基于单片机的交通灯的设计和实现
基于51单片机的交通灯控制设计
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基于51单⽚机的交通灯控制设计课程设计任务书及成绩课程名称单⽚机课程设计题⽬交通灯控制设计课程设计⽬标与任务、计划与进度安排:实践教学要求与任务:1、了解交通灯的基本⼯作原理;2、⽤Proteus模拟实现交通灯控制;3、⽤Keil C51编程实现上述功能;4、⽤Keil与Proteus联调。
⼯作计划与进度安排:17周查找相关资料。
18周详细设计。
19周程序测试,书写论⽂,进⾏答辩。
1 引⾔交通事业蓬勃发展,交通流量年年增长,⼤、中、⼩城市的汽车、摩托车等各种车辆与⽇俱增,道路交通繁忙,经常有严重堵车现象,特别是在交叉⼝,机动车、⾮机动车、⾏⼈来往⾮常混乱,为了在叉⼝的各条⼲道实现合理的科学分流。
本⼈根据单⽚机具有物美价廉、功能强、使⽤⽅便灵活、可靠性⾼等特点,提出了⼀种⽤STC89c51单⽚机⾃动控制交通信号灯及时间显⽰的⽅法,同时给出了软硬件的实现⽅法,为交通指挥⾃动化提供了⼀种新的廉价⼿段,具有⼀定的推⼴意义。
本⽂介绍了控制基本原理以及控制的表现,同时也介绍了城市交通信息系统的设计⽬标, 开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库, 同时, 论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应⽤。
介绍了⽤于城市交叉路⼝的三⾊程控交通信号时间显⽰器的研制⽅案,对其电源供电、发光⼆极管构成的负载结构、灯⾊时间检测都给出了精巧合理的优化结构,⼤幅度地提⾼了产品可靠性并降低了制造成本。
2 应⽤软件介绍2.1 C语⾔介绍C语⾔是于1972年由贝尔实验室的Dennis Ritchie在B语⾔的基础上开发出来的。
最初的C语⾔是作为UNIX操作系统的开发语⾔⽽被⼈们所认识。
此后,贝尔实验室对C语⾔进⾏了多次改进和版本的公布,C语⾔的优点才引起⼈们的普遍注意。
随着UNIX操作系统在各种机器上的⼴范使⽤,使C语⾔得到了迅速推⼴。
1978年由Brian W. Kernighan和Dennis M. Ritchit合著了《The C Programming Language》⼀书,该书对C语⾔作了详细的描述,这本书对C语⾔发展影响深远,并成为了后来C语⾔版本的基础,称之为标准C。
基于单片机的智能交通灯控制器设计
![基于单片机的智能交通灯控制器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/6e657a730812a21614791711cc7931b765ce7b1f.png)
基于单片机的智能交通灯控制器设计一、本文概述随着城市化进程的加快,交通拥堵问题日益严重,智能交通系统的应用与发展成为解决这一问题的关键。
其中,智能交通灯控制器作为交通系统的重要组成部分,对于提高道路通行效率、保障行车安全具有重要意义。
本文旨在设计一种基于单片机的智能交通灯控制器,通过优化算法和硬件设计,实现交通灯的智能控制,以适应不同交通场景的需求,提升城市交通的整体运行效率。
本文将首先介绍智能交通灯控制器的研究背景和意义,阐述现有交通灯控制系统的不足和改进的必要性。
接着,文章将详细介绍基于单片机的智能交通灯控制器的设计方案,包括硬件电路的设计、控制算法的选择与优化等方面。
在此基础上,本文将探讨如何通过软件编程实现交通灯的智能控制,并讨论如何在实际应用中调试和优化系统性能。
文章将总结研究成果,展望智能交通灯控制器在未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究,旨在为城市交通管理提供一种新的智能化解决方案,为缓解交通拥堵、提高道路通行效率提供有力支持。
本文的研究也有助于推动单片机技术和智能交通系统的发展,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、单片机技术概述单片机,即单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机以其体积小、功能强、成本低、可靠性高、应用广泛等特点,广泛应用于工业控制、智能仪表、家用电器、医疗设备、航空航天、军事装备等领域。
单片机作为智能交通灯控制器的核心部件,具有不可替代的重要作用。
它负责接收来自传感器的交通信号输入,根据预设的交通规则和算法,快速作出判断,并输出相应的控制信号,以驱动交通信号灯的亮灭和变化,从而实现交通流量的有序控制和疏导。
51单片机交通灯毕业设计方案
![51单片机交通灯毕业设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/0a2aa1d1dbef5ef7ba0d4a7302768e9950e76e4d.png)
51单片机交通灯毕业设计方案
以下是一个基于51单片机的交通灯设计方案:
1. 硬件设计:
- 使用51单片机作为主控制器。
- 使用红黄蓝三个LED作为信号灯的显示器件。
- 使用按钮作为手动触发信号灯切换的输入设备。
- 使用数码管显示当前信号灯状态的计时器。
- 使用适当的电阻、电容、继电器等连接单片机和LED、按钮、数码管等。
2. 软件设计:
- 配置51单片机的I/O口,将LED、按钮和数码管连接到正
确的引脚。
- 编写主程序,设置中断或轮询等方式读取按钮状态,并根
据按钮状态切换信号灯状态。
- 通过控制LED引脚的输出电平,实现红黄蓝三个信号灯的
闪烁、亮灭和切换。
- 使用定时器计时,实现信号灯的定时控制。
根据交通规则,红灯、黄灯、绿灯的显示时间可以根据需要设定。
