單片機控制通車時間可調(diào)交通燈

1、XX 大學電子綜合實踐(論文)選題：通車時間可調(diào)交通燈選題：通車時間可調(diào)交通燈姓姓 名：名： 學學 號：號： 專專 業(yè)：業(yè)： 指導教師：指導教師： 完成時間：完成時間： 電信學院電信學院.摘要摘要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在智能檢測、控制系統(tǒng)中，往往使用單片機作為一個核心部件來使用，然后配合具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，加以完善。 在車輛穿梭的十字路口，行人熙攘，如果沒有有效控制極易出現(xiàn)混亂。但僅以傳統(tǒng)方式或交警來指揮的話已不能滿足當今城市交通的需要，因此需配備智能化的交通控制燈。交通信號燈控制方式很多，控制

2、功能也分高中低等多級。由單片機控制的交通信號燈控制系統(tǒng)是單片機學習中極具典型的一項設計，同時也是極具實用意義的一項研究。本設計依托單片機技術，結合 LED 顯示來構成一個中等功能的智能化的道路控制系統(tǒng)。關鍵詞：關鍵詞：單片機 智能 交通燈 設計 iiiiAbstractAbstractBased on the design of the controler of traffic lights of single flat machineAbstract: In recent years, with the rapid development of science and technology,

3、 the application of SCM is continuously to further, traditional control test rapidly updated. In the intelligent detection and control systems, often used as a core component chip, then to use with specific hardware structure, and the view of the specific application software, the object characteris

4、tics. At the intersection of cars, bustling, if no effective pedestrians, appear easily controlled. But only in a traditional way to directing traffic or words can not meet the needs of todays urban transportation, therefore with intelligent traffic control light. There are many ways to control traf

5、fic lights low high control functions and multi-level. The traffic light by single-chip microcomputer control system is controlled in learning is one of the most typical design, is also extremely practical significance to study. This design is relying on the single chip microcomputer, combined to fo

6、rm a LED display the function of intelligent medium road control system. In order to system is stable and reliable MAX706 adopted watch-dog chips, to avoid the system crashed and stop work iiiiiibecause of the situation.Keywords:Keywords: singlechip intelligent traffic design watchdogiviv目錄目錄摘要摘要.IA

7、BSTRACT.II1、緒論、緒論 .- - 1 - -1.11.1 選題的背景選題的背景.- 1 -1.21.2 交通燈簡介交通燈簡介.- 2 -1.2.1 設計任務 .- 2 -1.2.2 性能指標 .- 2 -1.2.3 設計實現(xiàn)的目標 .- 3 -2、交通燈的方案設計、交通燈的方案設計.- 3 -2.12.1 電源提供方案電源提供方案.- 3 -2.22.2 顯示界面方案顯示界面方案.- 3 -2.32.3 輸入方案輸入方案.- 4 -3 交通燈的硬件電路設計交通燈的硬件電路設計 .- 4 -3.13.1 MCUMCU 選型及核心電路選型及核心電路 .- 4 -3.1.1 交通燈的控制

8、芯片選擇.- 4 -3.1.2 數(shù)據(jù)處理及核心控制模塊 - 5 -3.23.2 二位一體數(shù)碼管顯示二位一體數(shù)碼管顯示.- 6 -3.33.3 系統(tǒng)電源電路系統(tǒng)電源電路.- 7 -4 4 程序流程圖程序流程圖 - 8 -4.14.1 主程序流程圖主程序流程圖- 8 -v v4.24.2 按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖- 9 -5、結束語、結束語.- 10 -參考文獻參考文獻.- 10 -附錄附錄 通車時間可調(diào)交通燈工作原理圖通車時間可調(diào)交通燈工作原理圖.- 11 -附錄附錄 系統(tǒng)性能分析系統(tǒng)性能分析.- 12 -附錄附錄 程序代碼程序代碼.- 22 - - 1 1 - -1 1、緒論、

9、緒論1.11.1 選題的背景選題的背景隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴重，如何對交通進行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車現(xiàn)象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案的性價比，并用軟、硬件加以實現(xiàn)。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路口交通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網(wǎng)的控制進行了展望。希望能給有關政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通?，F(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通

10、過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當務之急該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負擔。本產(chǎn)品面對公共交通設施，并不注重經(jīng)濟收益，而是注重以后潛在的發(fā)展，從而帶動相關產(chǎn)業(yè)。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個按鍵的作用科學技術的突飛猛進直接把我們帶進了信息化的社會，計算機的應用已普及到經(jīng)濟和社會生活的各個領域。- - 2 2 - -1.21.2 交通燈簡介交通燈簡介1.2

