单片机交通灯实训报告完整版

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课程设计

课题名称智能交通信号灯姓名

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专业

所在系

指导教师

完成日期

智能交通信号灯

摘要

本设计是在熟练掌握单片机及其仿真系统使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理等课程方面的知识，设计一个采用AT89C52单片机控制的交通灯控制电路。该设计结合实际情况给出了一种简单低成本城市交通灯控制系统的硬件及软件设计方案、各个路口交通灯的状态循环显示，并对程序流程图进行详细讲解分析。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。根据给出的要求设计交通灯东西、南北两干道交于一个十字路口各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换且黄灯亮的时间为东西、南北两干道的公共停车时间。关键词：电子线路；AT89C52 ；LED 交通灯。

目录

一、绪论 (4)

二、总体设计方案 (5)

1.设计思路 (5)

2.设计目的 (5)

3.设计任务和内容 (6)

(1)设计任务 (6)

4.电源提供方案 (6)

5.复位方案 (6)

6.输入方案 (6)

三、显示界面方案 (7)

四、交通管理的方案论证 (8)

五、芯片简介 (9)

1．AT89S52单片机简介 (9)

2.主要性能 (9)

3.功能特性描述 (10)

六、设计原理分析 (13)

1.交通灯显示时序的理论分析与计算 (13)

2.交通灯显示时间的理论分析与计算 (16)

七、LED数码管显示模块 (16)

1.静态显示方式 (16)

八、复位电路 (18)

九、晶振电路 (18)

十、总结与谢词 (19)

十一、参考文献 (20)

十二、附录 (20)

附录1：程序清单 (20)

附录2：电路设计图 (23)

一、绪论

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。但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦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。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

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。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

二、总体设计方案

1.设计思路

以单片机为核心器件，对系统进行控制，外加辅助电路对系统参数进行必要的设置和显示。交通信号灯的显示时间可以固定，也可用键盘重新设置，时间控制和LED显示均由单片机进行控制。交通信号灯控制系统主要可以分为定时、红绿灯转换、倒计时显示等三个控制模块，单片机作为系统的控制单元，在系统中的作用主要有以下几个方面：

（1）利用单片机中的定时器循环出一秒时间，然后将它累计到处于活动状态的寄存器中。寄存器里的计数是递减的，一秒时间到则减1，直到计数为0，说明定时时间到。

（2）定时时间到后，单片机将对寄存器地址进行判断，不同的寄存器对应不同的红绿灯显示。

（3）每次一秒时间到，寄存器自减1后，还要将寄存器中的值，也就是剩余的秒数反映到LED显示器上，构成倒计时显示。

（4）扫描键盘上的数值，并将它反映到特定的寄存器里，根据寄存器的存储值对定时程序进行重新置数操作

2.设计目的

（1）加强对单片机和汇编语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。

（2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。

（3）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。

（4）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

（5）提高实践动手能力。

3.设计任务和内容

(1)设计任务

单片机采用用AT89C52芯片，使用发光二极管（红，黄，绿）代表各个路口的交通灯，用8段数码管对转换时间进行倒时（东西路口25秒，南北路口20秒，黄灯时间5秒）。(2)设计内容

a设计并绘制硬件电路图

b制作PCB并焊接好元器件

c编写程序并将调试好的程序固化到单片机中

4.电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源，采用单片机控制模块提供电源。此方案的优点是

系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。

5.复位方案

复位方式有两种：按键复位与软件复位。由考虑到程序的简洁，避免冗长，本设计采

用按键复位，在芯片的复位端口外接复位电路，通过按键对单片机输入一个高电平脉冲，

达到复位的目的。

6.输入方案

方案一：