- 使用数码管显示当前信号灯的状态和剩余时间,方便车辆
和行人了解交通灯变化。
3. 功能设计:
- 根据交通规则,设置交通灯的变换顺序和时间,确保道路
的交通流畅和安全。
- 根据需要加入手动触发信号灯切换的功能,允许人工控制,
例如紧急情况下的交通调节。
- 可以考虑加入流量检测、车辆和行人优先等功能,提高交
通效率和安全性。
- 可以通过串口或无线通信模块,实现与其他设备的联动,
例如与车载导航系统、交通监控系统等的数据交换和协同控制。
以上是一个基本的51单片机交通灯设计方案,可以根据具体
需求进行进一步调整和优化。
基于51单片机的智能交通灯系统设计说明
![基于51单片机的智能交通灯系统设计说明](https://img.taocdn.com/s3/m/d56926b39e31433239689358.png)
十字路口交通灯控制系统的设计1.设计思路近年来,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AT89C51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。
1.1 电源提供方案采用单片机控制模块提供电源。
1.2显示界面方案采用数码管显示。
这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单,方便。
1.3 输入方案:直接在I/O口线上接上按键开关。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O 口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用,故选择该方案。
2 单片机交通控制系统总体设计2.1单片机交通控制系统的通行方案设计设在十字路口,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。
一共可以有四个状态。
通过具体的路口交通灯状态的分析我们可以把这四个状态归纳如下:(1)东西方向红灯灭,同时绿灯亮,南北方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时80秒。
此状态下,东西向禁止通行,南北向允许通行。
(2)东西方向绿灯灭,同时黄灯亮,南北方向红灯亮,倒计时3秒。
此状态下,除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
(3)南北方向红灯灭,同时绿灯亮,东西方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时60秒。
此状态下,东西向允许通行,南北向禁止通行。
(4)南北方向绿灯灭,同时黄灯亮,东西方向红灯亮,倒计时3秒。
此状态下,除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
用图表表示灯状态和行止状态的关系如下:表1交通状态及红绿灯状态灯禁止通行,转绿灯允许通行,之后黄灯亮警告行止状态将变换。
基于单片机的交通灯设计
![基于单片机的交通灯设计](https://img.taocdn.com/s3/m/99ab0940bb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28b9a.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/b677085353d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f0f.png)
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。
基于单片机的交通灯控制系统设计与实现
![基于单片机的交通灯控制系统设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/16d8a728a66e58fafab069dc5022aaea998f4107.png)
基于单片机的交通灯控制系统需要包含以下组成部分:1.硬件设备组成:单片机、LED 灯、显示屏等硬件设备。
2.设计思路描述:交通灯控制系统的设计思路是基于定时器的,利用计数器和定时器来控制红绿灯的转换,同时通过按键检测实现手动控制。
3.程序设计:程序需要完成按键检测、信号灯控制和定时器计数等功能。
具体实现可以分为以下几步:(1) 根据硬件设备的引脚对应关系,定义各个引脚的控制方式和状态。
(2) 在程序中定义计时器和定时器,用于计时和设置红绿灯状态。
例如,计时器每隔一定时间就会触发定时器,设置红绿灯的状态,并且根据状态判断相应的亮灯和熄灯。
(3) 通过按键检测来实现手动控制,当检测到按键按下时,立即切换灯的状态,当再次按下时,又立即切换回之前的状态。
