程序需要不断地检测定时器中断是否触发,如果触发了,则根据当前的灯的状态来判断下一个需要亮起的灯是什么颜色。
具体的程序设计如下:1. 设置变量state为0,表示当前灯的状态为红灯。
2.设置定时器初值和中断触发值。
3.开启定时器中断。
4.进入主循环,不断地检测定时器中断是否触发。
5.如果定时器中断触发了,执行以下操作:a.判断当前的灯的状态是什么颜色,根据状态设置下一个需要亮起的灯的状态。
b.根据下一个需要亮起的灯的状态,设置定时器中断的计数值。
c.更新当前的灯的状态。
d.根据当前的灯的状态,控制相应的灯亮起或熄灭。
6.返回步骤4通过以上的程序设计和设置,我们可以实现一个基于单片机的交通灯控制系统。
这个系统能够按照设定的时间间隔和顺序控制交通灯的变化,自动引导车辆和行人的通行,维护道路交通的秩序和安全。
总结一下,交通灯是道路交通管理的重要设施之一,通过单片机的原理和应用,我们可以设计一个灵活可控的交通灯系统。
这个系统能够根据设定的时间间隔和顺序控制交通灯的变化,为道路交通提供有效的引导,并维护交通的秩序和安全。
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毕业设计说明书基于单片机的交通灯控制系统设计专业 电气工程及其自动化学生姓名郭恒 燕 班级 BD 电气042 学号0420610228 指导教师 张 兰 红 完成日期2008年6月10日基于单片机的交通灯控制系统设计摘要:对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。
系统功能为:以MCS-51系列单片机作为控制核心,设计并制作交通灯控制系统,东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯,用计时器显示路口通行转换剩余时间,在特种车辆如119、120通过路口时,系统可自动转为特种车辆放行,其他车辆禁止通行状态。
在对系统功能分析的基础上,提出了三种设计方案,经比较,选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。
设计包括硬件和软件两大部分。
硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。
选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心,东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示,时间显示采用三位LED显示器,交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。
软件采用了模块化的设计方法,主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。
在实验板上制作了基于单片机的交通灯控制系统样机,对硬件和软件部分分别进行了调试,再进行了软硬件联调,得到的交通灯控制系统样机实物,可圆满地完成毕业设计任务书所要求的功能。
关键词: 交通灯;单片机;AT89S52基于单片机的交通灯控制系统设计1 概述1.1 课题研究背景与意义随着经济的增长和人口的增加,人们生活方式不断变化,人们对交通的需求不断增加。
城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重,由此造成巨大的经济与时间损失。
资料显示,对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明:每年在交叉路口的时间延误,折成经济报失为20亿美元;而在我国北京市,当早晚交通高峰时,交叉路口处的排队长度竟达1000多米,有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口,这时一辆车为通过一交叉路口,往往需要半个小时以上,时间损失相当可观。
我国是一个历史悠久、人口众多的国家,城市数量随着社会的发展不断增多。
随着城市化进程的大大加快,诱发的交通需求急剧增长,供需矛盾不断激化,严重的交通问题也随之而来。
人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊,这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯控制系统。
交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果,使城市交通得以有效管理。
交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。
利用单片机实现对交通信号灯的实时控制,只要采用一块单片机,加上简单的接口与驱动放大电路,即可实现,具有成本低,可靠性高的特点。
1.2 课题设计内容本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。
以MCS-51系列单片机为控制核心,设计并制作交通灯控制系统,用于十字路口的车辆及行人的交通管理。
东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯,并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间,在特种车辆如119、120通过路口时,系统可自动转为特种车辆放行,其他车辆禁止通行状态。
设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序,对硬件电路与软件程序分别进行调试,并进行软硬件联调,要求获得调试成功的实物。
2 系统设计2.1 设计方案论证根据设计内容要求,提出了如下三种方案:方案一:采用AT89S52单片机作为控制核心,采用四组高亮红绿双色二极管作图2-1 方案一:采用LED 动态扫描的交通灯控制系统方案二:采用AT89C2051单片机作为控制器,通行倒计时显示采用16×16点阵LED 发光管,左拐、右拐、直行及行人4种通行指示也采用16×16点阵双色LED 发光管。
方案二设计框图如图2-2所示,LED 点阵的列驱动采用74LS595,用串行端口扩展实现,行驱动采用1/16译码器74LS154动态扫描,译码器74LS154生成16条行选通信号线,再经过驱动器驱动对应的行线。
