交通信号灯课程设计 完整设计

单片机课程设计报告题目：单片机课程设计

院（系）工学院

专业电子信息工程

年级 08-1 姓名学号

指导教师

2011年 12月25日

摘要

道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路

交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序

地通行。

交通信号灯的种类有:机动车道信号灯,人

行横道信号灯,非机动车道信号灯,方向指示信

号灯,移动式交通信号灯,太阳能闪光警告信号灯,收费站天棚信号灯. 单片机概述：单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内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，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。

一、设计任务与要求

(1)A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行5分钟（调试时改为5 秒钟），B道放行4 分钟（调试时改为4 秒钟）。

(2)一道有车而另一道无车（实验时用开关K0 和K1 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。

(3)有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟，有紧急车时UINT0 为高电平。

(4)绿灯转换为红灯时黄灯亮1秒钟。

二、方案设计与论证

１.总体设计方案

东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，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。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表1

表1方案

（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为60秒。

（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。

（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。时间为80秒。东西方向车流大通行时间长。

（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

（5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。

2.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，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。

方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。

综上所述，我选择第二种方案。

三、单元电路设计

下图图2为交通信号灯DXP仿真所用总原理图

图１总原理图

四、元器件清单

交通信号灯的成品所需的硬件及所用工具如下表2：

元件序号型号数量备注

主芯片EPF10K10LC84-4 1片无

LED 灯通用型6只红.黄.绿各2个

焊接工具家用型1套无焊板通用型1个无

开关通用型4只无

PC机一般家用型即可1台带有VHDL开发工具

导线通用型若干无七段数码管通用型4个无

表2原件清单

五、软件部分

1.每秒钟的设定

延时方法可以有两种一中是利用MCS-51内部定时器才生溢出中断来确定1

秒的时间，另一种是采用软延时的方法。

2.计数器硬件延时

（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 为计数器摸值，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

（2） 计算公式：

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０ ＴＭＡＸ＝213 ＊１微秒＝８．１９２毫秒 方式１ ＴＭＡＸ＝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．

3.程序源代码（见附录）

六、 调试与分析

1. 将写好的程序代码按下列步骤操作调试

（1）输入项目文件名(File/Project/Name) 交通信号灯模拟：Traffic lights （2）输入源文件：

交通灯信号灯模拟：打开Traffic lights 作调试 （3）指定CPLD 型号(Assign/Device) （4）设置管脚、下载方式和逻辑综合的方式

(Assign/Global Project Device Option,Assign/Global Logic Synthesis)

（5）保存并检查源文件(File/project/Save & Check) （6）指定管脚(Max+plus Ⅱ/Floorplan Editor) （7）保存和编译源文件(File/project/Save & Compile)