交通灯设计（版本2）

目录第一章：摘要.3第二章：引言.3第三章:设计方案.4第四章：设计目的和思路.44.1设计目的.44.2设计思路.4第五章:设计图.55.1交通规则图.55.2硬件和软件构成图.65.3设计总图.75.4交通灯各种状态（正常.黄灯.紧急）.85.5PCB板.10第六章：软件框图.116.1流程图设计.11第七章：交通灯的源代码.127.1源代码.12第八章：调试.168.1调试程序.16第九章：心得体会.16第十章：设计资料及参考文献.162第一章：摘要在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车近年来随着科技的飞速发展，一个以微电子技术、计算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃发展。计算机技术作为三者之一，怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用。单片机作为计算机技术的一个分支，正在不断的应用到实际生活中，同时带动传统控制检测的更新。在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件使用，针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加以完善。单片机系统采用的直流供电。为了系统稳定可靠，系统内集成了“看门狗”芯片，避免了系统因为死机而停止工作的情况发生。系统实用性强、操作简单、扩展性好。3第二章：引言作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。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。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。自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。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。中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。4第三章:设计方案采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器，实现以下功能：1.设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求主车道和干道两条交叉路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为主道通行25S，次道通行20S;2.延时25s，东西路口绿灯熄灭，黄灯闪烁3次。能变换运行车道3.黄灯闪烁后，东西路口红灯亮同时南北路口绿灯亮，南北方向开始通车4.延时25s，南北方向绿灯灭，黄灯闪烁3次，然后又切换成东西方向通车，如此重复。5.当发生交通意外，全部亮红灯，声音提示，进行交通事故的处理。第四章：设计目的和思路4.1设计目的了解交通灯管理的基本工作原理，熟练掌握STC89C51的工作原理，熟悉STC89C51单片机并行接口的各种工作方式和应用，并了解计数器定时器的工作方式，掌握多位LED显示问题的解决。4.2设计思路（1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。（2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示。（3）进行显示电路，灯状态电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。（4）进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用C语言编写程序，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写5第五章:设计图5.1交通规则图图165.2硬件和软件构成图图2图375.3设计总图图485.4交通灯各种状态（正常.黄灯.紧急）图5（正常）图6(黄灯)9图7（紧急）105.5PCB板213211233211233211233213211234567891011213141516171819204039383736353433231302928272625242322121298765431121876543219108765432191011287654321910112121123456789102112212121212121212121121212121212121287654321910112131415161718181716151413121109123456782122112112图82345167891012345678910112121212121212121212121212图911第六章：软件框图6.1流程图设计程序流程图如图所示：Y开始初始化南北红灯亮东西绿灯亮绿灯时间=0？显示信号灯持续时间NY南北红灯亮东西黄灯亮黄灯时间=0？显示信号灯持续时间NY南北绿灯亮东西红灯亮绿灯时间=0？显示信号灯持续时间NY南北黄灯亮东西红灯亮黄灯时间=0？显示信号灯持续时间N12第七章：交通灯的源代码7.1源代码#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitnom=P37;ucharcodeled_table10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/显示数码表ucharcodelight_state=0x21,0x12,0x0c,0x12;/交通灯状态存储表ucharcodeem_state3=0x24,0x21,0x0c;/紧急灯状态显示表ucharlight_time2=0,4,0,1,0,5,0,1;/显示时间存储表ucharstatebef,time1s=100,state=0;/存储紧急灯状态，定时基数，状态基数uinttime;/显示时间变量bitmd_flag,state_flag=1,red;/显示时间更改状态，状态切换标志位，红绿切换标志位/*-延时函数-*/voiddelay(void)uchari,j;for(i=100;i0;i-)for(j=100;j0;j-);/*-读状态函数：判断是否有紧急灯状况出现-*/ucharrd_emstate(void)ucharvalue;value=P3;value=4;valueif(value!