11、.1 設計任務利用單片機完成交通信號燈控制器的設計，該交通信號燈控制器由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個入口處設置紅、綠、黃三色信號燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈。如圖上圖所示。設東西向為主干道，南北為支干道。1.2.2 性能指標（1）處于常允許通行的狀態(tài)，主干道亮綠燈或黃燈時，支干道亮紅燈；支干道亮綠燈或黃燈時，主干道亮紅燈。并且主干道和支干道的通車時間可以通過按鍵設置。（2）綠燈亮到紅燈亮的轉換過程中，要亮 5 秒黃燈作為過渡。黃燈亮時按 1Hz 的頻率閃爍。（3）主干道和支干道通行時間可在 679

12、秒內(nèi)任意設置。1.2.3 設計實現(xiàn)的目標設計實現(xiàn)的目標設計一個模擬的通車時間可調(diào)的十字路口交通燈- - 3 3 - -2 2、交通燈的方案設計、交通燈的方案設計設計方案論證與比較設計方案論證與比較2.12.1 電源提供方案電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案 方案方案一一： 采用獨立的穩(wěn)壓電源。 此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠， 且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復雜，且可能影響電路電平。方案二方案二：采用單片機控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高。綜上所述，我們選擇第二種方案。2.22.2 顯示界面方案

13、顯示界面方案該系統(tǒng)要求完成倒計時、狀態(tài)燈等功能。基于上述原因，我們考慮了三種方案：方案方案一一： 完全采用數(shù)碼管顯示。 這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼字苻， 無法勝任題目要求。方案二方案二：完全采用LED 顯示。這種方案實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。方案三方案三： 采用數(shù)碼管與LED 相結合的方法因為設計既要求倒計時數(shù)字輸出， 又要求有狀態(tài)燈輸出等，為 方便觀看并考慮到現(xiàn)實情況，用數(shù) 碼管與 LED 燈分別顯示時間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度。權衡利弊， 第三種方案可互補一二方案的優(yōu)缺， 我們決定采用方

14、案三以實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示 功能。2.32.3 輸入方案：輸入方案：題目要求系統(tǒng)能手動設燈亮時間、緊急情況處理，我們討論了兩種- - 4 4 - -方案：方案一方案一：采用 8155 擴展 I/O 口及鍵盤、顯示等。該方案的優(yōu)點是：使用靈活可編程，并且有RAM,及計數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復雜。方案二：方案二： 直接在 IO 口線上接上按鍵開關。 因為設計時精簡和優(yōu)化了電路， 所以剩余的口資源還比較多，我們使用三個按鍵，分別是K、JP1、JP2。由于該系統(tǒng)對于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機本身的 I/O 口就可實現(xiàn)，且本身的計數(shù)器及 RAM 已經(jīng)夠用，故選擇方案二。3

15、 3、交通燈的硬件電路設計、交通燈的硬件電路設計根據(jù)設計的要求可知，系統(tǒng)的硬件原理框圖如下圖所示。單單片片機機鍵鍵盤盤LED顯顯示示三三色色指指示示燈燈 圖 3-1 系統(tǒng)硬件框圖3.13.1 MCUMCU 選型及核心電路選型及核心電路3.1.1 交通燈的控制芯片選擇CPU 是整個控制部分的核心。在考慮經(jīng)濟性和滿足需求的前提下，本系統(tǒng)選用 Atmel 公司生產(chǎn)的 8 位 AT89S52 單片機作為整個系統(tǒng)的控制中心。AT89S52 是美國 Atmel 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4k bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 Atmel 公司的

16、高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳，它集 Flash 存儲器既可在線編輯（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編輯及通用 8 位微處理器于單片芯片中，功能強大 AT89S52 單片機可為您提供許多高性價比的應用場合。- - 5 5 - -在本系統(tǒng)中，AT89S52 單片機內(nèi)部的功能單元已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)設計需要，不需要系統(tǒng)擴展。芯片介紹芯片介紹: :AT89S52 具有以下的特點: 8031 CPU 與 MCS-51 兼容 壽命：1000 寫/擦循環(huán) 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 全靜態(tài)工作：0-24MHz 三級程序存儲器保密鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 條

