交通灯控制器实验报告

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1、东莞理工学院城市学院课程设计1.学院单片机原理及应用 课程设计报告题 目： 交通灯控制器 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 日 期： 年 月 日 东莞理工学院城市学院课程设计2摘摘 要要当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调， 多值化方向发展随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和 车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。以下就是运 用数字电子设计出的交通灯：本设计是十字路口交通灯控制，所以依据实际交 通灯的变化情况和规律，给出如下需求：一个十

2、字路口为东西南北走向。初始 状态 25s 为南北红灯，初始状态 20s 东西绿灯。然后转状态 1，南北红灯，东西 绿灯闪烁 3s，黄灯 2s。再转状态 2，南北红灯灭，绿灯亮，东西绿灯灭，红灯 亮。再转状态 3，东西红灯，南北绿灯闪烁 3s，黄灯 2s。再转初始状态。关键词：关键词：信号灯电路 交通控制系统 EDA 技术 东莞理工学院城市学院课程设计3目目 录录BACK PLACE一一. . 绪论绪论 .4 4引言引言1.1 设计任务.41.1.1 设计题目1.1.2 设计内容1.2 系统需求.41.2.1 基本要求1.2.2 发挥部分1.3 小组成员及个人完成情况 .41.3.1 小组成员1

3、.3.2 个人完成情况二二. .方案比较、方案设计与方案论证方案比较、方案设计与方案论证 .5 52.1 电源提供方案2.2 显示界面方案三三. .单元模块设计单元模块设计 .6 63.1 单片机及其外接电路3.2 交通灯时间显示模块 3.3 按键控制模块 3.4 声音报警系统四四. .系统调制与分析系统调制与分析 .1010五五. .总结与心得总结与心得.1414参考文献参考文献 .1414附录一附录一 系统原理图系统原理图 .1515附录二附录二 元件清单元件清单 .1616附录三附录三 系统源程序系统源程序 .1717东莞理工学院城市学院课程设计4一一. . 绪论绪论引言引言城市修建城市

4、高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统最重要的组成部分。伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在 D 的 DEA 技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA 技术在电子信息，通信，

5、自动，控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。随着技术市场与人才市场对 DEA 的不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了。为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮,表示该条路禁止通行；黄灯亮表 示停车；绿灯亮表示允许通行。1.1 设计任务设计任务1.1.1 设计题目：设计题目：交通灯控制器1.1.2 设计内容设计内容：本设计是十字路口交通灯控制，所以依据实际交通灯的变化情况和规律，给 出如下需求：一个十字路口为东西南北走向。初始状

6、态 25s 为南北红灯，初始 状态 20s 东西绿灯。然后转状态 1，南北红灯，东西绿灯闪烁 3s，黄灯 2s。再东莞理工学院城市学院课程设计5转状态 2，南北红灯灭，绿灯亮，东西绿灯灭，红灯亮。再转状态 3，东西红灯， 南北绿灯闪烁 3s，黄灯 2s。再转初始状态。1.2 系统需求系统需求1.2.1 基本要求：基本要求：利用 STC-89C52 单片机作为系统核心控制部分，用外围 12 个发光二极管 （红、绿、蓝各 4 组）模拟交通灯的显示部分，自己设计电路和程序完成交通 灯控制设计。1.2.2 发挥部分：发挥部分： 1用三极管 9015 对 8 个数码管进行控制。2用 for 循环完成交通

7、灯转换间的延时，延时误差小于 2010-6s. 3. 利用数码管进行东西、南北方向的倒计时显示1.3 小组成员及个人完成情况小组成员及个人完成情况1.3.1 小组成员小组成员1.3.2 个人完成部分个人完成部分部分程序调试，部分实物焊接，制作设计报告书二二.方案比较、方案设计与方案论证方案比较、方案设计与方案论证 2.1 电源提供方案电源提供方案 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： 方案一：方案一：采点用独立的稳压电源，此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟 电路可供选用；缺点是会使系统复杂，且可能影响电路点平。 方案二：方案二：采用单片机控制模块提供电源。该方案的优点是系

