毕业设计基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计nsqai.doc

单片机应用设计 交通信号灯模拟控制系统设计参赛学生季策 控制科学与工程学院沙跃 控制科学与工程学院黄佳敏 控制科学与工程学院亢延哲 控制科学与工程学院陈志恒 控制科学与工程学院2012年11月12日目 录1、摘要……………………………………………………………32、方案论证比较 ………………………………………………3 2.1、电源提供方案 ………………………………………………3 2.2、数码管驱动方案 ……………………………………………3 2.3、显示界面方案 ……………………………………………32.4、按键输入方案 ……………………………………………4系统总体设计 ………………………………………………4 3.1芯片的选择 ………………………………………………4 3.2系统设计与结构框图 …………………………………………4 3.3电路设计 ……………………………………………………5 3.3.1时间显示电路……………………………………………5 3.3.2交通灯电路 ……………………………………………6 3.3.3按键控制电路……………………………………………7工作原理及软件设计 …………………………………………7proteus仿真测试结果 ………………………………………8附录（程序）…………………………………………………10摘要： 本系统由STC89C52单片机为控制器,以74hc595移位寄存器通过串行转并行驱动两个两位数码管显示倒计时。系统包括红、绿、黄灯显示功能、LED数码管显示时间功能、控制与调时开关、通过键盘设置时间功能。 在车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的交通灯控制系统，其特点是：道路较窄而车流量较大，主干道，支干道的车辆通行时间不等，同时设有道路应急控制。具体的情况是：在正常的情况下，东西干道通行时间为40秒，南北干道通行时间为60秒，每个方向在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。由于各道路车流量不等，能通过手动按键控制各灯显示时间。二、方案论证比较 2.1、电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案方案一：采用独立的稳压电源。这个可以由8705组成的电源电路直接提供5V电压，此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我们选择第二种方案。2.2、数码管驱动方案数码管需要完成倒计时功能，分为东西和南北方向的倒计时，需要占用较多I/O口，为提高I/O口利用率，提出以下三种方案：方案一：用MAX7219串行转并行，一个芯片即可控制两个两位数码管，优点是占有I/O口少，硬件连接简单，但是价格比较昂贵。方案二：数码管段选和位选分别直接连接I/O口，优点是电路简单，很容易实现编程控制，缺点是占用过多I/O口，且电流过小，数码管显示不清晰。方案三：用74HC595移位寄存器驱动数码管，优点是以前接触过，使用较方便，也能够实现串行转并行，占用I/O口也比较少。综合自己的经验和学习情况，我们选择了方案三。2.3 、显示界面方案该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求。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；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。方案三：采用数码管与点阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。2.4、按键输入方案题目要求系统能手动设灯亮时间，我们讨论了两种方案：方案一：使用矩阵键盘，可以在有限的I/O口上能够由更多的按键控制，可以实现更多功能，但本设计不需要过多按键。方案二： 直接在IO口线上接上独立按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二系统总体设计3.1芯片的选择 我们选用的是AT89C51单片机，其包含中央处理器（CPU）、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器