4.实现代码:下面是一个该系统的简单代码示例,供参考:#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit KEY1 = P3^0;//按键定义sbit RED = P2^2;//红灯定义sbit YELLOW = P2^1;//黄灯定义sbit GREEN = P2^0;//绿灯定义/*函数声明*/void initTimer0();void delay1ms(uint count);/*主函数*/int main(){initTimer0();/*初始化计时器*/while(1){if(KEY1 ==0){/*按键按下*/delay1ms(5);/*消抖*/if(KEY1 ==0){/*仍然按下*//*绿灯亮10s*/GREEN =1;delay1ms(10000);GREEN =0;/*黄灯亮3s*/YELLOW =1;delay1ms(3000);YELLOW =0;/*红灯亮7s*/RED =1;delay1ms(7000);RED =0;/*黄灯亮2s*/YELLOW =1;delay1ms(2000);YELLOW =0;}}}return0;}/*函数定义*/void initTimer0(){TMOD &=0xF0;TMOD |=0x01;TH0 =0xFC;TL0 =0x18;EA =1;ET0 =1;TR0 =1;}/*1ms延时函数*/void delay1ms(uint count){uint i,j;for(i=0;i<count;i++){for(j=0;j<125;j++){}}}/*计时器中断函数*/void timer0() interrupt 1{TH0 =0xFC;TL0 =0x18;}以上是一个简单的基于单片机的交通灯控制系统设计与实现示例。
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统
![基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统](https://img.taocdn.com/s3/m/94335858974bcf84b9d528ea81c758f5f61f29ee.png)
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统一、实验目的和要求1.掌握单片机基本资源使用。
2.掌握单片机电路原理图绘制和仿真。
3.掌握单片机C语言软件开发以及联合仿真。
二、实验内容和原理实验内容:1.根据题目绘制单片机电路原理图。
2.绘制程序流程图并编写C语言程序3.在仿真程序中进行联合仿真,最后提交实验报告三、主要仪器设备keilC,proteus。
四、操作方法与实验步骤4.1 题目要求用单片机设计一个十字路口交通灯模拟控制系统,要求东西、南北两个方向都通行20秒,警告3秒,禁止20秒,同时要考虑到东西、南北两个方向出现异常情况,出现异常情况器该方向通行60秒。
4.2 系统设计思路南北的绿红黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.0,P1.1,P1.2相连。
东西的绿红黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.4,P1.5,P1.6相连。
改变单片机P1口编码控制交通灯。
控制过程中会出现两种异常情况用外中断0和外中断1处理。
时间单位采用500ms信号,由定时/计数器0定时50ms,循环10次产生,定时/计数器0采用查询方式,主程序中设定定时/计数器0的工作方式:方式1。
4.2 电路图绘制(包含详细的参数选定文字和图像叙述)C1=1nF,C2=1nF,C3=1nF,R1=300,R2=300,R3=300,R4=300,R5=300,R6=300,R7=300,R8=300,R9=300,R10=300,R11=300,R12=300,R13=3004.3 C程序编制(包含详细的文字和程序流程图)4.3 仿真分析(包含文字和图像叙述)东西绿灯,南北红灯东西黄灯,南北红灯南北绿灯,东西红灯南北黄灯,东西红灯东西发生异常时,东西通行,南北禁止,东西方向绿灯闪,南北方向红灯闪南北发生异常时,南北通行,东西禁止,南北方向绿灯闪,东西方向红灯闪五、讨论和心得(不少于100字)通过这次对交通灯信号的模拟,了解了交通灯4种正常状态,2种异常状态,它们分别是:状态1,东西方向绿灯,南北方向红灯20秒。
《2024年基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》范文
![《2024年基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/66f275b2b9f67c1cfad6195f312b3169a451ea25.png)
《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。
基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现
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基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现智能交通灯控制系统是一个基于单片机技术的交通管理系统,通过智能化的控制算法和传感器设备来实现交通信号的自动控制,提高交通效率和安全性。
下面将详细介绍智能交通灯控制系统的设计与实现。
首先,智能交通灯控制系统需要使用一种合适的单片机进行控制。
在选择单片机时,需要考虑处理性能、输入输出接口的数量和类型,以及对实时性的要求。
一般来说,常用的单片机有STM32、Arduino等。
在本设计中,我们选择了STM32作为控制器。
其次,智能交通灯控制系统需要使用多个传感器设备来感知各个方向上的交通情况。
常用的传感器包括车辆识别感应器、红外线传感器和摄像头等。
这些传感器可以通过GPIO和串口等接口与单片机进行连接,并通过单片机的开发板上电路来提供供电和信号转换。
接下来,智能交通灯控制系统需要设计一个合适的算法来根据传感器的输入数据进行交通灯的控制。
在设计算法时,需要考虑各个方向上的交通情况、优先级和交通流量等因素。
一个常见的算法是基于信号配时的方式,通过设置不同的绿灯时间来实现交通流量的优化。
