基于单片机的交通灯设计
基于单片机的交通灯设计[20200406140516]
摘 要
交通信号灯是城市道路管理的重要设施，合理和智能化的交通信号灯系统能够保障城市交通的畅通，为人们的出行提供安全和便利。本设计在一个专用的单片机STC89C52开发平台上，设计了一款模拟的十字路口交通信号灯控制系统。
系统主要由复位电路、晶振电路、显示电路和按键电路组成。系统启动后，四个方向的红、黄、绿色LED灯被轮流点亮，并通过显示电路中的数码管显示维持时间的倒计时，用以模拟一个十字路口的交通灯系统。通过选择设置键，可以设置红黄绿3种交通灯亮灯的时间，设置时间使用“+”键和“-”键；通过选择模式键，可以使得交通信号灯进入交通管制的状态；按下复位键可以使系统恢复到初始化状态。
本文详细介绍了本系统的总体设计思想和电路结构，软硬件实现方法以及软件流程图，对主要关键程序代码进行了分析和讨论。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:交通灯单片机倒计时控制系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1交通信号灯控制系统的概述 1
1.2课题研究的主要内容和意义 2
1.3论文的组织和安排 2
第二章 系统的总体实现方案 3
2.1系统总体设计 3
2.2单片机的介绍 5
2.3单片机外围电路的设计 5
第三章 十字路口交通信号灯仿真系统设计 12
3.1 交通信号灯控制要求 12
3.2交通信号灯的状态变换 12
3.3模拟系统控制流程 13
第四章 单片机控制程序及其调试 15
4.1主程序 15
4.2按键程序 16
4.3显示程序 17
第五章 小结 19
参考文献： 20
致谢 21
附录一：电路图 22
附录二：源程序 22
第一章 绪论
1.1交通信号灯控制系统的概述
交通灯可以有效的梳理道路交通、提高道路的利用率、减少不必要的交通意外。而交通灯的发展已经有很长的历史了。
而随着社会机动车流量的不断增长，许多的社会道路交通拥挤成为很普遍的现象，所以，近30年，这些都市纷纷开始修建城市高速道路，在最初建设的高速道路也对减轻城市交通的压力起到了很好的效果。但是，城市交通的压力在不断增长而建设者缺少对这方面的估量，所以并没有充分发挥预期中的作用。从建设的高速道路的特点来考虑这也导致高速城市道路与普通道路连接处交通状况制约着社会的交通状况。因此，如何采用更高效的控制方法，最大限度的利用高成本修建的城市高速道路，缓解主要交通道路车流量拥堵的交通状况，这也成为了现代社会建设者们要考虑并且处理的首要问题。
在交通信号灯的悠久历史，在社会的道路上通过自动控制和手动控制交通信号灯系统，从时间的固定和灵活的部署时间，从不可变化发展到有感应调控等。交通信号灯的调控研究的成长，宗旨就是来解决社会的交通量的不断增长带来的越来越多的问题，道路的需求量在增加而问题也是接踵而至，所以局限于交通道路的建设暂时不足和交通运输工具的快速增长，这就需要不断的提高有限的道路资源，避免因为无控制原因所造成的不必要拥挤甚至瘫痪。还有的就是要有效的对交通网络进行实时调整和分流也是十分重要的。
交通网络的运转是城市的动脉，标志着一个城市的工业发展水平。交通运行关联着人们对于安全和时间。我们要科学的高效的提高交通的控制技术和道路交通的承载能力，这样能够确保社会道路交通的安全和高效。
在现在这个阶段，有很多的高科技和高智能化的社会道路交通的设计方案被提议出来，这样也就更便利的维护交通管理，给人们得生活提供了更高效的车辆运行环境。社会道路交通规模还在继续的扩大，设计者们对交通信号灯的控制技术也越来越先进，我们也需要从一个高层次的角度去分析和了解交通信号灯，对于不同社会道路有不同需要，我们就需要坚持不懈的去创造和改进，这样才可以不断提高交通技术的成长，使交通信号灯的研究是非常重要的。
1.2课题研究的主要内容和意义