17、可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器/計數(shù)器 6 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘3.1.2 數(shù)據(jù)處理及核心控制模塊本次設計中，選用 Ateml 公司的 51 系列單片機 AT89S52 芯片作為交通燈的數(shù)據(jù)處理及操作控制芯片。只有單片機芯片無法完成數(shù)據(jù)處理及控制功能，必須有附加的電路，使單片機芯片組成一個可運行的系統(tǒng)才能實現(xiàn)其功能。本次設計中，由 AT89S52 芯片連同附加電路構成的單片機最小系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)處理及控制模塊，其電路連接圖 3-3 如下。圖 3-2 AT89S52 管腳圖- - 6 6 - -圖 3-3 數(shù)據(jù)處理及控制模塊如上圖所示，管腳 9

18、 是 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST 腳兩個機器周期的高電平時間。開關按鍵沒按下時，電容不導通，RET 鍵不工作；開關按鍵按下時，電容導通，RET 鍵進行復位工作。3.23.2 二位一體數(shù)碼管顯示二位一體數(shù)碼管顯示現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件。但是其成本比較高，二位一體數(shù)碼管顯示器成本低廉，且易于控制，制作方便，但又由于二位一體數(shù)碼管占用的 IO 過多，所以采取串轉并形式控制數(shù)碼顯示電路并采取利用人眼殘留效果的掃描方式驅(qū)動顯示。其原理圖如圖 3-4：- - 7 7 - -圖 3-4：八位數(shù)碼管顯示電路原理圖3.33.3 系統(tǒng)電源電路系統(tǒng)電源

19、電路圖 3-5： 系統(tǒng)電源電路- - 8 8 - -4 4、程序流程圖、程序流程圖4 4、1 1 主程序流程圖主程序流程圖開始初始化EW=1?Y 南北通道綠燈亮東西通道紅燈亮南北通道黃燈閃東西通道紅燈亮N南北通道紅燈亮東西通道綠燈亮南北通道紅燈亮東西通道黃燈閃SN=1?NY 調(diào)用按鍵調(diào)節(jié)子程序圖 4-1： 主程序流程圖- - 9 9 - -4 4、2 2 按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖開始K 按一下EWt 加 1SNt=80?SNt=6EWt=6YYYY返回NNSN=1？EW=1？K 按一下SNt 加 1EWt=80?SN=1?EW=1?返回YYNNNN圖 4-2 按鍵調(diào)節(jié)流程圖-

20、- 1010 - -5 5、結束語、結束語總總結結與與體體會會本系統(tǒng)是以單片機 AT89C52 芯片為核心部件，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過 AT89C52 芯片設置紅、綠燈燃亮時間的功能。此次在軟件上是花費時間最多的，我們上網(wǎng)找資料，上圖書館，盡可能的了解有關于交通燈這方面的知識。通過這次設計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機的基本原理、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設計思路技巧（特別是 C 語言）的掌握方面都能向前邁了一大步。致謝致謝通過本次畢業(yè)設計，我在黃老師的精心指導和嚴格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，單片機領域這

21、對我今后進一步學習計算機方面的知識有極大的幫助。在此，忠心感謝黃老師以及許多同學的指導和支持。參考文獻參考文獻1.單片機原理及其接口技術 胡漢才主編，清華大學出版社2. 單片機原理與應用 ，丁元杰主編，機械工業(yè)出版社。3. MCS-51系列單片微型計算機及其應用 ，孫育才主編， 東南大學出版社- - 1111 - -附錄附錄 通車時間可調(diào)交通燈工作原理圖通車時間可調(diào)交通燈工作原理圖- - 1212 - -附錄附錄 系統(tǒng)性能分析系統(tǒng)性能分析按鍵可以調(diào)節(jié)通車時間，交通燈能夠正常工作。由于是通過延時來按鍵加數(shù)，所以若按鍵不放則時間將一直慢慢往上增加。由于直接用單片機驅(qū)動 LED 顯示電流不夠大，所以

22、加了上拉電阻使其顯示更亮。附錄附錄 程序代碼程序代碼#includesbit r1=P05; /東西通道的紅燈sbit g1=P03; /東西通道的綠燈sbit y1=P04; /東西通道的黃燈sbit r2=P02; /南北通道的紅燈sbit g2=P00; /南北通道的綠燈sbit y2=P01; /南北通道的黃燈sbit kew=P36; /東西通道通車時間的調(diào)節(jié)開關sbit ksn=P37; /南北通道通車時間的調(diào)節(jié)開關sbit k=P35;unsigned char ew,sn,a,b,h,e,s,ewt=30,snt=27;unsigned char code tab=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99, 0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/共陽數(shù)碼管編碼void d