此外,智能交通灯控制系统还需要具备良好的用户界面,方便交通管理员进行参数设置和监控。
可以使用LCD屏幕显示当前的交通灯状态和交通流量等信息,通过按键和旋钮等输入设备进行操作。
在实现智能交通灯控制系统的过程中,需要进行软件和硬件的开发。
软件开发涵盖了单片机程序的编写,包括传感器数据的采集和处理、交通灯状态的控制和显示等。
硬件开发涵盖了电路的设计和制作,包括传感器的接口电路、电源管理电路和输入输出控制电路等。
最后,在实现智能交通灯控制系统后,需要进行测试和调试。
通过对系统进行功能测试和性能测试,检验系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中,还需要考虑交通流量的变化和高峰时段的处理,以及与其他系统的接口和数据交互。
综上所述,基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现需要考虑单片机的选择、传感器设备的使用、控制算法的设计、用户界面的设计、软件和硬件开发等环节。
基于51单片机的交通灯设计
![基于51单片机的交通灯设计](https://img.taocdn.com/s3/m/234cfe9ca48da0116c175f0e7cd184254b351bf8.png)
基于51单片机的交通灯设计交通信号灯是指示人和交通工具在道路交通中行进方向或行为的一种交通设施。
在设计交通信号灯时,应考虑交通流量、车辆速度、交叉口结构等因素,以确保交通的顺畅和安全。
本文将基于51单片机设计一种交通信号灯系统,并详细介绍其原理和实现方法。
交通信号灯系统的设计目的是通过控制红、黄、绿三种不同颜色的灯,指示车辆和行人在交通路口安全行驶。
在单片机设计中,我们将使用三个LED灯分别代表红、黄、绿三种状态。
通过控制LED的亮灭,来实现交通信号灯的变换。
首先,我们需要选择适当的硬件设备进行交通信号灯的设计。
在51单片机设计中,可以选择STC89C51或者AT89C51等型号的单片机。
此外,还需要准备三个LED灯、电阻、电容、按键等器件。
接下来,我们将进行电路设计。
在设计电路时,首先将三个LED灯连接到单片机的三个IO口上,每个IO口通过一个电阻与正极连接,负极与GND连接。
此外,在单片机的一个IO口上连接一个按键,通过按下按键触发程序的执行。
在编写程序之前,首先需要确立交通信号灯的运行逻辑。
一般而言,交通信号灯的运行逻辑如下:1.全红状态:所有车辆和行人均停止,任何方向都不可行驶。
2.绿灯状态:一些方向的车辆和行人可以行驶,其他方向均不可行驶。
3.黄灯状态:信号灯将要变成红灯或绿灯,此时车辆和行人应注意刹车或等待。
接下来,我们将编写程序并烧录到单片机中。
在程序中,需要使用到定时器和中断来进行交通信号灯的控制。
具体步骤如下:1.在程序中定义三个LED灯所对应的IO口。
2.初始化定时器,并设置定时时间,用于控制信号灯的变化。
3.设置中断,用于按键的检测和处理。
4.在主循环中,不断检测按键状态,当按键按下时,切换信号灯的状态。
5.根据信号灯的状态,控制LED灯的亮灭。
在程序设计中,应充分考虑各种异常情况和执行顺序,以保证交通信号灯的正常运行。
此外,还可以增加一些辅助功能,如倒计时显示等,以提高交通信号灯的可视性和安全性。
基于单片机的交通灯控制器的设计及实现
![基于单片机的交通灯控制器的设计及实现](https://img.taocdn.com/s3/m/73486a1a814d2b160b4e767f5acfa1c7aa0082f7.png)
基于单片机的交通灯控制器的设计及实现交通灯控制器是一个广泛应用于城市交通系统中的设备,它用于控制交通信号灯的工作,确保交通流畅且安全。
在本篇文章中,将介绍基于单片机的交通灯控制器的设计与实现。
首先,交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面:1.硬件设计:交通灯控制器的硬件设计主要包括选择合适的单片机、电源电路、输入输出接口以及信号灯的电路设计。
合适的单片机应具有足够的输入输出引脚以及处理能力,常用的有51系列和STM32系列单片机。
电源电路需要稳定的直流电源供应,以确保交通灯的正常工作。
2.软件设计:交通灯控制器的软件设计包括控制算法的设计与编程。
控制算法需要根据交通流量和交通情况合理调配信号灯的时间,以实现交通流量的最优化。
通过编程,将控制算法转化为单片机可以执行的指令,以控制信号灯的切换。
3.安全设计:交通灯控制器的安全设计需要考虑各种异常情况的处理,如断电恢复、故障检测等。
在断电后,交通灯控制器应能够自动恢复到正常工作状态。
同时,应设计故障检测机制,及时发现并报警,以保证交通灯的正常工作。
实现基于单片机的交通灯控制器的步骤如下:1.确定交通路口的情况及需求:根据实际情况,确定交通路口的车流量、行人流量等因素,以确定交通灯控制器的设计方案。
2.硬件设计与搭建:选择合适的单片机,设计电源电路、输入输出接口以及信号灯的电路。
根据设计方案,搭建出交通灯控制器的硬件平台。
3.软件开发:编写控制算法的程序,并将其转化为单片机可以执行的指令。
在程序中,根据交通流量和交通情况,合理调配信号灯的时间,以实现交通流量的最优化。
4.测试与调试:将程序烧录到单片机中,并连接相关硬件,进行测试与调试。
通过模拟不同情况下的交通流量,验证交通灯控制器的工作效果。
5.安全设计与优化:加入安全设计机制,处理异常情况,并对交通灯控制器进行优化。
根据实际使用过程中的反馈,对控制算法进行调整,以提升交通流量控制的效果。
总结起来,基于单片机的交通灯控制器的设计与实现包括硬件设计与搭建、软件开发、测试与调试以及安全设计与优化等步骤。
基于单片机的交通灯
