毕业设计-基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计.docVIP

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……………………………………………………………3 2、方案论证比较 ………………………………………………3 2.1、电源提供方案 ……………………………………………… 2.2、数码管驱动方案 ……………………………………………3 2.3、显示界面方案……………………………………………3 2.4、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 …………………………………………7 proteus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 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。2.3 、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：方案二： 直接在IO口线上接上按键开关。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单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线 3.2系统设计与结构框图 根据题目要求，本系统主要由数码管显示倒计时模块、交通灯亮灭模块，键盘控制模块等构成 3.3电路设计 3.3.1时间显示电路 因为系统要求南北和东西方向的信号灯时间不一样，所以就通过串转并的移位寄存器74HC595输出数据的段码，位选信号用P2口送出，用动态扫描的方法显示东西、南北的倒计时间。 3.3.2交通灯电路 本设计利用单片机的P1口来驱动和控制各种信号灯的燃亮和燃亮时间，在实际中，交通灯的信号灯需要用高电压控制，在这里我们只是模拟一下它的控制信号，所以我们就只用单片机的信号引脚直接来控制发光二极管 3.3.3按键控制电路 按键电路设计共使用了4个独立按键，其中有KEY3，KEY4分别连接在两个外部中断接口（INTO和INT1），按下按键实现两个外部中断，用来处理紧急事故和切换到调节时间模式，另外两个按键通过按下按键向I/O口输送低电平，在调节时