此次通过单片机设计出模拟的十字路口交通信号灯的系统，交通灯控制系统要求的基本内容包括：系统的设计方案制定、系统硬件电路的制定、系统主要程序设计、软件的仿真以及系统的运行调试。而在这些内容中，设计方案的制定和硬件电路的设计尤为重要。首先，对于整个交通信号灯控制系统的功能要求，需要制定出可以实现这个功能不同的设计方案，并且选择其中的最佳方案。硬件电路的设计主要包括四个部分：主控制系统、信号灯的输出控制、时间的显示、电路电源的供应。系统程序设计已成为交通信号控制系统的难点，编程系统主要包括：初始化程序和系统主程序，外部中断服务程序和中断服务程序。系统的调试仿真软件Proteus完成。
交通信号灯对于维护城市交通秩序和高效率的运行有着不可或缺的作用。通过这次系统的规划设计和各部分功能的实现和改进研究，能够由自己设计出简单的控制系统，并且学会了用C语言编制单片机程序代码，调试并验证执行结果的基本步骤。通过本次系统的设计将在课本学习到的理论知识能够在实践中得到使用和验证，对单片机有了一个新的认识，掌握了单片机的运行原理以及它的应用功能，通过本次模拟十字路口交通信号灯的设计，让我意识到单片机在控制系统中的重要性。
1.3论文的组织和安排
第一章绪论介绍了交通信号灯控制系统的历史、现状及发展；还有课题研究的主要内容和意义。第二章为系统的总体实现方案，包含了系统硬件的设计、单片机外围电路的设计以及系统方案的论证。第三章是交通信号灯仿真系统的设计，交通灯的要求和运行状态。第四章是单片机控制程序的编制与调试。
第二章 系统的总体实现方案
2.1系统总体设计
2.1.1系统硬件设计
硬件设计是一个完整的交通信号灯系统不可或缺的一部分，在硬件设计中我们有很多的方面要求我们去考虑，首先最主要的就是要实现所要求的功能，但是还有以下几个因素需要我们考虑：①单片机系统的稳定性；②软件编程的简单化；③元器件的通用性；④还有系统的其它功能以及性能指标；因此，硬件的设计是非常重要的。我们从各个功能模块的实现去剖析探究。
2.1.2方案的论证
这次的毕业设计是按照单片机微型计算机做为核心，倒数计时的表示则是使用led的数码管，按照交通信号灯策划的需求我们研究了各个模块的几种不同的策划方法，并确定最佳的方案，一个系统的各种状态实时显示的实现，该系统还具有根据交通线在不同条件下一段时间可分别设置东西路与南北路，提高交通效率，缓解交通压力。系统的总体设计方案框图如图所示。
图为信号灯控制的框图，主要包含着Led信号控制电路、数码管的显示电路、键盘电路、复位电路、晶振电路、电源电路。
图2.1信号灯控制框图
1.电源的提供
为了使单片机模块能够稳定工作，需要有可靠的电源。本次设计考虑了两种可供电源方案：
方案一：采用独立稳压电源供电。该电源方案的优点是稳定性强，而且有各种优良的电路可供选用；缺点就是各个模块都需要采用独立电源，会使系统变得复杂化。
方案二：利用单片机的控制给系统提供电压。这个方法的突出特点就是系统简化单一，节俭成本；缺点是输出功率。
综上所述，选择第一种方案。
2.界面的显示
对于系统倒计时的功能也是有要求的。本次设计也考虑了两种的方法：
方案一：充分利用点阵LED显示。该方案的有较为全面的功能，可以直接和方便地显示各种汉字与英文，文字和图形，但实施更为复杂，需要做很多工作来完成软件设计。
方案二：充分利用数码管显示。该方案的优点是相对简单的实现，可以完成所需的倒计时功能。缺点是功能少，数字字符显示有限。
方案二已经可以满足设计要求，因此选择第二种方案。
3.信号的输入
这里同样有两种方案的选择：
方案一：利用从8255中扩展出来的I/O口、显示以及键盘等。这个的优点就是有计数器和RAM，使用起来很灵活可以实现编程。如果使用的方案，它可以提供更多的I / O端口，但它会感觉复杂。
方案二：按钮直接在I/O口线连接到系统。由于设计成流线型，优化了电路的电路。
摘 要
