人车分行交通信号指挥灯的控制.doc

单片机原理及接口技术 课程设计报告 设计题目： 人车分行交通信号指挥灯的控制 学 号： 姓 名： 指导教师： 信息与电气工程学院 二零一四年六月人车分行交通信号指挥灯的控制 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，但是仅仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，不断完善调试，才能设计出功能完好的产品。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统，所以有条不紊的智能交通灯的应用和开发也显得尤为重要，交通信号灯控制方式很多。本系统采用单片机设计交通灯控制器，以AT89S52单片机为核心部件，应用汇编语言编程，实现交通灯的完美工作。 1. 设计任务 结合市政审批路口实际情况，基于AT89S52单片机设计一个人车分行交通信号灯的控制系统。该系统应满足的功能要求为： 如果产生紧急事件，人为按下紧急按钮，紧急灯显示，并且南北东西的所有路口都显示并且保持红灯；紧急事件消除后，再扳回按钮，此时交通灯状态再从状态1开始循环。 如果没有紧急事件，状态由1到5正常循环进行。 初始状态(状态1)为：南北方向绿灯通车，东西方向红灯，持续20s。 状态2:南北方向绿灯最后闪烁几次后转黄灯亮，延时2s，此时东西方向仍然保持红灯。 状态3:东西方向保持红灯，南北方向也转为红灯，此时是人行状态，持续20s，人行提示灯亮，同时人行倒计数开始（非人行状态时人行提示灯灭，倒计数显示禁止通行）。 状态4:东西方向转绿灯，延时20S，南北方向仍然红灯。 状态5:东西黄灯闪烁2s，南北红灯保持。至此，一个循环大状态完成。 此后不断循环重复状态1至状态5，在每个状态下，都有时钟倒数计时显示。 状态 20S 2S 20S 20 2s 紧急 东西 红灯亮 红灯亮 红灯亮（人行） 绿灯亮 黄灯亮 红灯 南北 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮（人行） 红灯亮 红灯亮 红灯 2. 整体方案设计 图2-1 十字路口交通灯示意图 人车分行交通信号指挥控制灯以AT89S52单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的接口功能，构成整个人车分行交通灯控制的硬件系统。硬件系统主要由紧急设定，显示电路，时钟电路，红绿灯电路构成。 各模块的主要功能如下： (1) 紧急设定：由一个开关键给出，当发生紧急状况时，打开开关键，东西、南北红灯均亮，禁止车辆通行。 (2) 显示电路的功能是显示东西、南北交通指示灯亮的时间。 (3) 时钟电路的功能是为单片机提供时钟信号。 (4) 红绿灯电路的功能是指示车辆通行，红灯停，绿灯行。 (5) 复位电路的功能是使单片机处于某种确定的初始状态。 系统的整体设计方案设计图如图2-2所示。 图2-2 系统的整体方案设计图 3. 系统硬件电路设计 3.1 紧急设定电路 紧急设定电路采用一个开关来控制，如果发生紧急情况，开关闭合，东西、南北红灯均亮，人行灯灭，禁止行人、车辆通行，来保护现场。并且显示电路停止计时。 图3-1 AT89S52与开关的紧急设定电路 3.2 显示电路 倒计时显示电路采用LED数码管显示，由于本题要显示六位，采用了共阴数码管动态显示。本次设计采用LED动态显示方式。LED数码管工作于动态显示方式时，各位的共阴极接地；每位的段码线分别与一个8位的I/O口锁存器输出相连。如果送往各个LED数码管所显示字符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到送入另一个字符的段码为止。 图3-2 AT89S52与LED的显示电路 3.3 时钟电路 AT89S52单片机各功能部件的运行都以时钟控制为基准，有条不紊、一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。单片机时钟信号产生有两种方式：一是内部时钟电路，二是外部时钟电路，本设计使用内部时钟电路，在单片机的XTAL1和XTAL2引脚接石英晶体，作为单片机内部振荡电路的负载，构成中自激振荡器，可在单片机内部产生时钟脉冲信号，C1和C2可以稳定振荡频率，并使快速起振。本电路选用晶振12MHz，C1=C2=30pF。晶体的频率越高，系统的时间频率越高，单片机的运行速度也就越快。 图3-3 AT89C52的时钟电路 3.4 红绿灯电路 本次设计需要控制十二个灯的红绿黄状态。其中由于十字路口对象红绿灯状态相同，因此只需控制6个灯的状态即可。6个灯阳极全部接高电平。 图3-4 AT89S52连接红绿灯及人行灯电路 3.