基于单片机交通灯控制器的设计与实现1.docx

南京信息工程大学滨江学院交通灯课程设计报告院（系）：自控系专业班级： 13级电气3班姓名：学号：目录1.绪论11.1设计背景11.2设计要求21.2.1 硬件设计21.2.2软件设计21.2.3功能要求21.3 设计意义22.单片机选择方案22.1电源选择方案22.2选择界面方案23.硬件设计33.1硬件功能设计33.2 主要器件介绍33.2.1 单片机STC89C52RC33.2.2 LED数码管63.3 复位电路63.4晶振电路74.软件设计74.1 软件功能模块74.2 系统工作流程设计74.2.1交通灯工作模式74.2.2系统流程图85. 测试、数据及结果分析85.1 状态灯显示测试85.3 整体电路测试8设计心得体会9【参考文献】：9附录10附录一10附录二10附录三10附录四10单片机课程设计-----交通灯控制器的设计与实现【摘要】随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。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有序呢？靠的是交通灯的自动指挥系统。随着科技的发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传动检测技术日益更新。在实时监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，还应根据具体的硬件结构，以及针对应用对象的点的软件结合，加以完善。本文介绍了一种基于单片机的交通灯控制系统。系统采用单片机和LED数码管作为交通灯的控制和显示核心，并通过控制按键对时间进行设置，最终实现对交通灯各状态持续时间的控制。系统采用手动复位，利用两个数码管显示交通灯各状态的剩余时间，时间显示采用倒计时方式，四组红、黄、绿三色灯用发光二极管作为模拟交通信号灯，呈四种状态交替出现。系统通过一个直流稳压电路为系统提供+5V的直流电源。该交通系统控制方便，有一定实用价值。【关键字】单片机；可调；LED；数码显示1.绪论1.1设计背景1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两个旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 1914年，电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。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。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。1.2设计要求1.2.1 硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。1.2.2软件设计：模拟实际交通灯控制系统功能，完成控制软件的编写与调试；1.2.3功能要求：利用2个数码管进行1秒倒计时显示，最大定时时间为90秒；利用红、绿、黄三种不同颜色的LED显示不同的通行情况，要求LED点亮时间和倒计时时间准确；1.3 设计意义交通灯是城市交通的重要指挥系统，与人们的日常生活密切相关。随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥堵和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发，环境污染加剧等一系列问题，因此设计一个灵活、稳定、便捷的多功能交通灯控制系统具有必要性和现实性。本次设计的意义在于通过对具体的控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。在实践设计过程中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。2.单片机选择方案我们选择STC89C52RC单片机为核心，结合单片机课程设计要求，在提高稳定性的前提下，设计并且制作交通灯，实现了能根据东西南北四个方向的指示灯来控制车辆的行进以及在紧急情况时的处理。2.1