交通灯设计

摘要

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，一位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

摘要 (2)

前言 (5)

1.专题设计任务 (6)

1.1设计要求 (6)

1.2基本技术要求 (6)

2.设计思路 (6)

3.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证 (6)

3.1电源提供方案 (6)

3.2显示界面方案 (7)

3.3输入方案 (7)

4.单片机概述 (7)

5.芯片简介 (7)

5.1 MSC-51芯片简介 (7)

5.2 74HC573简介 (11)

5.3 数码管简介 (12)

6.系统硬件设计 (14)

6.1 交通管理的方案论证 (14)

6.2 系统硬件设计 (14)

6.2.1 系统总框图 (14)

6.2.2 系统工作原理 (15)

6.2.3 电路原理图 (15)

6.2.4电路PCB图 (15)

6.2.5 元器件布局图 (15)

6.2.6 元器件清单 (15)

7.控制器的软件设计 (15)

7.1 每秒钟的设定 (15)

7.1.1 1秒的设定方法 (15)

7.1.2 相应程序代码 (15)

7.2 时间及信号灯的显示 (16)

7.2.1 显示原理 (16)

7.2.2 80C51P0口输出信号接发光二极管 (16)

7.2.3 80C51P1口输出信号与数码管的连接 (17)

7.3 C语言程序 (17)

8. 结果分析 (20)

9. 致谢 (21)

10.附录 (21)

附录一………………………………………………………………………

附录二………………………………………………………………………

附录三………………………………………………………………………

附录四………………………………………………………………………

附录五………………………………………………………………………11.参考文献…………………………………………………………………………

引言

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。1968年，美国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特的会议大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两种旋转式方形提灯组成，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透光其组成，1914年安装于纽约市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。带控制得红绿灯，一种是把压力探测器放在地上，车辆一接近红灯变成绿灯；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走，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的正在路口内行驶的车辆和过人行道的行人先通过，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。

1.专题设计任务

1.1设计要求：

用单片机最小系统构成一个交通灯系统，基本要求如下：

1. 选择合适的LED灯和单片机芯片。

2. 设计单片机和红、黄、绿三个信号的接口电路

3. 软件设计实现正常交通。

1.2基本技术要求

一、供电直流稳压电源的各项技术指标：

①输入电压：50Hz②输出电压：

5V③输出电流：≥1A④电压调整率：

≤7mV（测试条件I=500mA）⑤电流调整率：

≤25mV(测试条件10mA≤I≤1.5A)

二、交通灯控制器的基本技术指标：

1.红绿灯亮三秒，黄灯闪烁1秒，然后切换。

2. 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.

（3）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，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。

3.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证

3.1 电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：

方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