AT89C52单片机交通灯设计1

目录

摘要 (2)

1 交通信号灯控制系统设计任务和性能指标 (3)

1.1 设计任务 (3)

1.2 性能指标 (3)

2 交通信号灯控制系统设计方案 (3)

2.1 设计思路 (3)

2.1.1 设计思路 (3)

2.1.2 功能设计 (3)

2.2 总体设计 (3)

2.2.1 通行方案设计 (4)

2.2.2 硬件设计方案 (4)

2.2.3 软件设计方案 (5)

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 (6)

3.2.1 单片机最小系统 (6)

3.2.2 信号灯显示电路 (7)

3.2.3 倒计时显示电路 (7)

3.2.4 电路原理图 (8)

4 交通信号灯控制系统程序设计 (8)

4.1 C语言程序编写 (8)

5个人小结 (12)

6参考文献 (12)

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。

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，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。

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13秒，其中有3秒是黄灯闪烁提醒行人和车辆禁止通行。

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。

（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，采用C语言编写，深入了解定时器，中断以及延时原理后，完成软件的编写。

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。

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。

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。

S1 东西通行S2 东西禁行过渡状态

S3 南北通行S4 南北禁行过渡状态

通过对具体的十字路口交通信号灯状态的演示分析，可以把这四个状态归纳如下：状态S1:东西方向绿灯亮，允许通行，南北方向红灯亮，禁止通行；

状态S2:东西方向绿灯转黄灯闪烁，允许通行，南北方向红灯亮，禁止通行；

状态S3:东西方向红灯亮，禁止通行，南北方向绿灯亮，允许通行；

状态S4:东西方向红灯亮，禁止通行，南北方向绿灯转黄灯闪烁，允许通行；

依据上述分析，东西的通行时间为状态S1和状态S2的时间之和，南北的通行时间为状态S3和状态S4的时间之和。

2.2.2 硬件设计方案

2.2.2.1 AT89C52单片机芯片简介

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

2.2.2.2 AT89C52单片机引脚图

本系统选用Atmel公司的AT系列单片机

AT89C52为中心器件设计交通信号灯控制器，

实现了红绿灯循环点亮，绿灯变红灯中间为黄

灯闪烁警示的功能。每个方向采用红绿黄三色

的LED灯的亮灭来模拟信号灯，采用两位八段

共阳数码管，显示十字路口通行或禁止的剩余

时间。

2.2.3 软件设计方案

设计要求为：首先南北方向红灯、东西方向绿灯亮，南北方向红灯13秒、东西方向绿灯9秒，相应的数码管显示对应的数字并读秒，同时南北方向红色的二极管和东西方向的绿色二极管接通点亮显示，当东西方向的绿灯时间到，则东西方向的绿灯转为黄灯，同时数码管显示黄灯的时间3秒，东西方向的黄色二极管接通点亮，此时南北方向的红灯不变。南北方向的红灯和东西方向的黄灯时间同时到，此时南北方向的红灯跳转为绿灯，时间同样为9秒，东西方向有黄灯跳转为红灯，时间为13秒。当南北方向的绿灯时间到，南北绿灯跳转为黄灯，东西方向的红灯不变，当南北方向的黄灯和东西方向的红灯时间到，南北方向的黄灯跳转为红灯，东西方向的红灯跳转为绿灯。进入开始的状态，循环执行。

根据设计要求编写C语言程序。软件采用KEIL C语言完成。

3 交通信号灯控制系统硬件设计

3.1系统硬件框图

根据设计的要求,单片机选用AT89C52，其内部带有8KB的FLASH ROM，设计时