交通信号灯是城市道路管理的重要设施，合理和智能化的交通信号灯系统能够保障城市交通的畅通，为人们的出行提供安全和便利。本设计在一个专用的单片机STC89C52开发平台上，设计了一款模拟的十字路口交通信号灯控制系统。
系统主要由复位电路、晶振电路、显示电路和按键电路组成。系统启动后，四个方向的红、黄、绿色LED灯被轮流点亮，并通过显示电路中的数码管显示维持时间的倒计时，用以模拟一个十字路口的交通灯系统。通过选择设置键，可以设置红黄绿3种交通灯亮灯的时间，设置时间使用“+”键和“-”键；通过选择模式键，可以使得交通信号灯进入交通管制的状态；按下复位键可以使系统恢复到初始化状态。
本文详细介绍了本系统的总体设计思想和电路结构，软硬件实现方法以及软件流程图，对主要关键程序代码进行了分析和讨论。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:交通灯单片机倒计时控制系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1交通信号灯控制系统的概述 1
1.2课题研究的主要内容和意义 2
1.3论文的组织和安排 2
第二章 系统的总体实现方案 3
2.1系统总体设计 3
2.2单片机的介绍 5
2.3单片机外围电路的设计 5
第三章 十字路口交通信号灯仿真系统设计 12
3.1 交通信号灯控制要求 12
3.2交通信号灯的状态变换 12
3.3模拟系统控制流程 13
第四章 单片机控制程序及其调试 15
4.1主程序 15
4.2按键程序 16
4.3显示程序 17
第五章 小结 19
参考文献： 20
致谢 21
附录一：电路图 22
附录二：源程序 22
第一章 绪论
1.1交通信号灯控制系统的概述
交通灯可以有效的梳理道路交通、提高道路的利用率、减少不必要的交通意外。而交通灯的发展已经有很长的历史了。
而随着社会机动车流量的不断增长，许多的社会道路交通拥挤成为很普遍的现象，所以，近30年，这些都市纷纷开始修建城市高速道路，在最初建设的高速道路也对减轻城市交通的压力起到了很好的效果。但是，城市交通的压力在不断增长而建设者缺少对这方面的估量，所以并没有充分发挥预期中的作用。从建设的高速道路的特点来考虑这也导致高速城市道路与普通道路连接处交通状况制约着社会的交通状况。因此，如何采用更高效的控制方法，最大限度的利用高成本修建的城市高速道路，缓解主要交通道路车流量拥堵的交通状况，这也成为了现代社会建设者们要考虑并且处理的首要问题。
在交通信号灯的悠久历史，在社会的道路上通过自动控制和手动控制交通信号灯系统，从时间的固定和灵活的部署时间，从不可变化发展到有感应调控等。交通信号灯的调控研究的成长，宗旨就是来解决社会的交通量的不断增长带来的越来越多的问题，道路的需求量在增加而问题也是接踵而至，所以局限于交通道路的建设暂时不足和交通运输工具的快速增长，这就需要不断的提高有限的道路资源，避免因为无控制原因所造成的不必要拥挤甚至瘫痪。还有的就是要有效的对交通网络进行实时调整和分流也是十分重要的。
交通网络的运转是城市的动脉，标志着一个城市的工业发展水平。交通运行关联着人们对于安全和时间。我们要科学的高效的提高交通的控制技术和道路交通的承载能力，这样能够确保社会道路交通的安全和高效。
在现在这个阶段，有很多的高科技和高智能化的社会道路交通的设计方案被提议出来，这样也就更便利的维护交通管理，给人们得生活提供了更高效的车辆运行环境。社会道路交通规模还在继续的扩大，设计者们对交通信号灯的控制技术也越来越先进，我们也需要从一个高层次的角度去分析和了解交通信号灯，对于不同社会道路有不同需要，我们就需要坚持不懈的去创造和改进，这样才可以不断提高交通技术的成长，使交通信号灯的研究是非常重要的。
1.2课题研究的主要内容和意义