![基于单片机的交通灯](https://img.taocdn.com/s3/m/3498744d02d8ce2f0066f5335a8102d276a26131.png)
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
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引言
1 引言
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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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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
基于单片机的交通信号灯的设计
![基于单片机的交通信号灯的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/1b72eb14e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d589.png)
基于单片机的交通信号灯的设计交通信号灯是道路交通中必不可少的交通控制设施之一,是交通管理的重要工具。
随着城市化进程加快,交通问题日益凸显,交通信号灯的运作效率、实用性以及对于交通状况的响应速度等方面提出了更高的要求。
基于此,本文将介绍一种使用单片机的交通信号灯的设计。
一、设计方案介绍该设计方案采用单片机来控制交通信号灯的运作,其中涉及到了多个芯片以及其他元器件。
在设计中,使用了万用表、逻辑分析仪以及示波器等测试工具对设计方案进行测试和改进。
该设计方案中,单片机采用STC89C52芯片,它具有较高的性价比和稳定性。
同时,为了确保单片机的工作安全性,采用TLP521-1光耦隔离芯片来实现对于主板和外部电路的隔离。
二、设计原理1.电源设计该设计方案使用220V寻找一个12V的稳压电源,其中采用了LM7812稳压芯片来实现电压的稳定输出。
在电源外围电路中,为了保证电路的安全性,采用了保险丝和过压保护二极管等元器件,保证了电路的可靠性和安全性。
2.时序控制设计该设计方案中,交通信号灯输出时间的控制是基于单片机算法完成,需要在开始设计时进行设计。
该部分设计方案中,通过分析各种车辆流量的情况,结合道路的结构以及不同时间段的交通状况,进行参数的设定和校准,从而实现灯光输出时间的控制。
3.信号灯切换设计交通信号灯的切换是通过控制交通灯寄存器中不同位的值来实现的。
在设计中,采用硬件响应信号来控制单片机对于交通灯闪烁的控制。
三、设计结果与总结本文介绍的基于单片机的交通信号灯设计,不仅提高了信号灯的响应速度和控制精度,同时更好地解决了交通信号灯工作周期不稳定、失效以及切换过程中经常出现的故障等负面影响。
对于交通信号灯的控制运作,实现了智能化的控制和较高的灵活性,更好地推动了城市现代化和智能化的发展。
在实际的应用中,需要对基于单片机的交通信号灯设计进行更加科学的运营和管理,包括系统检测、故障排查以及工程维护等方面的措施,来进一步提高交通信号灯的运作效率和可靠性。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/93bbdc19f11dc281e53a580216fc700abb6852fb.png)
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。
单片机交通灯实验报告
![单片机交通灯实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/3b7ccc90ac51f01dc281e53a580216fc700a5332.png)
引言:随着城市交通的发展,交通灯作为交通管理的重要组成部分,起着至关重要的作用。
为了研究和实践交通灯的基本原理和实现方法,本文进行了单片机交通灯实验。
本实验通过使用单片机来模拟和控制交通灯的运行,以实现交通流畅和安全。
概述:交通灯是城市交通管理的重要组成部分,通过控制交通灯的信号变化,可以实现不同车辆和行人的交通流畅和安全。
单片机作为实验的控制器,可编程控制交通灯的运行,增强交通流畅性。
正文:一、单片机交通灯实验的背景和意义1.单片机交通灯实验的背景交通灯在城市交通管理中具有重要的地位和作用,通过控制交通灯的信号变化,可以实现车辆和行人的有序通行。
单片机交通灯实验为进一步研究交通灯原理和实现方式提供了实践基础。
2.单片机交通灯实验的意义单片机交通灯实验可以帮助学生理解并掌握交通灯的基本原理和控制方式,培养学生的创新思维和动手能力,并为进一步研究和改进交通灯系统提供参考。
二、单片机交通灯实验的设计和实施1.设计交通灯的硬件结构a.硬件元件选择和连接方式b.单片机选择和编程2.实施交通灯的控制逻辑和操作a.基本的交通灯控制逻辑b.交通灯的运行和状态转换三、单片机交通灯实验的分析和评价1.对交通流畅性的影响分析a.不同信号时间间隔对交通流量的影响b.交通灯控制方式对交通流畅性的影响2.对交通安全性的评价a.不同交通灯参数对交通安全的影响b.交通灯设施对行人安全的影响3.对实验结果的分析和总结a.实验数据的收集和处理b.结果的呈现和解释四、单片机交通灯实验的改进和优化方向1.优化交通灯的控制算法a.基于流量的自适应控制算法b.基于信号的智能预测算法2.改进交通灯的硬件设计a.使用更高效的电子元件和材料b.结合无线通信技术和传感器技术进行实时监测和控制五、单片机交通灯实验的应用和展望1.在城市交通管理中的应用前景a.提高交通流畅性和安全性的需求b.单片机交通灯技术的潜在优势2.可能的进一步研究方向a.基于互联网的智能化交通灯系统b.基于算法的全自动交通控制系统总结:通过本次单片机交通灯实验,我们对交通灯的原理和实现方法有了更深入的了解。
