智能交通灯控制系统的设计

唐山学院

单片机原理课程设计

题目智能交通灯控制系统的设计

系(部) ****系

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姓名####

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指导教师%%^&&&&

2013 年2 月25 日至 3 月8 日共 2 周

2013年 3 月8 日

课程设计成绩评定表

单片机原理课程设计任务书

摘要

交通灯是现代交通非常重要的一个组成部分，，一套好的交通灯系统往往对提升城市交通运输效率，降低事故发生率有至关重要的影响。

本系统由单片机系统、交通灯演示系统、按键系统、中断系统以及时钟电路、复位电路组成。本文设计的智能交通灯系统采用PROTEUS设计与仿真，程序的编译与调试采用Keil C51来实现。

本文所设计的智能交通灯采用了单片机AT89C51,选用了LED灯和多位数码管来模拟显示的交通灯切换状态。本系统除了实现最基本的交通灯功能以外，还有用来应对紧急情况的功能，这就是中断系统所实现的在有特定需要的情况下实现对交通灯状态的控制。对于提高城市交通效率有非常重要的作用。

关键词:交通灯单片机PROTEUS仿真

目录

摘要................................................................... I 1绪论. (1)

2设计方案简述 (2)

2.1实现主要功能 (2)

2.2设计方案与意义 (2)

3详细设计 (3)

3.1系统硬件电路设计 (3)

3.2 AT89C51芯片简介 (3)

3.3芯片74LS237介绍 (6)

3.4单元电路设计 (7)

3.5系统整体设计电路 (9)

3.6系统软件功能设计 (9)

4PROTEUS与Keil C51的操作 (12)

4.1硬件电路图的接法操作 (12)

4.2单片机系统PROTEUS设计与仿真过程 (13)

4.3仿真结果 (14)

5总结 (18)

参考文献 (19)

附录主要程序代码 (20)

1绪论

交通灯是人们日常出行必须要遵守的交通规则。它的发明源于19世纪初，近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是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，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。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。

基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。

本课程设计的任务就是设计一个交通灯的控制系统。鼓励学生在熟悉基本原理的情况下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

具体设计任务如下：

1．进行系统总体设计。

2．完成系统硬件电路设计。

3．完成系统软件设计。

4．撰写设计说明书。

设计要求：

1.该控制系统能控制东西南北四个路口的红黄绿灯正常工作。东西和南北方向分时准行和禁行。

2.两垂直方向的准行时间均为60s或120s，可以进行控制转换。

3.准行方向亮绿灯与禁行方向亮绿灯55s后，四个产品同时加亮一黄灯进行闪烁，以警告车辆及行人，准行方向与禁行方向即将改变。

4.四个道口无用数码管显示六人行或禁行的剩余时间

5.在交通情况特殊情况下可以通过K1、K2、K3按键对交通灯进行控制。

2设计方案简述

智能交通灯的设计思路如图1-1

图2-1 总体设计思路

根据智能交通灯的具有的功能，将它主要分为三部分，包括数码管显示剩余时间部分、交通灯显示部分和按键实现部分。总体设计思路如图2-1所示。

2.1实现主要功能

1.该控制系统能控制东西南北四个路口的红黄绿灯正常工作。东西和南北方向分时准行和禁行。

2.两垂直方向的准行时间均为60s或120s，可以进行控制转换。

3.准行方向亮绿灯与禁行方向亮红灯最后5秒时，四个路口同时加亮一黄灯进行闪烁，以警告车辆及行人，准行方向与禁行方向即将改变。

4.四个道口均用数码管显示准行或禁行的剩余时间。

5.在出现紧急状况时，可以通过人为操作进入特殊情况。在此包含了4种特殊情况，包括加长东西南北方向的通行时间，四个方向均禁行，东西方向保持通行南北方向禁行，南北方向保持通行东西方向禁行。当特殊情况结束时，人为操作进入正常状态。

2.2 设计方案与意义

根据实际生活中使用的交通灯，在此次的智能交通灯的设计中也将具有显示时间的功能，使我们的设计与实际结合起来，在此部分LED灯将配合红黄绿灯的发光时间显示数据，对于每个数据将使用定时器来实现定时1秒，当1秒时间到达，LED上显示的时间自动减1，当时间减至为0，交通灯变换红黄绿灯。

基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率，使其满足交通需要。

3详细设计

3.1系统硬件电路设计

硬件电路由AT89C51单片机、4个4位共阳极的数码显示管、复位电路、时钟电路、按键电路以及交通灯演示系统组成。

图3-1硬件系统框图

3.2AT89C51芯片简介

芯片AT89C51的外形结构和引脚图如图2-1所示。AT89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MC-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在