交通灯控制系统设计案例(DOC)

交通灯控制系统设计

第1部分方案选择及总体设计

1. 1方案选择

能实现此电路的方法很多，我们根据实际将范围定在以下几个比较切合我们的方案中。

第一种方案：采用数字电子技术实现。用基本的555芯片（利用单稳态实现定时），计数芯片（如74LS163, 74LS160等）完成计时功能，控制电路芯片，译码芯片（如74LS138）等基本芯片，结合电阻，电容等基本元件，通过逻辑电路实现交通灯的功能。

第二种方案：使用单片可编程来实现交通灯的功能。利用单片机的外围扩展，显示电路构成基本硬件。然后编程实现对定时，控制，显示电路的控制，然后调试，完成设计。

结合实际情况，根据毕业设计任务书的要求，我们经过讨论和论证，最终一致选用第二种方案的设计思路对交通灯控制系统进行设计。

1. 2总体设计

1. 2. 1系统构成

整个系统的构成以80C51单片机为核心，由I/O 口扩展，LED数码管显示，紧急情况中断电路还有复位电路等组成。

单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。

行车方向指示采用LED发光二极管，可有红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观。

行人通行指示也同样采用LED发光二极管，用红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观，简洁明了，更方便控制。

按键控制台，可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置紧急情况发生时的交通灯状态控制人机界面非常友好。

系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字

99。

友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以

及丰富的功能是本设计的亮点。

整个硬件电路组成模块如图1;

1. 2. 1功能概述

本设计由中断系统、单片机、LED 数码显示模块和按键等构成。单片机是

集成的IC 芯片AT89C51单片机，只需根据实际选型。其他部分都需要根据应用 要求和性能指标自行设计。

LED 数码显示电路

80C51

中断系统电路

单片机

复位电路

键盘控制电路

图1-1.系统硬件构成模块

交通灯控制电路

紧急情况处理电路

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注：以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图， 四个方向的LED 指示灯，代表四个方位的交通信号灯，电路图的下方是单片机 控制系统。复位，中断等子电路。

1、本系统交通灯控制规则如下：

(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄

硬件总体框图

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二种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。

(2)共有四种通行方式:

① 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为 1分钟, 各路右拐比直行滞后

紧急情况结束后再转成自动状态。

10秒钟开放。

②南北向左拐、 各路右拐，行人禁行。通行时间为 1分钟。 ③东西向直行、 各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为

1分钟,

各路右拐比直行滞后 10秒钟开放。

④东西向左拐、 各路右拐。 行人禁行。通行时间为 1分钟。

⑶ 在通行结束前10秒钟,

绿灯闪烁直至结束。

2、 有倒计时时间显示时间,

3、 若交道口出现紧急情况, 红绿灯切换提前 5秒亮黄灯提示。

交警可手动控制：全路口车辆禁行、行人通行。

第2部分系统硬件设计

2 . 1交通灯四种通行模式及行车方向指示

按交通灯控制规则，每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个 灯有红、绿两种颜色灯。

4组LED 数码管按照设置的通行时间（各路口默认的通行时间均为

绿；东西直行：红；各路右拐：绿；左拐：红；人行道：南北绿，东西红；各路

1分钟）

进行倒计时，并各自进行红、绿灯显示,

共有四种通行方式，分别为:

图2-2 通行方式一示意图 图2-3 通行方式二示意图

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图2-4 通行方式三示意图 2-5 通行方式四示意图

通行方式一：倒计时时间为 50s （通行时间）

，红绿灯状态为：南北直行:

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