基于单片机的交通灯毕业设计论文
![基于单片机的交通灯毕业设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/9f49ea6cbc64783e0912a21614791711cd797960.png)
基于单片机的交通灯毕业设计论文摘要:交通灯是道路交通管理系统的重要组成部分,它能够通过控制交通信号灯的变换来指示车辆和行人的通行。
本论文以基于单片机的交通灯控制系统为研究对象,综合运用电路设计、单片机编程和自动控制等知识,设计并实现了一个稳定可靠的交通信号控制系统。
通过对交通灯的时间控制和信号灯的变换控制,有效改善了城市道路的交通流量,提高了交通效率。
关键词:单片机;交通灯;时间控制;信号灯;交通流量第一章引言1.1研究背景随着城市交通的日益发展,交通拥堵问题越来越突出,给城市交通管理带来了巨大挑战。
交通灯作为一种重要的交通管理设施,其控制效果直接关系到城市道路的通行能力和交通流效率。
因此,通过设计一种稳定可靠的交通灯控制系统来优化交通流量,提高交通效率成为一项迫切的任务。
1.2研究目的和意义本论文旨在设计并实现一种基于单片机的交通灯控制系统,通过对交通灯的时间控制和信号灯的变换控制,优化城市道路的交通流量,提高交通效率。
与传统的交通灯控制系统相比,基于单片机的交通灯控制系统具有灵活、稳定、可编程等优点,在提高交通效率的同时,也能满足不同道路的需求,具有广泛的应用前景。
第二章基于单片机的交通灯控制系统设计2.1系统框架设计根据交通灯的工作原理和交通流量控制要求,设计了一种基于单片机的交通灯控制系统。
系统主要由单片机模块、传感器模块、继电器模块和LED显示模块等组成。
2.2单片机程序设计针对交通灯控制的需要,编写了相应的单片机程序,通过设置不同的执行代码来控制交通灯的工作状态。
根据实际需求,设置了不同的时间段和信号灯的变换序列,以实现对交通流量的控制。
第三章实验结果与分析3.1系统稳定性测试通过对交通灯控制系统的稳定性测试,结果表明系统能够稳定运行,并能按照预定的时间控制和信号灯变换进行工作。
3.2交通流量控制效果分析通过在实际道路交叉口进行交通流量控制实验,结果表明基于单片机的交通灯控制系统能够有效改善交通流量,提高交通效率。
基于51单片机的交通灯设计论文报告
![基于51单片机的交通灯设计论文报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6145466bec630b1c59eef8c75fbfc77da26997a4.png)
基于51单片机的交通灯设计论文报告交通灯(红绿灯)是城市交通系统中非常重要的一部分,它在控制交通流量以及确保道路安全方面发挥着关键作用。
随着科技的不断发展,交通灯的设计也越来越智能化和高效。
本篇论文将以51单片机为基础,设计一种基于51单片机的交通灯系统,包括电路设计、程序编写以及系统的实现。
首先,我们需要设计电路来实现交通灯系统。
基于51单片机的交通灯系统通常由红灯、黄灯和绿灯组成。
电路的设计要求能够控制灯的亮灭以及灯的颜色变换。
我们可以使用三个LED灯作为交通灯的灯泡,通过控制灯泡的亮灭来实现交通灯的变化。
使用适当的电阻和电容来限制电流和滤波。
接下来,我们需要编写程序来控制交通灯的变换。
通过使用51单片机的GPIO引脚,可以直接控制LED灯的亮灭。
在程序中,我们需要设置灯的亮灭时间以及灯的切换时机。
通过使用定时器和中断来实现定时控制,可以让灯在规定的时间内变换。
在系统的实现中,我们需要将电路和程序进行整合。
将电路连接到单片机上相应的引脚上,并通过编写程序来控制引脚的电平变化。
同时,我们还可以加入人体红外传感器等外设来实现智能控制,例如通过检测车流量来调节交通灯变换的时间。
在设计交通灯系统时,还需要考虑到系统的可靠性和稳定性。
我们可以通过电路设计上的合理选择和优化来降低系统的故障率,并确保系统能够长时间稳定运行。
通过基于51单片机的交通灯系统设计与实现,可以有效控制交通流量、提高交通效率,并确保道路的安全性。
同时,该系统还具有灵活性和可扩展性,可以根据实际需要进行调整和升级。
综上所述,本论文基于51单片机设计了一种交通灯系统。
通过电路设计、程序编写以及系统的实现,可以实现交通灯的控制和变换。
该系统具有智能化、高效性和稳定性等特点,有助于提高交通管理水平和道路安全。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/4a657dfcfc0a79563c1ec5da50e2524de518d0bf.png)
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。
基于8051单片机的交通灯的设计与实现
![基于8051单片机的交通灯的设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/7d20776afd0a79563d1e72b0.png)
1 前言在经济发展的现代,中国社会的进步不断加快,群众的日常生活的生活较以往有着显著的提高,多数的群众按照自身的状况和工作的步行需求,有针对性的选择属于自身的工具。
如今,每家每户都会有一辆小汽车,然而道路的数量的多少是一定的,车的数量增加的很快,车的数量与道路的数量极其不匹配,造成交通方面的车辆较为严重拥堵情况。