每条行线上需要较大的驱动电流,应选用大功率三极管作为驱动管。
图2-2 方案二:采用16×16点阵LED 发光管设计的交通灯控制系统方案三:采用AT89C2051单片机作为控制器,通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD 液晶点阵显示器。
三种方案的特点比较如下:方案一具有电路简单,设计方便,显示亮度高,耗电较少,可靠性高等特点;方案二的图案显示逼真,单片机占用端口资源少,缺点是需要大量的硬件,电路复杂,耗电量大,不太适合于模型制作;方案三设计占用单片机的端口最少,硬件也少,耗电也最少;虽然显示图案也很精美,但由于亮度太暗,晚上还得开背光灯,不够实用。
可见方案一优于其他两种方案,因此本设计选用方案一:采用LED动态扫描的方案进行设计。
2.2系统硬件设计采用LED动态扫描的交通灯控制系统电路原理图如图2-3所示。
(为排版起见,该图放在下一页)。
系统由控制模块、通行灯显示模块、时间显示模块、电源模块四部分组成。
2.2.3 时间显示模块通行剩余时间显示模块如图2-6所示(以北路口为例)。
路口通行剩余时间采用高亮红色7段共阳LED发光数码管显示,采用共阳数码管,如用单片机吸收电流驱动,列扫描驱动使用三级管,按每段6mA电流算,全显示字型“8”时,每个数码管需6mA×8=48mA。
由于时间显示每个路口相同,4组需192mA,因此设计中采用功率三极管S9012驱动。
由于单片机每个段码输出口需吸收48mA电流,因此在电路设计中也使用了驱动集成块74HC244。
2.2.4 电源电路电源电路如图2-7所示。
整个系统采用的电源电压只需+5V电压,将交流电经变压器变换为15V交流电,再用整流桥得到13.5V左右的直流电,采用不可调的3端稳压器件LM7805将电源稳定在5V直流输出。
+5V图2-7 电源电路2.2.5 硬件电路中器件选择A. AT89S52单片机AT89系列单片机是ATMEL公司的8位FLASH单片机。
这个系列单片机最吸引人的特点就是在片内含有FLASH存储器,不需要再外扩存储器,与80C51插座兼容,由于这些优点,使它有着十分广泛的用途,特别是在便携式和需要特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。
89系列单片机典型型号有AT89C51,AT89LV51,AT89C52,AT89LV52,AT89C2051, AT89S52,AT89C1051,AT89S51和AT89S8252。
本设计选用AT89S52。
它内部具有1个8KB的Flash的程序存储器,1个512字节的RAM,4个8位的双向可位寻址I/O端口,3个16的定时/计数器、1个串行口、6个二级中断源和两个中断优先级。
引脚如图2-8所示。
D.七段LED 数码管7段数码管是一种常用的显示器件,其外观与内部电路连接见图2-11。
它使用7个笔画显示0~9共10个数字,加上一个小数点共8个显示段,每一个笔画都是由发光二级管组成的。
LED 数码管根据LED 的接法不同分为共阴和共阳两类,图2-11 (b)是共阳极数码管的内部电路,将八只LED 的阳极连在一起,其中a~g 为7个笔画的驱动端;dp 为小数点驱动端;COM 为公共引脚。
a b c d e f g dp VCC764219105(a)外观 (b)内部电路连接图2-11 LED 数码管0~9共10个字符的字形码如表2-1所示。
E.双色发光二极管双色发光二极管是在一个封装结构内设置两只不同单色的发光二极管。
共阴红绿双色发光电气符号图与内部电路连接如图2-12所示。
有3根引出线,圆形和长方形两种封装。
其中第一只发光二极管的负(或正极)与第二只发光二极管的负(或正极)极相互连接后再向外引出。
表2-1 LED数码管显示字符的字形码发光双色二极管的判别与检测方法:将万用表打在电阻档,用万用表黑表笔接在双色发光二极管中间的负极上,红表笔接在双色发光二极管的正极上,每次都亮,该双色发光二极管是共阴极的,并且是好的。
2.3 系统软件的设计交通灯控制系统软件分为主程序、定时中断程序与特种车实时响应程序三部分。
2.3.1 主程序主程序主要负责总体程序管理功能,包括初始化部分与人机交互设定部分。
由于采用动态扫描方式显示时间,因此主程序大部分时间要调用扫描显示程序。
主程序流程图如图2-15所示。
图2-15主程序流程图初始化部分主要完成内存规划,定时器的工作模式、中断方式等的设定。
由于子程序调用较多,因此初始化时堆栈指针设于80H处。
定时器T0、T1设为16位定时器模式,定时时间为50mS,T0为秒计时用,T1为通行结束闪烁用。
2.3.2 定时中断服务程序定时中断服务程序主要用于车辆与行人的通行指示,按照通行规则,红绿灯控制转换逻辑表如表2-2所示。
通行规则如下:A.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1min(60S),各路右拐比直行滞后10S开放。
B.车辆南北向左拐、各路右拐,行人禁行。
通行时间为1min(60S)。
C.车辆东西直行、各路右拐,东西向行人通行。
东西向通行时间为1min(60S),各路右拐比直行滞后10S开放。
D.车辆东西向左拐、各路右拐,行人禁行。
通行时间为1min(60S)。
表2-2 路口通行方式控制码数据表交通灯的4种通行规则,是以给控制红绿灯端口送控制码的方式实现的。
它的原理是,将按不同规则通行时的各路口的红绿灯亮灭情况转换为单片机端口控制码。
红绿灯指示功能通过T0定时中断服务程序实现。
定时器T0定时溢出中断周期设为50ms,中断累计20次(即1S)时对120S倒计时单元减一操作。
设计中将4种通行规则分成几种不同的亮灯方式,通过查询秒倒计时单元的数据,实现在不同的时间段给控制端口送不同的控制数据码。
控制码分为5个时间段:120~110S、110~70S、70~60S、60~10S、10~0S。
交通管理定时功能程序流程图如图2-16所示。
图2-16 交通管理定时功能程序2.3.4 算法分析A.定时器/计数器本设计涉及到120~110S、110~70S、70~60S、60~10S、10~0S五段计时,首先须将它们转为16进制代码。
120=7×16+8=78H110=6×16+14=6EH70=4×16+6=46H60=3×16+12=3CH10=0×16+10=0AHB.定时时间初值与TMOD的设置T0、T1为16位定时器,由于定时时间大于8192μS,应选用工作方式一。