交通灯控制系统设计毕业设计说明书.doc

武汉软件工程职业学院 毕 业 设 计 说 明 书 设计课题： 交通灯控制系统设计 专业班级： 嵌入式系统工程1402班 学生姓名： 荣恒 学生学号： 2014030365 指导教师： 叶飞 主要内容： 本系统采用美国ATMEL公司生产的单片机AT89C51，以及其它芯片来设计交通灯控制。实现了通过AT89S51芯片的P2口设置红、绿灯点亮的功能，通过AT89C51芯片的RXD、TXD输入、输出设置显示时间。交通灯的点亮采用发光二极管实现，时间的显示采用七段数码管实现。 基本要求： 在一个十字路口的两条主干道上，分别装上一套红、黄、绿 3 种信号灯。 在通常情况下，一条主干道为绿灯，另一条主干道为红灯。控制南北向、东西向交通灯，指示时间为25s，当时设计一个交通信号灯实时控制系统，要求具有以下功能： 时间为5s时黄灯点亮闪烁，5s时间到，交通灯换向。 亮灯规律：南北红灯亮25s,东西绿灯亮25s 南北黄灯亮5s,东西黄灯闪5s 南北绿灯亮25s,东西红灯亮25s 南北黄灯闪5s,东西黄灯亮5s 主要参考资料： 王文杰 单片机应用技术 冶金工业出版社 李全利 单片机原理及接口技术第二版 高等教育出版社 胡汉才 单片机原理及其接口技术 清华大学出版社 严天峰 单片机应用系统设计与仿真调试 北京航空航天大学出版社 张毅刚 MCS-51单片机应用设计 哈尔滨工业大学出版社 刘瑞新 单片机原理与应用教程 机械工业出版社 吴国经 单片机应用技术 中国电力出版社 目 录 1 摘要 3 2 任务分析与设计思路 3 2.1 任务分析： 3 2.2 设计思路 4 3 总体设计 5 3.1 单片机内部资源分布图： 5 3.2 硬件原理框图： 5 3.3 软件结构框图： 6 3.4 软硬件分工 6 4 详细设计 6 4.1 设计电路： 7 4.2 交通灯电路： 7 4.3 倒计时显示电路： 7 5 仿真电路及效果图： 8 5.1 仿真电路： 9 5.2 仿真效果： 9 6 软件框图 12 6.1 主程序流程图： 12 7 调试与运行 15 8 心得体会 15 9 设计资料及参考文献 16 摘要 在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。 随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车。 任务分析与设计思路 任务分析： 本次设计要求：运用所学单片机原理、模拟和数字电路等方面的知识，设计出一台交通信号灯，模拟路口交通信号。交通灯要求如下： 1）交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通，红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替； 2）用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间，东西或南北通行时间为25秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒。 目前，我们接触到的交通灯都位于十字路口，假设实际情况为东西南北走向的十字路口，如下图： 图1-1 东西南北各三盏灯，每三盏分别为红、黄、绿三种颜色，总共十二盏灯，而实际情况下，东西方向灯亮灭一致，南北方向灯亮灭一致，故只需要按东西为一组，南北为一组，两组交错亮灭来设计控制系统，即可达到交通灯系统的控制目的。根据以上分析那么只需要控制东南或者西北六盏灯亮灭规律就能实现控制，另外两组对应一致就行了。根据设计要求，要求东西或者南北通行25秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒。那么要求绿灯亮放行，放行线，绿灯持续亮（通行时间）25秒，黄灯亮（警告提醒时间）5秒，红灯亮禁止通行，禁止线，为了简化设计，也为25秒。切换过程东西南北均为黄灯闪烁。 设计思路 基于完成以上任务分析，结合所学有关知识，尤其是本学期所学关于单片机的中断系统和定时/计数器的相关知识及应用，我们知道对于红、绿、黄两组各三盏灯的控制，可以通过把这六盏灯分别接到单片机的六个输出引脚，若用P1口进行输出，