城市道口交通灯控制系统的设计.doc

毕业设计（论文） 题 目： 城市道口交通灯控制系统设计 系 别： 物理与机电工程系 专 业:学 号:姓 名:目 录 第一章 系统功能 1 第二章 方案论证与比较 1 第三章 系统硬件电路的设计 3 3.1 主控制系统 3 3.2 通行灯输出控制 3 3.3 时间显示模块 4 3.4 特殊车辆自动通行控制模块 4 3.5 盲人提示音电路 4 3.6 电源电路 5 第四章 系统主要程序的设计 6 4.1 初始化程序 6 4.2 主程序 6 4.3 外中断1中断服务程序 6 4.4 定时器中断服务程序 7 第五章 调试及性能分析 9 结论 10 致谢语 11 参考文献 11 附录1 控制源程序清单 11 附录2 系统设计总电路图 20 附录3 硬件调试图片 22 城市道口交通灯控制系统的设计 林美兰 三明学院2007级电子信息工程技术（2）班 福建三明 365004 【摘 要】 本设计以单片机AT89C52为核心 ,管作为直行左右拐弯指示,以LED数码管作为倒计时指示 ,以实现特种车辆检测, 自动控制手动控制转换等在此基础上,语音提示系统工作实用性强操作方便，,整体性好对优化城市交通具有一定的意义。关键词单片机AT89C52程序流程图 第一章 系统功能 城市道口交通灯控制系统模型采用单片机作为主控制器，用于十字路口的车辆及行人的交通管理，每个方向既有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，计时牌显示路口通行转换剩余时间，在出现警急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态。另外，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其它车辆禁行通行的状态，15s后系统自动恢复正常管理。其他还有盲人提示音、120s与60s通行管理转换等功能。 第二章 方案论证与比较 方案1：采用标准AT89C52单片机作为控制器；显示倒计时显示采用3位LED数码管；左拐、右拐、直行及行人4中通行指示灯采用双色高亮发光二极管；LED显示采用动态扫描，以节约端口数。特种车辆通行采用实时中断完成，识别方法采用红外线发射及接受方案。按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求。该系统具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少，可靠性高等特点。整个电路组成框图如图2-1所示。 图2-1 采用LED动态扫描的交通灯控制系统 方案2：采用AT89C2051单片机作为控制器；通行倒计时显示采用16×16点阵LED发光管，左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯也采用16×16点阵LED发光管。该系统设计框架如图2-2所示。列驱动采用74LS595以实现串行端口扩展，行驱动采用4/16译码器74LS154动态扫描，译码器74LS154生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。每条行线上需要较大的驱动电流，应选用大功率三极管作为驱动管。这种设计方案的图案显示逼真，单片机占用端口资源少；缺点是需要大量的硬件，电路复杂，耗电量大，在模型制作中较少采用。 图2-2 采用16×16点阵LED发光管设计的交通灯控制系统 方案3：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD液晶点阵显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少，硬件也少，耗电量也最小；虽然显示图案也很精美，但由于亮度太暗，晚上还得开背光灯，所以较少采用。 　通过以上综合分析可以看出，方案1具有综合设计优点，因此城市道口交通灯控制系统采用方案1设计。 第三章 系统硬件电路的设计 整套电路系统由控制系统模块、通行灯输出控制显示模块、时间显示模块和自动特种车辆控制模块等组成。 3.1 主控制系统 主控制器采用AT89C52,是ATMEL公司生产的一款性能稳定的8位单片机。AT89C52具有1个8KB的Flash程序存储器，1个512字节的RAM，4个8位的双向可位寻址I/O端口，3个16位的定时/计数器及一个串行口和6个向量二级中断结构。 单片机的P1口及P2口分别用于控制南北及东西的通行灯，P0口及P3~P3.2口用于4组3位LED计时器的控制，特种车辆通过时使用外中断1口（P3.3）,手动自动转换采用P3.7口按键。 3.2 通行灯输出控制 　道口交通灯指示采用高亮度红绿双色放光二极管，左拐、直行、右拐及行人各一个。当发光电流为6mA时，按公式R=(5-1.8)/0.006计算，限流电阻应为510欧姆。由于南北通行是双向指示牌相同，因此每个端口应具有12mA的吸收电流能力。另外，人行道口按4个灯算需24mA的吸收电流。这样在单片机的输出喽需接驱动电路74HC244,以保护单片机的输出端口。图3-2所示为道口指示灯电路图。 图3-2 城市道口交通指示灯电路