=statebef)statebef=value;return1;/判断是否有紧急灯状况发生，保存按键值，置返回标志为1elsereturn0;/*-显示函数13-*/voiddisplay(void)if(md_flag=1)/显示更改时间状态if(1=red)/南北方向红灯时间显示P2=0xf6;P0=led_tablelight_time00;delay();/分钟P2=0xed;P0=led_tablelight_time01/10;delay();/秒的十位P2=0xdb;P0=led_tablelight_time01%10;delay();/秒的个位else/南北绿灯东西红灯亮时间显示P2=0xf6;P0=led_tablelight_time20;delay();/分钟P2=0xed;P0=led_tablelight_time21/10;delay();/秒的十位P2=0xdb;P0=led_tablelight_time21%10;delay();/秒的个位else/正常状态，显示时间P2=0xf6;P0=led_tabletime/100;delay();/分钟P2=0xed;P0=led_tabletime/10%10;delay();/秒的十位P2=0xdb;P0=led_tabletime%10;delay();/秒的个位/*-主函数-*/voidmain()/初始化定时器0，外部中断1EA=1;EX1=1;IT1=1;ET0=1;TMOD=0x01;TH0=-10000/256;TL0=-10000%256;TR0=1;while(1)if(rd_emstate()/如果有紧急灯按下，进行如下紧急处理switch(statebef)case0x04:P1=em_state0;TR0=0;break;/紧急灯14亮case0x02:P1=em_state1;TR0=0;break;/东西应急灯亮case0x01:P1=em_state2;TR0=0;break;/南北应急灯亮case0x00:TR0=1;break;default:break;if(state_flag)/正常状态下时间切换，如果状态标志为1，进行如下处理，进行状态间切换switch(state)case0:time=light_time00*60+light_time01;P1=light_state0;break;/南北红灯亮时间case1:time=light_time10*60+light_time11;P1=light_state1;break;/黄灯亮时间case2:time=light_time20*60+light_time21;P1=light_state2;break;/南北绿灯亮时间case3:time=light_time10*60+light_time11;P1=light_state1;break;/黄灯亮时间default:break;state_flag=0;/清标志位if(nom=0)md_flag=0;/恢复时间状态，更改为最近更改的值display();/*-定时器0-*/voidTime0int(void)interrupt1EA=0;TH0=-10000/256;TL0=-10000%256;time1s-;if(time1s=0)/一秒中到，重新置数time1s=100;time-;/显示时间自减if(time=0)/显示时间减到0时切换显示时间状态15state+;/四个状态轮流切换if(state=4)state=0;state_flag=1;/置状态切换标志位EA=1;/*-外部中断1-*/voidExint1(void)interrupt2EA=0;md_flag=1;/置更改时间标志位if(red)switch(P3&0X07)case6:light_time01+;if(light_time01=60)light_time01=0;break;/南北方向绿灯时间秒加小于60scase5:light_time00+;if(light_time00=10)light_time00=0;break;/分加小于10mcase3:red=0;break;/红绿灯切换elseswitch(P3&0X07)case6:light_time21+;if(light_time21=60)light_time21=0;break;/南北方向红灯时间秒加小于60case5:light_time20+;if(light_time20=10)light_time20=0;break;/分加小于10case3:red=1;break;/红绿灯切换EA=1;16第八章：调试8.1调试程序1打开Keil软件，新建工程；单片机交通灯设计2选择芯片；3新建文档，把编写好代码写入文档并保存了ASM文件；4把保存的文档加载到SourceGroup；5编译程序；6设置转换成16进制；7运行程序的结果；8把编译好的16进制文件(jtd.hex)输入单片机AT89S51仿真器和对其进行初始化。9给实验板进行通电，观察整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满意。17第九章：心得体会通过这次毕业设计，虽然在毕业合计前期我遇到了很多困难，甚至不知道如何下手，但是通过自己的亲手实践，不断的请教同学与老师，还有就是在课余实间上网收集资料等等不断的积累，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。在老师的讲解下，在通过自己的努力下也更近一步了解了单片机的内部构造和工作原理，以及接外部电路的具体情况。当然，光有理论知识那只是“纸上谈兵”，还需要实际动手去实践。真正把所学的知识用到日常生活中，理论联系实践，做出实物模型。在这次毕业设计实践中，我选的是基于单片机的交通灯控制系统设计，通过这次设计我感觉到想要做成功一件事，必须花时间去准备，查阅大量资料，认真分析每一部每一个模块要实现的功能，然后分步进行