单片机课程设计报告交通灯控制器设计 毕业论文.doc

单片机原理与应用课程设计 题 目： 交通灯控制器设计 班 级： 智能132班 姓名学号： 2015年 6 月 10 日 目 录 1 设计任务与要求 2 2 设计方案 3 3 硬件电路设计 7 4 主要参数计算与分析 8 5 调试过程 9 6 结论 9 7 附录 10 参考文献 14 1 设计任务与要求 交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。交通关系着人们对于财产，安全和时间相关的利益。具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位，甚至是生命通道的延伸。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。 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。 基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要研究如下方面的功能：用智能，集成，且功能强大的MCS-51系列单片机中的AT89S52为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥该路口的实时通行状态。本设计除了有红、黄、绿信号灯状态控制能实现基本的交通功能外，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，还增加了紧急情况处理功能和分时段调整信号灯点亮时间等功能等。 设计要求：交通灯控制器设计：模拟十字路口红、黄、绿灯的切换，具有倒计时功能，紧急情况处理、分时段调整信号灯点亮时间等功能。 要求：综合利用所学知识，完成稍复杂的系统设计 8255、数码管、键盘、定时器、串口、并口（不局限于此） 4人一组 2 设计方案 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。 图 交通状态 东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。 东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。 南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。 南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。  交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状1，周而复始，东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管2个，在任一个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表所示。0表示灭，1表示亮。 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： 状态1 状态3 状态4 状态6 东西向 禁行 等待变换 通行 等待变换 南北向 通行 等待变换 禁行 等待变换 东西红灯 1 1 0 0 东西黄灯 0 0 0 1 东西绿灯 0 0 1 0 南北红灯 0 0 1 1 南北绿灯 1 0 0 0 南北黄灯 0 1 0 0 1. 程序流程图 （1）主程序流程图 中断流程图 2.程序功能说明 （1）主程序 采用顺序执行并反复循环的方法，正常情况下，每经一段时间红绿黄变换一次状态，当有紧急中断时南北、东西都闪烁黄灯，同时报警器响起，视情况恢复最原始的情况。 （2）定时溢出中断子程序 特殊情况下，按动紧急开关，东西、南北两个方向同时点亮黄灯，并且蜂鸣器报警，待紧急情况解除后，通过按键进行复位，信号灯回到初始状态。 3 硬件电路设计 硬件有单片机、存储器、若干I/O（扩展）接口、驱动器件、保护器件、检测器件及外围设备等组成。其中单片机是整个系统的核心部件，能运行程序和处理数据。存储器用于存储单片机程序和数据。I/O接口是单片机与外部被控制对象交换的信息通道，包括以下及部分数字量I/O接口（频率、脉冲等）、开关量I/O接口（继电器开关、五触电开关、电磁阀等）、模拟量I/O接口（A/D或D/A转换电路）。有时需要扩展I/O接口来满足单片机接口数量上的不足，通常采用8255芯片。通用外部设备室进行人机对话的纽带，包括键盘、显示器等。 实现本设计要求的具体功能，可以选用AT89S52单片机及外围器件构成最小控制系统，12个发光二极管分成4组红绿黄三色灯构成信