基于单片机的交通灯控制系统的设计

基于单片机的交通灯控制系统的设计

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ﻩ

《单片机原理及应

用》

课程设计说明书

设计题目：基于单片机的交通灯控

制系统的设计

学院：工学院

专业：电气工程及其自动化（1)班设计者:胡忠鹏

学号：０917７012

指导老师：周平

设计时间：２０１2年5月21日～2０１２年６月

２日

目录

摘要3ﻩ

1 引言.................................................... 错误!未定义书签。

2 总体方案设计ﻩ３

2.1设计要求ﻩ错误!未定义书签。

2.2性能指标4ﻩ

2.３硬件规范 (5)

3 ＳTC８9C5２概述:5ﻩ

3.1基本构造ﻩ５

3．2性能特点5ﻩ

4 课题描述与分析5ﻩ

4.1交通灯系统需求描述与分析5ﻩ

4.2交通灯系统开发步骤 (6)

5 交通灯课题设计6ﻩ

5．1总体设计6ﻩ

5．2硬件设计 (6)

5．3软件设计 (8)

6 系统测试 (9)

6.1硬件调试10ﻩ

6．2软件调试 (10)

7 总结 (10)

７.1系统设计总结1ﻩ０

7．2个人总结1ﻩ０

致谢12ﻩ

参考文献ﻩ１3

附录....................................................... 错误!未定义书签。

基于单片机的交通灯控制系统的设计

作者：杨东升温剑波

指导老师：吴敏

(安徽农业大学工学院电气工程及其自动化)

摘要:交通在人们的日常生活中占有重要的地位,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。本次课程设计采用单片机STC89C５2RＣ为核心器件来设计道路交通信号灯控制器。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示。通过Ｋeiｌ软件编写主程序，延时程序，显示程序，中断程序，按键程序等实现主次路口的红黄绿三色灯的显示控制。经过不断地调试,最终实现了对十字路口交通灯的模拟。

关键词:单片机交通灯程序设计数码管显示电路

1引言

本设计的目的:通过单片机STC８９C５2来设计道路交通信号灯控制器,通过软件编程设计实现主干道与次干道的红黄蓝三色灯时间设置，并且能够动态修改，从而达到对路口交通状况的实时控制

本设计的背景：随着科学技术的发展，单片机技术在电子信息，通信,自动,控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。而当今社会汽车数量急剧增加，交通的问题日益突出,因此设计交通灯的重要性也就显而易见,为了确保十字路口的行人和车辆的安全，需要采用电子控制的交通信号来进行指挥。

本设计的适用范围：适用于交通道路路口需要全自动控制主干道与次干道等道路。

本课题的研究意义：本次课程设计将先进的单片机技术与道路交通控制相结合起来，通过硬件设计与软件编程实现道路交通的全自动控制，同时实现交通线路车辆的多少实时调整，在减少人力的同时也保证了道路交通的安全，保障了行人与车辆的安全与城市交通的顺畅。对城市的现代化建设起到了重要的作用。

２总体设计方案

下面对交通灯课程设计的基本要求与硬件设计做简单概述。

2.1设计要求：

道路路口交通灯仿真如图1所示：

图１道路路口交通灯仿真图

南北、东西两干道交与一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指示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,切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2-1所示

表2-１交通道路路口交通灯点亮示意表

交通信号灯工作模式

3０S 3S 40S 3Ｓ．..．..

时间

ﻫ方向

南北向绿灯亮黄灯亮红灯亮红灯亮..．...．

东西向红灯亮红灯亮绿灯亮黄灯亮......

2.2性能指标

(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。通行时间为３０秒。

(2）黄灯闪烁3秒，警示车辆和行人红、绿灯状态即将切换。

（3）当东西方向为绿灯,此道车辆通行;南北方向为红灯,南北道车辆禁止通行，行人通行。时间为40秒。南北方向为主干道,东西方向为支干道。

(4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次处出现这样行人和车辆

就能安全畅通的通行。

(5)此表可根据车辆动态设定红绿灯初始值。

2．3硬件规范

单片机:单片机选用SＴC8９Ｃ52RC,它与805１系列单片机全兼容,但其内部带有4ＫＢ的ＦLASH ROM，设计时无需外接程序存储器,为设计和调试带来极大的方便。

LEＤ显示系统:出现紧急情况时，用两个数码管显示两个车道的禁行时间，设计时可利用单片机的P1口和P２口作为字段和片选信号输出，经驱动芯片后驱动数码管显示倒计时时间。

中断系统设置1个程序按键:当出现紧急情况时，按下按键，单片机就能接收到一个外部中断信号，执行中断命令。另需配置一个非程序按键:系统复位键。

电源供电系统本系统采用USB~5V直流稳压电源供电，这样可以优化设计过程。

3 STＣ８９C52RC概述

3．1 基本构造

SＴC89C5１RC 系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/ 高

速/ 低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051 单片机,１2 时钟/ 机器周期和6 时钟/ 机器周期可任意选择，最新的D 版本内部集成MAX810 专用复位电路。

3.2 性能特点

增强型６时钟/ 机器周期,12 时钟/ 机器周期 8051 CPU；工作电压：5.5V - 3．4V（５V 单片机）/ ３.8V － 2．０V(3V 单片机）；工作频率范围：０－ 40 MHz,相当于普通8051 的 0~８0ＭHz.实际工作频率可达48ＭH ｚ；用户应用程序空间４K / 8Ｋ／ 1３Ｋ / 16Ｋ / 20Ｋ／ 32K / ６4K 字节；片上集成１２８０字节 / 5１2 字节 RAM; 通用I/Ｏ口(32／3６个），复位后为： P１/P２/P3/P４是准双向口/ 弱上拉(普通８051 传统I／O 口)，Ｐ0 口是开漏输出,作为总线扩展用时，不用加上拉电阻,作为Ｉ/O 口用时，需加上拉电阻；I S P （在系统可编程）/ I A P (在应用可编程）,无需专用