《毕业论文：基于51单片机的智能交通灯系统设计》.doc

1. 设计思路 1 2.1 电源提供方案 1 2.2 显示界面方案 2 2.3 输入方案： 2 3 单片机交通控制系统总体设计 2 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 2 3.2 单片机交通控制系统的功能要求 3 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 4 4智能交通灯控制系统的硬件设计 4 4.1 AT89C51单片机简介 4 4.1.1 AT89C51单片机的主要特性 5 4.1.2 主要引脚功能 5 4.2 交通灯中的中断处理流程 7 4.3 系统硬件总电路构成及原理 8 4.3.1系统硬件电路构成 8 4.3.2系统工作原理 8 4.4其它硬件介绍及连接 9 4.4.1八段LED数码管 9 5 系统软件程序的设计 11 5.1 程序主体设计流程 11 5.2 理论基础知识 12 5.2.1定时器原理 12 5.2.2软件延时原理 13 5.2.3 中断原理 13 5.3子程序模块设计 13 5.3.1状态灯显示及判断 13 5.3.2 LED倒计时显示 14 5.3.3 紧停及调整时间中断子程序 14 5.3.4 红绿灯时间调整程序 15 5.4 系统软件调试 17 5.4.1 TKS仿真器 17 5.4.2 集成开发环境KEIL 17 参考文献……………………………………………………………………………………………..17 设计心得体会………………………………………………………………………………………...18 附录……………………………………………………………………………………………………19 基于单片机的交通控制系统模拟设计 摘要： 自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，本系统利用单片机89C51作为核心元件，实现了从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。方案比较、设计与论证电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。考虑了两种电源方案方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我选择第二种方案。2.2 显示界面方案该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等实现复杂，且须完成大量的软件工作综上所述，我选择第种方案。 输入方案：题目要求系统能灯亮时间处理紧急情况，我了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。方案二： 直接在IO口线上接上按键开关。由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 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： I／0口资源，一般用于按键数量少的系统。后者适用于按键数量较多的场合，但是在单片机I／0 口资源相对较少而需要较多按键时，此方法仍不能满足设计要求。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。 （3）紧急处理 交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车等急行车通过等，我们都必须尽量允许其畅通无阻，毕竟在这种情况下是分秒必争的，时时刻刻关系着公共财产安全，个人生死攸关等。由此在交通控制中增设禁停按键，就可达到想此目的。 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 单片机设计交通灯控制系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，当然，接入LED数码管就可以显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。本系统在此基础上，加入了紧急情况处理与时间调整功能。 图2系统的总体框图 据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块模块接受输出。系统的总体框图如上所示。 单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。在此过程中随时调用急停按键和时间调节中断。 4智