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1、学 号： 0121009320612课 程 设 计题 目交通灯控制电路的设计与实现学 院信息工程学院专 业通信工程班 级1006班姓 名王 康指导教师付 琴2012年7月4日0 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书课程设计任务书学生姓名： 王 康 专业班级： 通信1006班 指导教师： 付 琴 工作单位： 信息工程学院 题 目: 交通灯控制电路的设计与实现 初始条件：AT89C52、两位数码管LG3622BH、LED灯（红、黄、绿）要求完成的主要任务:在南北、东西方向道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。根据特殊情况，可调设置单（1）
2、基本部分：可用LED作为信号灯模拟交通灯；南北方向道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、50秒、10秒；东西方向道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、50秒、10秒；道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。（2）扩展部分按下功能键“1”键，停止计时，数码管显示“00”，同时仅南北方向红灯亮；按下功能键“2”键，停止计时，数码管显示“00”，同时仅东西方向红灯亮。时间安排：7.1：理论设计 7.27.3：仿真与焊接电路 7.3：撰写报告 7.4：答辩指导教师签名： 2012年 6月7日系主任（或责任教师）签名： 2012年 6月 7 日1目 录摘 要3Abstract41原理电路的设计任务与
3、内容51.1 初步设计思路52. 方案论证与比较63. 方案概述83.1交通灯控制电路的方案设计83.2交通灯控制电路的原理框图94. 单元电路设计104.1单片机最小系统104.2数码管模块114.3 LED信号灯模块114.4 独立按键模块125. 总电路图136. 仿真部分146.1 proteus软件介绍146.2仿真结果158. 参考文献182摘 要随着城市化的推进，我们对交通工具的要求越来越高，希望舒适快速的交通，可是快速加快的交通负荷也给尘世交通出了比较难题，我们不难发现现在城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，频繁发生交通事故，为了保证交通秩序和行人安全，交通部
4、门在每条街上都安装了一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮，表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停车线的的车辆继续通行；绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。学习了半年的数字电路，深深知道数字电路的强大，在老师布置课题的时候就已经决定选择交通控制灯这个课题了，然后抽了时间去十字路口观察了一下，心里知道了它的工作过程，在这个基础上根据我的水平就开始了设计。关键字： 交通灯 单片机 AT89C52AbstractWith urbanization
5、, we have become increasingly demanding transport, hoping comfortable fast transport, but also fast to speed up the traffic load compared to the earth out of traffic problems, we find now a serious urban transport problems has become increasingly prominent , especially in cities cross the street int
6、ersection, frequent traffic accidents, in order to ensure traffic order and safety of pedestrians, the traffic department has installed in every street, a group of red, yellow and green traffic lights. One red light, said the road closed to traffic; yellow light indicates that the road vehicle has n
7、ot been closed to traffic stop line, stop line has been the vehicle to pass; green light is that the road to allow passage. Automatic traffic light control circuit crossroads of red, yellow and green traffic lights. Traffic lights by the state transition, command vehicles, pedestrians, vehicles and
8、pedestrians to ensure safety, traffic management automation to achieve a crossroads. Half a year studying digital circuits, digital circuits are very aware of the powerful, the teachers arranged when the subject has decided to choose the subject of a traffic control light, then pumping the crossroad
9、s of time to observe a moment, knew that the process of its work In this basis, as I began the design levelKey words: Urbanization, traffic automation design201原理电路的设计任务与内容1.1 初步设计思路根据设计要求，道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、10秒、50秒。其时序关系如图1所示。图1 交通灯时序工作图设计交通灯。要求南北车道和东西道两条交叉道路上的车辆交替运行（以红绿灯指示），每次通行时间设为60秒（可通过软件参数预置）；
10、变更车道以前，黄灯亮10秒钟；两个车道均以减计数方式显示时间。2. 方案论证与比较方案一：利用单片机来实现。该系统要求倒计时，信号灯状态等显示等功能，可完全采用数码管与LED灯显示。题目中要求在特殊状态下时，处于常禁止通行状态，另一方向此时处于常通行状态。可以直接利用按键开关关闭定时器并单独显示单一方向的红灯。交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O口就可以实现。利用单片机设计精简和优化了电路。但是，需要对单片机进行编程并反复调试。方案二：图2为交通灯控制器的一个参考设计方案，在这一方案中，系统由控制器、定时器、秒脉冲信号发生器、信号灯组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的工
11、作。秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需要的标准信号，译码器输出两路信号灯的控制信号。Tl和Ty为定时器的输出信号，St为控制器的输出信号. 图2 方案二方框图Tl：表示主道路或次道路绿灯亮的时间间隔，即车辆正常通行的时间间隔。定时到Tl=1，否则Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔，定时到，Ty=1，否则Ty=0.St：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。方案二：利用单片机来实现。通过AT89C52单片机编写程序，来控制LED的亮灭与数码管的倒计时。方案比较：使用方案二利用单片机实现交通信号灯控制器，焊接起来比较简单，要进行编程，然
12、后刻进单片机。使用中规模集成芯片实现交通信号灯控制器，思路明确，但是焊接时比较繁琐，电路比较复杂容易出错。由于学习过单片机的相关知识，而且此次数电课设的难度不是很大，综合以上考虑及现有知识，选用单片机来搭建交通信号灯控制电路3. 方案概述3.1交通灯控制电路的方案设计甲、乙两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯闪亮提示人们注意绿、红灯的状态即将切换。指示灯燃亮的方案如表1。倒计时50S10S50S10S.南北方向绿灯亮绿灯亮红灯亮黄灯亮.东西方向红灯亮黄灯亮绿灯亮绿灯亮.表1 LED灯控制方案3.2交通灯控制电路的原理框图图3 原理框图
13、4. 单元电路设计4.1单片机最小系统AT89S52芯片简介AT89S52芯片只需外加晶振、供电电路与复位电路即可构成最小系统，仿真时电源部分隐藏，晶振选择12M满足要求，其最小系统图如图4：图4 AT89S52最小系统图AT89S52主要性能 与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz、三级加密程序存储器1、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符 。4.2数码管模块在电路设计中，采用四个二位八段共阳
14、数码管，因为数码管内阻影响，导致单片机I/O口输出的5V电压被拉低，因此需要加入驱动电路，在此选择2N3906 PNP型三极管，数码管的八个输入口有单片机的P2口控制。数码管模块电路如图5所示。图5 二位共阳数码管4.3 LED信号灯模块在电路设计中，需要用LED灯模拟红绿信号灯，分别采用红、黄、绿三色LED灯进行显示，通过P00-P05口控制LED的亮灭，由于单片机的P0口为集电极开路门，所以在使用时需要接上拉电阻接电源。LED电路模块如图6所示：图6 LED电路模块4.4 独立按键模块本电路在设计中需要设置特殊状态，即禁止单个方向通行，所以要用到独立按键，在设计时，通过按键来停止定时器，同时将数码管显示“00”，指定方向亮红灯禁止通行。按键模块设计比较简单，通过按下按键将P32和P32置低，系统检测到低电平信号后立即响应相关的操作。按键模块如图7：图7 独立按键模块5. 总电路图在电路设计中，由于四个方向的倒计时相同，相对面的方向LED灯显示状态相同，所以在仿真时，只采用一组数码管和LED灯进行相关
