AT89C52单片机控制交通灯系统

目录

1 交通信号灯控制系统设计任务和性能指标 (1)

设计任务 (1)

性能指标 (1)

2 交通信号灯控制系统设计方案 (1)

设计思路 (1)

设计思路 (1)

功能设计 (2)

总体设计 (2)

通行方案设计 (2)

}

硬件设计方案 (4)

软件设计方案 (4)

3 交通信号灯控制系统硬件设计 (5)

系统硬件框图 (5)

单元电路设计 (5)

单片机最小系统 (5)

信号灯显示电路 (7)

倒计时显示电路 (8)

按键操作电路 (8)

4 交通信号灯控制系统程序设计 (8)

-

理论基础知识 (8)

定时器原理 (8)

软件延时原理 (9)

中断原理 (9)

主程序框图 (9)

5 调试分析及所用器件 (10)

调试环境 (10)

所用芯片 (11)

6 心得体会 (11)

7 参考文献 (12)

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8 附录 (13)

附件1 程序清单 (13)

附件2 系统仿真图 (16)

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。

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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。

关键字：AT89C52 交通灯PROTUES 中断程序

1 交通信号灯控制系统设计任务和性能指标

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，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外，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。模拟框图如图1所示。

图1 交通信号灯模拟图

性能指标

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（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10秒，其中有2秒是黄灯闪烁提醒行人和车辆禁止通行。

（3）通行时间可在0～99秒内任意设置。

（4）有紧急情况处理功能，比如：有急救车辆通行时，暂时禁止其他车辆通行。

2 交通信号灯控制系统设计方案

设计思路

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，在这里，本设计除了有基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特殊功能。

（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。

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（4）进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，在深入了解了定时器，中断以及延时原理后，完成了软件的编写。

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。

（1）基本功能

采用红绿黄三种颜色的LED灯的亮灭来模拟信号灯，从而达到控制车辆的通行。

（2）倒计时显示功能

采用两位八段数码管来显示时间，来告知行人和车辆通行时间和要等待的时间。

（3）时间可调功能

通过键盘对时间进行手动设置，增加了人为的可控性，避免车少长等和减缓车多交通堵塞的麻烦。

（4）紧急处理

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交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车等急行车通过等，我们都必须尽量允许其畅通无阻，由此在交通控制中增设禁停按键。

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。本系统在此基础上，加入了紧急情况处理与时间调整功能。

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2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

图2 交通信号灯状态

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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，因此可以列出各个路口灯的状态转换如表1所示（其中逻辑值“1”代表执行通行，逻辑值“0”代表禁止通行，逻辑值“L”代表绿灯转黄灯）：

表1 交通灯状态转换表

状态时间东西，

南北