单片机控制十字路口交通灯

单片机原理及应用课程设计

题目：十字路口交通灯

学院：电气与信息工程学院

专业：电气工程及其自动化

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摘要

随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。

交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C52单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

关键词：交通灯单片机数码管

目录

1.概述 (1)

2系统总体方案及硬件设计 (2)

2.1设计内容 (2)

2.2 设计要求 (2)

2.3 总体设计思想 (2)

2.4 设计参考 (2)

2.5 知识点准备 (2)

3各模块设计 (3)

3.1设计项目简介 (3)

3.2总体设计 (3)

3.3硬件设计 (3)

3.4软件设计 (9)

4软件仿真 (12)

5课程设计体会 (13)

参考文献 (14)

附录一程序清单 (15)

附录二系统原理图 (21)

1概述

自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。

近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本模拟交通灯系统利用单片机AT89C52作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。

本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

2 系统总体方案及硬件设计

2.1设计内容

交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。以89C52单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。

（1）数码管选用2位共阴极显示的数码管，共4个；

（2）东西通行时间为80s，南北通行时间为60s，缓冲时间为3s；

2.2 设计要求

•设计单片机最小系统（包括复位按钮、晶振电路等）；

•绘制实现本设计内容的硬件电路（原理图），系统的组成框图。

•相应的控制状态表；

•编写本课程设计内容的软件设计（包含程序流程图和对程序注释）。

•硬件实验部分可选用实验箱测试或Proteus仿真软件实现。

2.3 总体设计思想（供参考）

•利用定时器T0产生每10ms一次的中断，每100次中断为1s；

•对两个方向分别显示红、绿、黄灯的剩余时间即可；

•用MAX7219芯片实现共阴极显示驱动；

•A方向的红灯时间=方向的绿灯时间+黄灯缓冲时间。

2.4 设计参考

交通灯控制器设计有电源电路、单片机主控电路、显示电路、信号灯电路等组成，如图1所示：

2.5 知识点准备：

•+5V电源原理及设计；

•M AX7219工作原理；

•单片机复位电路工作原理及设计（元件选择的依据）；

•单片机晶振电路工作原理及设计（元件选择的依据）；

•数码管显示特性、驱动设计及应用；

•L M1602液晶显示屏特性、驱动设计及应用；

•89C51单片机引脚资源、引脚分配等；

•单片机汇编语言及程序设计（中断、延时子程序的设计）。

3各模块设计

3.1设计项目简介

功能：交通灯控制器，通过单片机控制交通灯和数码管，实现4路口交通灯的正确亮灭，并能显示发亮交通灯发亮状态的剩余时间。东西通行时间为80s，南北通行时间为60s，缓冲时间为3s。

类似产品简介：

基于数字电子技术设计的交通灯控制器：元器件多而复杂，连线复杂易出错，设计困难，且功耗较大，不经济，不利于节约环保。

基于PLC技术设计的交通灯控制器：设计程序简单易懂，但价格较贵，不经济。

项目特色：通过单片机控制，进行模块化处理，体积小，功耗低，元器件少且简单，价格实惠，功能齐全，能够实现正常显示，而不会出现4路口交通灯混乱的情况，时间显示正常。

3.2总体设计

总体设计模式图：

用一片AT89C52单片机控制4路口交通灯的亮灭。单片机发送地址、数据信息给MAX7219，通过MAX7219控制数码管的时间显示。

3.3硬件设计

硬件原理图：