此次通过单片机设计出模拟的十字路口交通信号灯的系统，交通灯控制系统要求的基本内容包括：系统的设计方案制定、系统硬件电路的制定、系统主要程序设计、软件的仿真以及系统的运行调试。而在这些内容中，设计方案的制定和硬件电路的设计尤为重要。首先，对于整个交通信号灯控制系统的功能要求，需要制定出可以实现这个功能不同的设计方案，并且选择其中的最佳方案。硬件电路的设计主要包括四个部分：主控制系统、信号灯的输出控制、时间的显示、电路电源的供应。系统程序设计已成为交通信号控制系统的难点，编程系统主要包括：初始化程序和系统主程序，外部中断服务程序和中断服务程序。系统的调试仿真软件Proteus完成。
交通信号灯对于维护城市交通秩序和高效率的运行有着不可或缺的作用。通过这次系统的规划设计和各部分功能的实现和改进研究，能够由自己设计出简单的控制系统，并且学会了用C语言编制单片机程序代码，调试并验证执行结果的基本步骤。通过本次系统的设计将在课本学习到的理论知识能够在实践中得到使用和验证，对单片机有了一个新的认识，掌握了单片机的运行原理以及它的应用功能，通过本次模拟十字路口交通信号灯的设计，让我意识到单片机在控制系统中的重要性。
1.3论文的组织和安排
第一章绪论介绍了交通信号灯控制系统的历史、现状及发展；还有课题研究的主要内容和意义。第二章为系统的总体实现方案，包含了系统硬件的设计、单片机外围电路的设计以及系统方案的论证。第三章是交通信号灯仿真系统的设计，交通灯的要求和运行状态。第四章是单片机控制程序的编制与调试。
第二章 系统的总体实现方案
2.1系统总体设计
2.1.1系统硬件设计
硬件设计是一个完整的交通信号灯系统不可或缺的一部分，在硬件设计中我们有很多的方面要求我们去考虑，首先最主要的就是要实现所要求的功能，但是还有以下几个因素需要我们考虑：①单片机系统的稳定性；②软件编程的简单化；③元器件的通用性；④还有系统的其它功能以及性能指标；因此，硬件的设计是非常重要的。我们从各个功能模块的实现去剖析探究。
2.1.2方案的论证
这次的毕业设计是按照单片机微型计算机做为核心，倒数计时的表示则是使用led的数码管，按照交通信号灯策划的需求我们研究了各个模块的几种不同的策划方法，并确定最佳的方案，一个系统的各种状态实时显示的实现，该系统还具有根据交通线在不同条件下一段时间可分别设置东西路与南北路，提高交通效率，缓解交通压力。系统的总体设计方案框图如图所示。
图为信号灯控制的框图，主要包含着Led信号控制电路、数码管的显示电路、键盘电路、复位电路、晶振电路、电源电路。
图2.1信号灯控制框图
1.电源的提供
为了使单片机模块能够稳定工作，需要有可靠的电源。本次设计考虑了两种可供电源方案：
方案一：采用独立稳压电源供电。该电源方案的优点是稳定性强，而且有各种优良的电路可供选用；缺点就是各个模块都需要采用独立电源，会使系统变得复杂化。
方案二：利用单片机的控制给系统提供电压。这个方法的突出特点就是系统简化单一，节俭成本；缺点是输出功率。
综上所述，选择第一种方案。
2.界面的显示
对于系统倒计时的功能也是有要求的。本次设计也考虑了两种的方法：
方案一：充分利用点阵LED显示。该方案的有较为全面的功能，可以直接和方便地显示各种汉字与英文，文字和图形，但实施更为复杂，需要做很多工作来完成软件设计。
方案二：充分利用数码管显示。该方案的优点是相对简单的实现，可以完成所需的倒计时功能。缺点是功能少，数字字符显示有限。
方案二已经可以满足设计要求，因此选择第二种方案。
3.信号的输入
这里同样有两种方案的选择：
方案一：利用从8255中扩展出来的I/O口、显示以及键盘等。这个的优点就是有计数器和RAM，使用起来很灵活可以实现编程。如果使用的方案，它可以提供更多的I / O端口，但它会感觉复杂。
方案二：按钮直接在I/O口线连接到系统。由于设计成流线型，优化了电路的电路。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/359.html
