基于单片机的带时间显示的交通灯设计.docVIP

目 录 设计任务和要求 1、设计简介…………………………………………….…….…………..…….第2页 2、设计任务及要求……………………………………….………..………..…第2页 设计原理………………………………………………….………...….第2页 设计的具体实现……………………...………………..………...…….第3页 硬件电路的设计……………………………………….…..………………..第3页 1）、时钟电路部分…………………………………………..…….…………第3页 2）、数码管显示部分…………………………………...…...………….……第4页 3）、交通灯灯部分……………………………………………...……………第4页 4）、复位电路部分……………………………………………...……………第5页 5）、键盘按键部分……………………………………………...……………第6页 软件编程的设计………………………………….…………………………第7页 1)、数码管的扫描部分……………………………..………………………..第8页 2)、LED灯的控制部分…………………………..………………………….第9页 3）、手动控制部分………………………………...………………………..第10页 4）、流程图…………………………………………………….……………第12页 5）、程序……………………………………………………………………第13页 软件仿真…………………………………………………………...…第17页 设计心得体会……………………………………………………...…第19页 附录……………………………………………………...……………第19页 参考文献………………………………………………...……………第20页 设计的任务和要求 设计简介 为确保十字路口的车辆顺畅通行，几乎每个国家都在交通流量相对较大的十字道口设置交通信号灯，用来管理各个方向的车辆的通行。众所周知，红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。目前，国内的大多数城市正在使用的是自动的红绿交通灯，它具有固定的红灯、绿灯转换间隔，并自动切换。它们一般由通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先固化在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的，随机的，还经常受人为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数目的实际变化情况，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。目前，有一种使用模糊控制技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，自动判断红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作，及时停车或启动。 2、设计任务和要求 本次的课程设计任务是设计一个基于单片机的带时间显示功能的交通灯, 就是模拟一个十字路口的交通灯的控制情况。 这里既要设计出红灯、绿灯、黄灯亮暗的变化情况，又要设计出在其变化期间的数码管计时情况。为确保在程序出错时的交通的正常通行，必须保证交通灯在出现故障等的情况下能够实现手动控制，以保障交通的正常进行。 设计原理 首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东南西北走向。初始状态为东西南北都不亮。然后转为状态1：东西红灯通车，南北绿灯亮。过一段时间后，转换位状态2：东西红灯灭，黄灯亮，南北绿灯灭，黄灯亮。再转换为状态3：南北红灯亮，东西绿灯亮，可以通车。过一段时间后再转换到状态1。正常情况下一直循环状态1，状态2和状态3。对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。 通过中断子程序的，可以在原有的交通信号灯控制系统设计的基础上，增添上手动控制功能，既可以实现出现故障时的手动控制，又可以实现更加人性化的功能，比如可实现人行横道灯的人为控制。 这个电路用到的核心电子元器件就是单片机，我选用的单片机型号是STC89C52RC。通过对单片机进行编