基于单片机控制的交通灯控制器设计毕业论文.doc

基于单片机控制的交通灯控制器1设计目的与要求设计出一个用于控制灯的控制器。准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）显示：东西和南北方向各一组（红、黄、绿）指示灯，按一般交通规则进行循环顺序开通和断开。（2）东西和南北方向分别具备”可急车强通控制”。2设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；3编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。4答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。论文结构清晰，层次分明，理论严谨任务书要求单页打印。1.5倍行间距，标准字间距。目录1引言12总体设计方案12.1设计思路22.2总体设计框图23设计组成及原理分析33.1时钟、复位电路设计33.2数字显示电路设计43.2.174LS245介绍43.2.2LED数码显示设计43.3信号灯控制电路53.4可急车强通控制电路54总结与体会6参考文献6附录17附录291基于单片机控制的交通灯控制器应教054班吴超超摘要：本设计采用MSC-51系列单片机为中心器件来设计交通灯控制器，根据8051单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。同时给出了软硬件设计方法,设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要技术问题都有涉足。本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，另一种是故障或紧急状态，并分别用黄、红、绿色灯的不同组合来表示。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标,论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应用。介绍了用于城市交叉路口的三色程控交通信号时间显示器的研制方案，对其电源供电、发光二极管构成的负载结构、灯色时间检测都给出了精巧合理的优化结构，大幅度地提高了产品可靠性并降低了制造成本。关键词：89S51单片机；交通灯；自动控制；时间显示；延时；外部中断1引言十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化，以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS-51系列的单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。正常情况下，十字路口的红绿灯应交替变换，考虑紧急情况下，如有救护车或警车到来时，应优先让其通过。在本文中，用发光二极管来模拟信号灯，救护车的优先通过请求信号由外部中断技术来模拟。要求使用AT89S51编程实现延时倒计时，实现南北和东西的通车时间的控制，外部中断实现急车强通功能，要求对通行时间进行倒计时，从P1口输出，P0,P2控制LED上显示倒计时。以此来实现十字路口交通灯的指示功能。当前，交通事业蓬勃发展，交通流量年年增长，大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增，道路交通繁忙，经常有严重堵车现象，特别是在交叉口，机动车、非机动车、行人来往非常混乱，为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流。本人根据单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，提出了一种用MCS-51单片机自动控制交通信号灯及时间显示的方法，同时给出了软硬件的实现方法，为交通指挥自动化提供了一种新的廉价手段，具有一定的推广意义。2总体设计方案2.1交通灯控制的设计思路选用MCS-51单片机来实现，根据设计要求，交通信号灯控制器的外部输出信号为主、副车道红、黄、绿灯共12个驱动信号；编程使相应位复/置位来实现信号灯的亮/灭控制，使得十字路口的红、绿灯交替点亮；在灯色交换时，黄灯提醒。设计要求有紧急车辆通过时，此道强制亮绿灯，等待紧急车辆通过。可以通过软件中断来完成此紧急任务，定义INT1中断并为下降沿触发，编写对应中断向量子程序和中断服务程序，完成中断处理。2设计还对定时控制有所要求。对于精确定时，应该用计数器加以控制，硬件实现复杂度增加。考虑到该设计对时间精度要求不高，所以采用软件定时可以大大简化电路。先计算出程序单部执行的时间，设置循环参数，利用if语句按设计要求完成定时控制。2.2设计方框图图1交通灯电路的方框图3交通灯控制的设计原理分析采用单片机的I/O口P1口直接和交通灯连接,控制程序放在MCS-51单片机如AT89C51的ROM中,在十字路口的四组红、黄、绿交通灯中,受单片机P1.0P1.7和P3.0、P3.1、P3.3、P3.7控制,由于交通灯为发光二极管且阳极通过限流电阻和电源正极连接,因此I/O口输出低电平时,与之相连的相应指示灯会亮,I/O口输出高电平时,相应指示灯会灭。紧急车请求通过的信号由人工控制,以中断方式输入单片机,无紧急车通过时,中断引脚INT0通过电阻和电源正极连接为高电平,不产生中断请求,单片机执行主程序,有紧急车通过时,中断引脚采用人工方法接地为低电平,产生中断请求,单片机执行中断服务程序,让紧急车通过,紧急车通过后,中断引脚变为高电平,返回主程序。本系统利用12MHZ晶振和两个瓷片电容并联为AT89C51单片机提供工作频率，用6只发光二极管模拟交通信号灯，以AT89C51单片机的P1口控制6只发光二极管.口线输出高电平则“信号灯”熄，口线输出低电平则“信号灯”亮。用数码管模拟交通灯上的数字显示板。数码管的七段由AT89C51的P0（P0.0-P0.6）口控制，数码管由P2（P2.0-P2.4）口选通，