单片机课程设计简易交通灯

单片机课程设计报告

简易交通信号灯

姓名：xxx

学号：xxxxxxxx

专业：电子信息工程

班级：四班

目录1摘要

2 系统总体方案及硬件设计

2.1设计要求

2.2设计任务

2.3总体设计

2.4硬件设计

3 软件设计

3.1总体流程图

3.2子程序流程图

3.3循环控制思路

4 Proteus软件仿真

4.1正常运行仿真

4.2紧急中断仿真

4.3南北强制通行仿真

4.4东西强制通行仿真

5 课程设计体会

6 附录

6.1源程序代码

6.2仿真原理图

一．摘要

本设计是单片机控制的交通灯控制系统设计随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。

现在我们利用“自动控制”控制交通灯的方法。将事先编制好的程序输入单片机，利用单片机的定时、查询、中断功能；能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急情况。

二．系统总体方案及硬件设计

2.1设计要求：

1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。

2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；

3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。

4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。

5）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。

6）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。

2.2设计任务：

1）东西、南北车辆交替运行，时间可设置修改。

2）绿灯转为红灯时，黄灯闪亮（间隔1秒）。

3）能显示剩余时间。

4）能对交通运行进行控制。

5）增加了闯红灯报警器和拍照装置

2.3总体设计

2.4硬件设计

1）单片机线路连接

P0口接七段数码管，P3.6和P3.7口接数码管片选端

P1.0口接一LED指示灯作为闯红灯报警灯

P2口接三色LED指示灯作为交通指示灯

P3.1口作为串行中断口，用作紧急状态（全部禁止通行）控制端，由开关K2控制，高电平有效

P3.2和P3.3口作为外部中断口，用作调控车流的控制端，由开关K0和K1控制，端口低电平有效

P3.4口外接闯红灯报警开关K3

2）复位电路：上电+按钮

复位电路原理图

当8051的ALE及/PSEN两引脚输出高电平，RST引脚高电平到时，单片机复位。RST/VPD端的高电平，若直接由启动瞬间产生，则为启动复位，若通过按动按钮产生高电平复位称手动复位。图中，上电时，接通电源，电容器C相当于瞬间短路，+5V加到了RST/VPD端，该高电平使8051全机复位。若运行过程中，需要程序从头执行，只需按动按钮S，则直接把+5V加到了RST/VPD端，从而复位。显然，该电路即可以上电复位，也可以手动复位，是常用复位电路之一。

3）晶振电路

晶振电路原理图

4）键盘：独立键盘+中断

四个独立按键K0，K1，K2，K3 5）数码管显示：

LED7段共阴极数码管，循环扫描点亮6）发光二极管显示

红，黄，绿三色LED指示灯

三．软件设计

3.1总体流程图

3.2 紧急中断子程序流程图

3.3循环流程控制思路：

四．Proteus软件仿真1．正常运行时状态

2.强制南北通行

3.强制东西通行

4.紧急状态全部禁止通行

五．课程设计总结体会

在本次课程设计中，重新巩固了单片机理论课时，感觉到的内容很多，知识点很杂、很繁琐。通过自己的努力也更进一步掌握了单片机的内容构造和工作原理，以及接外部电路的情况。当然光有理论知识那只是“纸上谈兵”，还需实际动手去实践。真正把所学的用到日常生活中，理论联系实际，做出实物模型。这次单片机课程设计，我们设计的是简易十字路口交通灯设计，通过这次课程设计我感觉到要想做成功，必须花时间多做准备，查阅大量资料，每个过程都很繁琐，都要认真地分析每一步每一个模块要实现大的功能，然后分步进行编写调试，最后整合成在一起。

在这次课程设计中，让我感到过程决定结果，细节觉得成败。过程很艰难，每个细节都要认真的分析。

通过本次课程设计，我们要对所做的事情有耐性，在编程的时候有困难，也可能变得不一定成功，所以要经过多次调试，分析，改正，反复去做；认真虚心求教老师和同学。

在本次课程设计中，我们用汇编语言编写，觉得汇编语言很复杂很麻烦，51单片机只有五个可用的中断源，并且能用的寄存器少，每个参数都要放在寄存器里，很繁琐，而且格式是固定的，编写出来的程序很长。在这次课程设计中，经历了多次失败的洗礼，我明白在以后学习和实践中，我要努力掌握知识，多动手，多思考，以免在以后的学习工作中犯同样的错误。