AT89C51 交通信号灯控制系统.doc

AT89C51 交通信号灯控制系统 摘 要 随着中国城镇化速度的较快，交通事故也日趋发生，所以合理的交通控制方法能有效的缓解交通拥挤、减少尾气排放及能源消耗、缩短出行延时，改善我国独有的交通问题。而平面交叉口是城市交通的关键，它是整个城市道路的瓶颈地带，对其进行交通信号控制方法的研究具有重大意义。所以交通信号灯是维护城市交通的主要设施，而我们本次复杂的十字路口交通灯控制系统设计主要是利用AT89C51制作并仿真.并且在单片机的选择上，考虑到电路的简单和成本的削减，我们选择性价比最好的AT89C51，而且能够使程序简单。对紧急车辆通过的处理，采用中断的方法，由中断处理程序处理。通过单片机控制交通灯不仅能提高我们理论联系实际的能力，而且能够熟练掌握汇编语言的编程方法，掌握定时/计数器的使用方法和简单程序的编写，最终提高逻辑抽象能力和动手能力。 关键字：AT89C51 中断 交通信号控制 1 概 述 1 2 原理及说明 2 3 硬件电路设计 3 3.1 单片机复位电路 3 3.2 交通LED灯外围驱动电路 3 3.3 单片机主电路 4 3.4 整体电路图设计 5 4 软件设计 6 4.1 系统程序流程图设计 6 4.2 系统程序设计 7 总 结 10 感 谢 11 参考文献 12  1 概 述 目前在世界范围内，一个以微电子技术、计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。为使我国尽快实现经济信息化，赶上发 达国家水平，必须加速发展我国的信息技术和信息产业。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应 用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯的管理，用以控制过往车辆的正常运作。 本设计从定时控制控制着手，解决交叉口信号控制中存在的问题：定时控制信号周期固定，不能根据实际的交通流状况随时调整信号控制参数，因此造成很多不必要的时间等待和资源浪费；对左转车辆较少的单交叉口一般采用有固定左转相位的定时控制方法，此信号控制中的左转车辆通行对直行车辆影响很大；行人过街信号与上游交叉口的不协调导致车辆通过上游交叉口后遇到行人过街而再次停车。基于上述交叉口信号控制存在的问题，本设计进行了如下研究：①介绍了常用定时信号控制算法和感应信号控制的基本工作原理，分析了传统定时控制的优越性和局限性。②设计了一种多周期的交叉口定时信号控制方法，这种方法能使交叉口根据实际交通情况选择合理的定时信号配时方案。③设计了两种行人过街信号控制方法。当上游交叉口是定时控制时，行人信号采用与上游交叉口协调信号控制方法；当上游交叉口是感应控制时，行人信号采用感应信号控制方法，并与定时控制进行了仿真比较。 本设计将要完成红灯停，绿灯行，黄灯停2S的操作，并且如当一道有车而另一道无车是，交通灯控制系统能立即让有车的车道放行； 当有紧急车辆（如110、112、119等急救车）要求通过时，此系统应能禁止普通车辆通行，路口的信号灯全部变红，以便让紧急车辆通过。假定紧急车辆通过时间为2s，紧急车辆通过后，交通灯恢复先前状态。 首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如下图1所以，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯亮。过一段时间后，转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪几下，南北还是红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。过一段时间后转状态4，南北绿灯灭，闪几个黄灯，东西还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。列出交通信号灯的状态表如表1所示（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）。 图1 红绿灯控制系统流程图 对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。 3 硬件电路设计 3.1 单片机复位电路 单片机的复位操作有上电自动复位和手动按键复位两种方式。本次设计采用上电复位电路设计，如下图2所示。 图2 上电复位电路 上电瞬间由于电容C上无储能，其端电压近似为零，RES获取高电平，随着电容器C的充电，RES引脚上的高电平将逐渐下降，当RST引脚上的电压小于某一数值后，单片机就脱离复位状态，进入正常工作模式。只要高电平能保持复位所需要的时间（约两个机器周期），单片机就能实现复位。 3.2 交通LED灯外围驱动电路 将A道上的两个同色灯连在一起，B道上的同色灯