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毕业论文 交通灯 单片机 题 目：LED点阵系统设计 系 部：机电工程系 专 业：机电一体化 班 级：098班 姓 名：范旭辉 学 号：2009048042 指导教师：范旭辉 目录 摘要 4 1交通灯系统设计的意义及系统的主要功能 5 1.1 交通灯系统设计的意义 5 1.2 交通灯系统研究的主要内容 5 2 MCS-51单片机概述 6 2.1 MCS-51单片机的结构 6 2.2引脚说明 7 2.3中断说明 7 3交通灯系统设计的任务 9 3.1交通灯系统驱动模块 9 3.2总体硬件组成框图 10 4硬件电路设计 10 4.1 总体设计 10 4.2硬件电路 11 4.2.1 硬件的选择 12 5软件的设计流程 12 5.1软件流程图 13 5.2软件程序的实现 14 总结 15 致谢 16 参考文献 16 附录程序 16  摘要 交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效的疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化的地位极为重要，广泛的应用各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。 为了对交通进行有效的管理，本设计以交通灯为对象，通过可编程控制器对其实行控制。设计中针对交通灯的控制方式、LED灯的显示、倒计时功能进行了硬软件的总体设计。通过设计，交通灯具有可根据交通的不同状况，人工选择不同的工作状态，兼带有两位七段数码管实时显示倒计时的功能。通过设计，大大提高了对交通的控制功能，使交通秩序得到有效的控制。 关键词： PLC、可编程控制器、交通信号灯、LED、可靠性高 一 交通灯系统设计的意义及系统研究的主要内容 1.1交通灯系统的设计意义 近年来，随着汽车数量的猛增，我国大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。在这种背景下，交通灯控制系统的利用单片机的定时器/计数器定时，用LED数码管倒计时显示时间，计时到0令红、绿灯交替点亮和熄灭，并且红灯点亮前黄灯要闪烁。示电路电源电路、下载线电路 由上总体方框图可以看到此次设计硬件电路有六大部分所构成，围绕以主控部分发挥各自的功能。只有这几部分有机结合才可以很好的实现本次设计的目的。 4.2硬件电路 4.2.1硬件的选择 （1）按键接口电路的设计 单片机使用的键盘分为独立式和矩阵式两种。 方案一矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，它有行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。行、列线分别连接到按键开关的两端，而有键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定，列线电平如果为低，则行线电平为低；反之，则为高。这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键。矩阵式键盘各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。 方案二：独立式键盘就是各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响其他输入线上的工作状态。因次，通过检测输入线的电平状态可以很容易的判断哪个按键被按下了。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单。但每个按键需占用一根输入口线，此种按键电路适用于按键较少或操作速度教高的场合LED（发光二极管），考虑到单片机端口常态是高电平，设计采用低电平点亮发光管，如图3-8所示。I/O口的灌电流最大30mA左右，0mA，C系列都低于20mA,假设单个发光管耐压2V（不同的管子不同，相差不多），系统采用5V供电，则限流电阻R的阻值为： 实际选择200Ω，实验发现发光二极管显示正常。通过程序来控制指示灯红、绿、黄的通断来模拟交通灯的指示作用。其电路图如图3-8所示。 3-8 指示电路部分电路 （3） 显示电路的设计 数码管显示电路有多种方式，按照数据传输方式有两种：并行形式和串行形式，下面针对两种方式进行说明。 本设计采用单片机设计，由于口线不足，而需要多位数码管显示，因此，为了更大的利用资源，节省地址线，本设计采用74LS164串行形式来控制数码管显示。 74LS164是8位移位寄存器，采用串行输入，并行输出, 当清除端（CLEAR）