基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

智能红绿灯控制器的设计

引言

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。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。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。

在交通红绿灯设计控制上,通过采用智能系统应用模式,尤其是基于单机片的智能控制系统,对于有效管制、疏导交通流量等方面具有明显的效果。本文旨在探索设计基于单机片的智能交通控制系统,通过按键或者遥控的设置等方式,进行技术参数的全面应用。

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目录

第一章选题背景 (3)

第二章方案论证 (3)

2.1 方案介绍 (3)

2.2 方案比较： (4)

第三章系统硬件设计 (4)

3.1 总体电路框图 (4)

3.2 系统构成 (4)

3.3显示电路的介绍 (5)

3.3.1 89C51芯片 (5)

3.3.2 7448芯片介绍 (6)

3.3.3 红绿LED信号显示灯及七段数码显示管 (6)

3.3.4 交通灯控制线路图 (7)

第四章交通灯软件设计 (8)

4.1 程序设计流程图 (8)

4.2延时的设定 (8)

4.3子程序的实现 (9)

第五章部分模块实现程序 (11)

第六章结论 (16)

第七章参考文献 (16)

第八章答辩记录及评分表 (17)

第一章选题背景

今天，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。

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。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。

关键词：AT89C51;7448，LED

第二章方案论证

2.1 方案介绍

方案1设计思想：

采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状

态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计

数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输

入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选

择和主干道的置数选择。

方案2 设计思想：

由两个传感器监视主干道方向即A道与支干道方向即B道的车辆来往情况，设开关

K=1为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况：

Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道；

Kb=1,表示A有车B有车，则优先通行A道；

Ka=0时：Kb=0表示A没有车B也没有车，同样优先通行A道；

Kb=1表示A没有车B有车，则仅通行B道。

2.2 方案比较：

方案1：用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强的可读性和较

强的可修改性，而2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提

供了一条较为便捷的解决方案。2首先将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起集成

用较少的芯片去完成所需功能。

我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论

从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初期

尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化，所以本设计以第一方案为主进行。

我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论

从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初期

尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化，所以本设计以第一方案为主进行。

第三章系统硬件设计

3.1 总体电路框图

3.2 系统构成

电路板一块，AT89S51单片机一片，7448芯片2片，七段数码管八个。发光二极管20个（8个绿的，8个红的，4个黄的用于交通控制），100欧姆电阻20个，2个按键，2个开关，51K欧姆电阻2个，5V稳定电源1个，3个电容2个单刀单掷开关等。

系统工作流程：

（1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行情况。

(2) 情况判定后由AT89S51单片机p1口及部分p2口输出二进制信号控制红绿黄灯亮的情况。

(3) 确定那些灯亮后，由对应的七段数码管来进行到计时显示。由p0口输出来控制七段数码管的显示，而p2口的高四位则用来控制数码管显示时的个位和十位（4）系统是否需要紧急工作状态，而此任务由外部中断来实现。

（5）LED采用5V的直流电来驱动，低电平。

3.3显示电路的介绍

3.3.1 89C51芯片

选用的AT89S51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的编程。用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下：

1) 为一般控制应用的 8 位单片机

2) 晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至 33MHz）

3) 内部程式存储器（ROM）为 4KB

4) 内部数据存储器（RAM）为 128B

5) 外部程序存储器可扩充至 64KB

6) 外部数据存储器可扩充至 64KB

7) 32条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制

8) 6 个中断向量源

9) 2 组独立的 16 位定时器

10) 1 个全双工串行通信端口

11) 8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能

12) 单芯片提供位逻辑运算指令

图3-1 AT89C51芯片