李萌交通灯开题报告.doc

课题：基于单片机的交通灯控制器 李萌 一．系统的研究背景与研究意义 ①、研究背景: 交通信号灯的出现，使交通得到有效管制，近年来，单片机技术发展的非常迅速，由单片机做成的产品外围元件很少，能实现的功能却很广，广泛应用于工业，交通等。鉴于此，特用单片机设计此电路。 ②、研究意义: 交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。为此，采用MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制电路，实现了能根据世纪车流量通过8051芯片的PI口设计红绿灯燃亮的时间的功能：红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示，三种颜色交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。 基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要解决以下问题：确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行进行方案设计以及系统应用有的各项功能。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提醒行驶着，更具人性化。同时，为了超越视觉指挥的局限性，同世界上蜂鸣器，在听觉上加强了指挥提醒作用。 二．设计要求指标 1、用红.绿.黄三色发光二极管作为信号灯 利用传感器来检测车辆是否到来 设计制作一个交通灯控制器 2、交通灯控制器有两种工作模式 工作模式1为正常定时工作模式 工作模式2为智能模式 3、在正常定时模式时 主道与支道交替允许车辆通行 主干道每次放行15秒 支干道每次放行10秒 并且每次由绿灯转变成亮红灯的转换过程中间 要亮4秒的黄灯作为过渡 以使行驶中的车辆有时间停到禁止线意外 系统设立显示器显示其所有计时时间 4、在正常定时模式时 允许通过键盘对主道.支道的车辆通行时间进行人工修改 5、在正常定时模式时 通过PC机可以方便地进行对主.支干道的通行时间进行修改 6、在智能工作模式时 主干道处于允许通行状态 而支干道有车来菜允许通行 当主干道允许通行亮绿灯 支干道允许通行亮绿灯时 主干道亮红灯 但每次由亮绿灯转变成亮红灯的转换过程中间 要亮4秒的黄灯作为过渡 设计方案 1.3 总体方案论证与比较 方案：FPGA方式 FPGA除了完成交通灯控制、存储和显示功能外，还可进行人机交互，实现定时器延时可调交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 方案比较： 方案一该设计采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心，由于FPGA具有强大的资源，使用方便灵活，易于能扩展进行功，特别是结合了EDA由于S系列单片机集成了中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，这给提供了极大的便利。可靠性高，。 显示界面方案 该系统只要求完成倒计时等基本功能，基于此原因，我们只考虑以下两种方案。 方案一：完全采用数码管显示。七段数码管可以显示基本的数字，其优点结构简单，易于设计，且费用低。 方案二：完全采用点阵式LED显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作，其功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但此次设计为最基本的交通灯设计。 综合比较，由于此设计为交通灯，所以只要求由两位数码管显示在各种状态下的剩余时间即可，所以采用方案一最为理想。 系统总体设计框图 五．拟解决的关键问题 (一)、定时器程序的设计 (二)、交通灯的亮灭时间的问题 (三)、单片机的硬件器件以及相应芯片的设计问题。 六．预期目标 先达到交通灯的主支路信号的灯通行时间的实现 传感器能基本实现功能 通过键盘实现即时的通行时间的修改 七．时间安排 第一周：开题报告撰写，根据系统设计框图进行元器件的选型，并在确定之后查阅器件的数据手册。 第二周：对部分元器件购买和进行硬件电路的设计并焊接，对电路进行初步调试。 第三周：根据系统设计要求绘制软件设计流程图，进行软件程序设计。熟悉Keil软件和Protues仿真软件的使用，并进行联调仿真。 第四周：将程序代码下载到MCU当中，进行硬件调试。 第五周：撰写设计报告。 八．参考文献 [1] 余锡存 曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2000.7 [2] 勒达.单片机应用系统开发实例导航.人民邮电出版社，2003.10[3] 林华兵.MCS-51单片机原理及应用.华中科技大学出版社，2003.6 [5] 王晓明曾红.单片机教程.东北大学出版社，2001.12.1