对上述的出现的交通问题应该进行相关处理,各自省份的城市为解决该状况,针对上述情况出台针对性政策,为控制路上拥堵情况,出台如下措施,如尾号限行,摇号等措施,交通压力得到了一定的缓解。
但是私家车数量不断增长,这些办法只能从表面上解决问题,但是没有处理其问题的根本。
应针对性处理,对城市中老化交通信号灯控制器更换为处理其问题的直接方法。
在民众出行的日常生活中,在红绿灯通行和等待用时方面,是变化幅度很小的;导致应急车辆未在规定的时限内过路口,别的道路上却没有车处于空闲状态。
因而,研发一套处理方案,能对现有信号灯不足及增加特殊情况方案优化。
新系统,能够特殊处理,并且解决市里车辆拥堵问题。
2 方案的设计本次设计的城市交通信号灯控制系统的核心由8051单片机控制,且进行信号的检测,工具为传感器,对象是对车流量和社会应急车辆,组成两个检测模块,分别为相应车流量和社会应急车辆。
当单片机检测的信号,是有效时,执行相应子程序,并根据子程序输出。
只有明确了本次设计需要做什么,才能设计出一个比较完美的红绿灯控制器。
在实时通行策划设计,检测车流量和社会应急车辆准确度的最为主要,因而需谨慎选择传感器;然后研究和设计方案,如供电方案、显示方案等。
图2-1 交通通行状态若一十字路口的方位,通常有东西南北方向,在随意一个时间段内,经由交通灯程序运行结果,能够同行的,只有东、西、南、北这四个方向中的一个,显示绿色信号灯;则别的剩余的三个别的方向为红灯,在红灯亮时,车辆和行人必须在路口等待,红灯亮一会;在通行和禁止上,会调换,在其过渡期间,在灯色是绿换红间时,显示的灯色为黄;以此循环灯色。
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——基于单片机的交通灯的设计和实现班级:计算机061参加人员:林传杰学号:23E-mail:332866429qq.目录1 引言 (1)2 交通管理方案论证 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 方案介绍 (2)3 交通灯系统硬件设计 (3)3.1 单片机概述 (3)3.2 系统构成 (4)3.3芯片选择与介绍 (4)3.3.1 AT89C51芯片 (4)3.3.2 输出信号与信号灯 (5)3.3.3 交通灯控制线路图 (6)4 交通灯软件设计 (7)4.1 程序设计流程图 (7)4.2延时的设定 (7)4.2.1 计数器初值计算 (7)4.2.2 相应程序代码 (7)4.3 程序的主控制调用 (8)5实验平台 (8)5.1实验平台 (8)5.2实验步骤 (10)5.2.1 按系统需求绘制电路图 (10)5.2.2 编写程序 (10)6 实训心得 (11)1 引言今天,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。
它由红绿两块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。
1914年,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,安装在纽约市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,当车辆接近时,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喇叭,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。
随着经济的发展,交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。
道路拥挤现象日趋严重,造成的经济损失越来越大,并一直保持大比例的增长。
现在交通系统已不能满足经济发展的需求。
由于生活水平的提高,人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。
在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务,有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。
并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失,同时也减小了工作人员的劳动强度。
中国车辆数量不断增加,交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。
智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。
使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制,带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。
2 交通管理方案论证2.1 设计任务东西(EW)、南北(SN)两干道交于一个十字路口,各干道有一组红、黄、绿三个指示灯,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,黄灯闪烁表示离红灯亮还有5S时间(警告状态)。
本设计给两干道分配了20S和30S的时间选择,可以根据干道上行人车辆流量来分配长短不同的时间。
2.2 方案介绍把设计任务细化为四个状态,其对应状态如图:整个交通灯控制由四个状态组成,可以用程序设计实现,也可用时序逻辑实现.以下方案就是分别用了这两种方法。
