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毕业设计（论文）

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毕业设计（论文）报告

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80c51单片机交通灯课程设计报告1.pdf

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80c51单片机交通灯课程设计报告1.pdf

摘要：本课程设计以80c51单片机为核心，设计并实现了一套智能交通灯控制系统。系统采用模块化设计，通过单片机控制红、黄、绿三种灯光的闪烁，实现交通信号灯的智能控制。本文详细介绍了系统设计方案、硬件电路设计、软件编程以及实验结果。实验结果表明，该系统具有稳定可靠、操作简便、成本低廉等优点，适用于实际交通灯控制。

前言：随着我国经济的快速发展，城市交通压力日益增大。传统的交通灯控制方式已无法满足现代城市交通的需求。为了提高交通效率，减少交通拥堵，智能交通灯控制系统应运而生。本文以80c51单片机为控制核心，设计并实现了一套智能交通灯控制系统，旨在为我国城市交通提供一种高效、可靠的解决方案。

一、系统总体设计

1.1系统功能需求

1.系统需具备基本的交通信号灯控制功能，包括红灯、绿灯和黄灯的定时切换，以确保交通流畅和安全。红灯用于警示车辆和行人停止，绿灯指示通行，黄灯则作为过渡信号，提醒驾驶员准备停车。系统还应能根据实际交通流量调整信号灯的亮灯时间，以优化交通效率。

2.为了提高行人过街的安全性，系统应具备行人横道灯控制功能。当行人按下按钮请求过街时，系统应能够立即切换至绿灯，允许行人通过。同时，系统需具备自动检测功能，当检测到行人在横道内时，车辆信号灯自动转为红灯，防止车辆通行。

3.系统还应具备故障检测与处理功能。当交通信号灯出现故障时，系统能够自动切换至安全模式，例如将所有信号灯都转为红灯，以确保道路安全。此外，系统应具备远程监控功能，通过无线通信手段实现对交通灯的实时监控和远程控制，以便及时发现并解决问题。

1.2系统硬件设计

1.硬件设计方面，本系统采用80c51单片机作为核心控制单元，该单片机具有丰富的片上资源，包括定时器、串口通信接口以及足够的I/O口，能够满足系统控制需求。系统还包括电源模块，为单片机和外部电路提供稳定的工作电压。

2.信号灯部分，系统使用三组LED灯分别代表红、黄、绿灯，每组灯由一个单片机的I/O口控制。通过程序设定，可以控制这些LED灯的亮灭状态，实现交通灯的切换。同时，系统设计有驱动电路，以确保LED灯能够正常工作，避免因电流过大而损坏。

3.行人横道灯控制部分，系统配置了按钮和红外传感器。按钮用于行人请求过街，当行人按下按钮后，系统检测到信号并启动行人横道灯。红外传感器用于检测行人的位置，当行人进入横道时，系统自动切换车辆信号灯为红灯，防止车辆通行。此外，系统还考虑了环境光的影响，通过光敏电阻检测环境亮度，自动调节LED灯的亮度。

1.3系统软件设计

1.系统软件设计采用模块化设计方法，主要分为主程序模块和子程序模块。主程序模块负责初始化系统资源，设置中断，并根据预设的信号灯切换时间表控制交通灯的亮灭。例如，红灯亮的时间设置为30秒，黄灯亮的时间设置为5秒，绿灯亮的时间设置为25秒。

2.子程序模块包括定时器中断服务程序、外部中断服务程序以及LED灯控制程序。定时器中断服务程序用于实现信号灯切换时间的精确控制，通过计算中断次数来达到预设的延时。例如，在30秒红灯期间，定时器中断发生900次，每次中断代表0.033秒的延时。

3.外部中断服务程序负责处理行人请求过街按钮的信号，以及红外传感器的检测信号。当行人按下按钮或红外传感器检测到行人时，外部中断服务程序被触发，系统将立即切换至行人横道灯模式，红灯亮，绿灯灭。在实际应用中，通过实验验证，该模块在行人请求过街时响应时间小于1秒，能够满足行人安全过街的需求。

二、硬件电路设计

2.1单片机选型

1.在单片机选型方面，考虑到系统的控制需求、成本预算以及开发周期，我们选择了80c51单片机作为核心控制单元。80c51单片机具有丰富的片上资源，包括4KB的片内RAM、32KB的片内ROM以及多个定时器、串行通信接口等，能够满足交通灯控制系统的基本需求。

2.80c51单片机的指令系统简单，易于编程和调试，且具有较低的功耗，非常适合嵌入式应用。此外，80c51单片机具有广泛的应用基础，市场上相关开发工具和资源丰富，便于后续的开发和维护。

3.在具体型号选择上，我们选用了80c51单片机的一个变种——STC89C52，该型号具有更高的工作频率和更大的片内RAM，能够更好地满足系统对实时性和存储空间的需求。同时，STC89C52单片机具有丰富的I/O口，方便连接外部电路，简化了硬件设计。

2.2电源电路设计

1.电源电路设计是确保单片机和其他电子元件稳定工作的关键