基于单片机的交通灯控制系统设计毕业论文.doc

基于单片机的交通灯控制系统设计 摘 要:对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。系统功能为：以MCS-51系列单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，计时器显示路口通行转换剩余时间在特种车辆如119120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。 在实验板上制作了基于单片机的交通灯控制系统样机，对硬件和软件部分分别进行了调试，再进行了软硬件联调得到交通灯控制系统样机实物，可圆满地完成毕业设计任务书所要求的功能。关键词: 交通灯；单片机；AT89S52  目 录 1 概 述 1 1.1 课题研究背景与意义 1 1.2 课题设计内容 1 2 系统设计 1 2.1设计方案论证 1 2.２系统硬件设计 3 2.2.1控制模块 3 2.2.2通行灯显示模块 5 2.2.3时间显示模块 5 2.2.4电源电路模块 5 2.2.5硬件电路中器件选择 6 2.3 系统软件的设计 11 2.3.1主程序 11 2.3.2定时中断服务程序 11 2.3.3特种车中断服务程序 13 2.3.4算法分析 14 3 系统调试 14 3.1硬件调试 15 3.1.1静态检查 15 3.1.2通电检查 15 3.2软件调试及软硬件联调 15 3.2.1仿真器选择 15 3.2.2仿真过程 16 3.2.3通行灯输出调试 17 3.2.4时间显示模块调试 18 3.2.5特种车中断程序调试 18 3.2.6脱机调试 18 3.2.7实验结果 19 4 结 束 语 20 参考文献 21 致 谢 22 附 录 23 附录1 基于单片机的交通灯控制系统电路原理图 23 附录2 基于单片机的交通灯控制系统PCB图 23 附录3 基于单片机的交通灯控制系统程序清单 23 基于单片机的交通灯控制系统设计 1 概 述 随着人口的增加人们生活方式不断变化人们对交通的需求不断增加城市中交通拥挤堵塞现象日趋严重对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明每年在交叉路口时间延误折成经济报失为20亿美元北京市当早晚交通高峰时交叉路口处的排队长度竟达1000多米有的阻车车队从一个交叉口延伸到另一个交叉口这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上时间损失我国是一个历史悠久人口众多的国家城市数量随着社会的发展不断增多随着城市化进程的大大加快诱发的交通需求急剧增长供需矛盾不断激化严重的交通问题也随之而来人车路三者关系的协调已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一城市交通控制系统是用于城市交通数据监测交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分十字路口车辆穿梭行人熙攘车行车道人行人道有条不紊交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力减少交通事故有明显效果交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制只要采用一块单片机，加上简单的接口与驱动放大电路，即可，具有成本低可靠性高的特点1.2 课题内容 本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计以MCS-51单片机为核心设计并制作交通灯控制系统2 系统设计 2.1 根据设计，提出了三种方案方案一：采用AT8952单片机作为控制，采用高亮二极管通行指示灯采用3位LED数码管LED显示采用动态扫描，以节省端口数。按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求。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 方案二：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种通行指示也采用16×16点阵双色LED发光管。设计框图如图2-2所示，LED列驱动采用74LS595串行端口扩展，行驱动采用1/16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。 图2-2采用16×16点阵LED发光管设计的交通灯控制系统 方案三：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时及左拐、直行、行人通