单片机交通灯控制课程设计报告

新能源与动力工程学院电子元器件调研与系统设计报告交通信号灯的制作专业电力工程与管理班级电力1201班姓名学号指导教师陆兴旺2015年12月指导教师评语及成绩评定表指导教师评语成绩实习过程（40）实习报告（50）平时成绩（10）总成绩（100）指导教师签字：年月日兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称：电子元器件调研与系统设计报告指导教师（签名）：班级：姓名：学号：201211352一、课程设计题目交通信号灯的制作二、课程设计设计技术要求：（1）用单片机stc89C51设计一个交通灯系统，并用数码管显示时间，LED指示通行。（2）用protel99se设计电路图，pcb图等（3）数码管用三极管驱动。三、课程设计的目的通过课程设计，主要达到以下目的：1．使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解；2．使学生掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、I/O口等；3．使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。四、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等）本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示。按键可以控制禁行、复位、东西通行、南北通行、时间加、时间减、切换等功能。五、工作进度安排1.熟悉题目、查阅资料，拟定设计方案按要求制定出切实可行的方案2.设计硬件电路及软件程序完成硬件设计及程序设计3.仿真调试及产品焊接先进行计算机仿真再完成实际焊接4.产品整理调试并完成设计报告实现设计要求，报告按要求装订成册5.答辩展示产品，并简明扼要自述五分钟六、主要参考文献[l]边海龙，孙永奎.单片机开发与典型工程项目实例详解[J].电子工业出版社，2008(10).[2]王为青，邱文勋.51单片机开发案例精选[J].人民邮电出版社，2001.[3]张鑫，华臻，陈书谦.单片机原理及应用[J].电子工业出版社，2008审核批准意见系主任（签字）年月日目录一、系统方案设计与要求..............................................................................................................11.1单片机交通灯控制系统通行方案设计............................................................................11.2单片机交通控制系统的功能要求....................................................................................21.2.1显示模块功能.................................................................................................................21.2.2按键模块功能................................................................................................................21.3单片机交通控制系统的基本构成及原理........................................................................2二、系统硬件电路的设计..............................................................................................................32.1系统硬件总电路构成........................................................................................................32.2单片机最小系统................................................................................................................32.3显示系统............................................................................................................................42.3.1LED显示........................................................................................................................42.3.2数码管显示.....................................................................................................................42.4键盘输入电路....................................................................................................................5三、系统软件程序的设计..............................................................................................................53.1程序主体设计流程............................................................................................................53.2子程序模块设计................................................................................................................6四、小结..........................................................................................................................................8五、参考文献..................................................................................................................................9附录A............................................................................................................................................10附录B............................................................................................................................................11附录C............................................................................................................................................121一、系统方案设计与要求1.1单片机交通灯控制系统通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图1-1所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状1，周而复始，即如图（图2-1）所示：直至状态6然后循环至状态1，通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下：图1-1交通状态东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行；东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时2秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换；南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行；南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时2秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下：表1-1交通状态及红绿灯状态状态1状态3状态4状态6东西向禁行等待变换通行等待变换南北向通行等待变换禁行等待变换东西红灯1100东西黄灯0001东西绿灯0010南北红灯0011南北绿灯1000南北黄灯01002东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管4个，在任一个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表2-1所示。说明：0表示灭，1表示亮。1.2单片机交通控制系统的功能要求本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示。按键可以控制禁行、复位、东西通行、南北通行、时间加、时间减、切换等功能。1.2.1显示模块功能显示模块分数码管显示和LED显示，数码管倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯颜色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的一种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。通过两种显示结合，是本设计更合理可靠。1.2.2按键模块功能本系统要求的按键控制不多，且I／0口足够，可直接采用独立式。按键可以设置系统的运行状态，禁行状态为数码管均显示“00”，红灯全亮；复位按键可以将整个系统复位；东西通行是东西方向的绿灯亮，南北方向上的红灯亮；南北通行为南北方向上的绿灯亮，东西方向上的红灯亮；时间加减可以设置通行和等待通行的时间；切换按键可以切换加减的方向时间。通过安检模块的控制，使得整个系统具有灵活性，实用性。1.3单片机交通控制系统的基本构成及原理十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用STC89C52单片机以及单片机最小系统和三极管驱动电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。在相同的时间里提高通车的质量、效率。并能在高峰期根据实际状况结合方程式控制按钮来调整主次干道的通车时间，降低交通拥挤堵塞现象。并使交通控制系统具有紧急控制，使救护车、救护车通过时，使两个方向均亮红灯，救护车和消防车