设计思想:说明:1、按键1和2按下是定时20秒,弹起定时30秒;button1控制右边两位数码管显示,button2控制左边两位数码管显示;2、按键3是当交叉路口发生交通事故时,紧急暂停通行;3、按键旁边的红点点一下按键就一直处于按下状态;我设计的按键控制是开光转换按键,所以需要更改状态需要按键一直按下去,不过要等一个方向的工作结束才能生效;比如:开始右边两位显示30秒,接下去左边如果按键没按下,左边显示也是30秒,如果需要接下去左边显示20秒,就在右边30秒工作的时候将控制左边的按键按下;想重新回到30秒就弹起按键就行了;3 交通灯系统硬件设计3.1 单片机概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。
单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。
通常,单片机由单个集成电路芯片构成,部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,部资源在增多,引脚的多功能化,以及低电压、低功耗。
可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。
顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。
因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。
现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。
现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。
究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
它主要是作为控制部分的核心部件。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
3.2 系统构成电路板一块,AT89C51单片机一片,七段数码管四个。
发光二极管9个(红黄绿各三个,一组控制东西干道,一组控制南北干道,一组显示按键状态),三个按键(按键1控制东西干道时间,按键2控制南北干道时间,按键三控制紧急暂停通行),若干电阻。
系统结构框图系统工作流程:(1)开启中断控制,数码管循环显示;(2) 中断时间到,进入中断处理程序,重新给定时器赋初值,搜索按键状态,判断显示状态,赋值给各参数,控制哪些灯亮哪几位数码管显示;(3)cnt加1,判断cnt是否等于20,确实1S时间到了,如果是sec减一;(4)判断sec是否到达5s,确实是否给警告标志参数赋值;(5)到达5s后程序判断sec等于0,确定更改状态;3.3芯片选择与介绍3.3.1 AT89C51芯片选用AT89C51芯片,其主要功能列举如下:为一般控制应用的 8 位单片机8051-based Fullly Static 24MHz CMOS controller with 32 I/O Lines,2 Timers/Counters, 6 Interrupts/2 Priority Levels, UART,Three-Level Program Memory Lock, 4K Bytes Flash Memory,128 Bytes On-chip RAM3.3.2 输出信号与信号灯要使行人能看见信号灯的情况,必须把P2口输出的信号降低,当P2某个端口为低电平,该支路指示灯亮(此处设计阴极接端口)。
LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。
如下图:而七段数码管的显示及与74HC164的连接显示不同的字形如 SP,g,f,e,d,c,b,a 管角上加上0FEH所以SP上为0伏,不亮其余为TTL高电平,全亮则显示为8。
采用共阴极连接:显示数值dp g f e d c b a 驱动代码(16进制)0 0 0 1 1 1 1 1 1 FEH1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH。
3.3.3 交通灯控制线路图DSN电路图已附上:traffic_light.DSN4 交通灯软件设计4.1 程序设计流程图略(word作图有点难度)程序流程图流程图说明:图中定时器在每50ms中断一下,设置为循环20次(此时为1秒),每1秒以后,sec 自动减1。
4.2延时的设定延时方法可以有两种一种是利用AT89C51部定时器的溢出中断来确定1秒的时间,另一种是采用软件延时的方法。
4.2.1 计数器初值计算定时器工作时必须给计数器送计数器初值,这个值是送到TH和TL中的。
他是以加法记数的,并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。
因此,我们可以把计数器记满为零所需的计数值设定为C和计数初值设定为TC 可得到如下计算通式:TC=M-C式中,M为计数器模值,该值和计数器工作方式有关。
在方式0时M为213;在方式1时M的值为216;在方式2和3为28 ;算法公式:T=(M-TC)T计数或TC=M-T/T计数T计数是单片机时钟周期TCLK的12倍;TC为定时初值如单片机的主脉冲频率为TCLK12MHZ,经过12分频方式0TMAX=213 *1微秒=8.192毫秒方式1TMAX=216 *1微秒=65.536毫秒显然1秒钟已经超过了计数器的最大定时间,所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题.实现1秒的方法我们采用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使T1定时50毫秒.这样每当T1到50毫秒时CPU就响应它的溢出中断请求,进入他的中断服务子程序。