8、统简单扼要节约 成本；缺点输出功率不高。 综上所述我们选择第一种方案。综上所述我们选择第一种方案。2.2 显示界面方案显示界面方案方案一：方案一：完全采用数码管显示。这种方案显示符号和数码字符，系统简单成 本低；缺点，功能单一。方案二：方案二：完全采用点阵式 LED 显示。这种方案实现复杂，且需要完成大量的东莞理工学院城市学院课程设计6软件工作；但功能强大，可方便显示各种英文字符、汉字、图形等。 综上所述我们选择第一种方案。综上所述我们选择第一种方案。三三.单元模块设计单元模块设计 3.1 单片机及其外接电路单片机及其外接电路 单片微型计算机是随着微型计算机的发展而产生和发展的。自从 1975

9、 年美 国德克萨斯仪器公司的第一台单片微型计算机（ 简称单片机）TMS-1000 问世 以来，迄今为止，单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支，单片机的应 用领域也越来越广泛，特别是在工业控制中经常遇到对某些物理量进行定时采 样与控制的问题，在仪器仪表智能化中也扮演着极其重要的角色 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，4 个外部中断，一 个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构） ，全双工串行口。 另外 STC89C52 可降至 0

10、Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止， 直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T 可选。 它主要由两部分构成，一个是主机控制器，另一个是单片机工作最小系统。RST9 P3010 P3111 P3212 P3313 P3414 P3515 P3616 P3717 X 118 X 219 G ND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29A LE30E

11、A31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039V CC40P101 P112 P123 P134 P145 P156 P167 P178U 489C51图 3.1 STC89C52 管脚图东莞理工学院城市学院课程设计768图 3.2stc89c52 及其外接电路结构图3.2 交通灯时间显示模块交通灯时间显示模块由 4 个两位一体的数码管（实验室没有，由四位一体代替） ，和 12 个红绿黄灯 组成十字路口红绿灯的功能显示东莞理工学院城市学院课程设计8图 3.3 显示模块3.3 按键控制模块按键控制模块遇到紧急情况，首先 P32 口接的开关闭合，4 个交通灯

12、全部变成红灯并报警 （报警器系统） ，等处理时闭合 P33 口的开关，报警器关闭。再闭合 P36 口的 开关东西方向的红灯变成绿灯，闭合 P36 口开关南北方向的红灯变成绿灯。 注：P33 口优先级高于 P32 口。东莞理工学院城市学院课程设计9图 3.4 按键控制模块3.4 声音报警模块声音报警模块声音报警模块主要用于紧急情况的报警模式，由 3.3 的 P32 口决定开启.主要部件由报警器及其外接电路图 3.5 声音报警模块东莞理工学院城市学院课程设计10四四.系统调制与分析系统调制与分析系统硬件组成部分如图 4.1 所示图 4.1 系统实物图 按一下电源开关按钮，系统上电后，系统开始正常工

13、作，初始状态下交通灯状 态如图 4.2 4.3 所示图 4.2 交通灯正常工作东莞理工学院城市学院课程设计11图 4.2 交通灯正常工作（黄灯时）紧急情况下，按 P23 接口的开关，红灯闪烁，报警器响，图 4.4 所示：图 4.4 交通灯紧急情况 再按 P24 端口的开关,报警器停止响，同图 4.4东莞理工学院城市学院课程设计12再按 P2.8 端口的开关，南北方向的红灯变绿灯，如图 4.5 所示：图 4.5 交通灯紧急情况后，南北方向灯变绿灯再按 P2.9 端口的开关，东西方向的红灯变绿灯，如图 4.6 所示：图 4.6 交通灯紧急情况后，东西方向灯变绿灯夜间模式时黄灯闪烁，如图 4.7 所示东莞理工学院城市学院课程设计13图 4.7 夜间模式 黄灯闪烁五总结与心得通过一个星期的辛勤努力，在指导老师的指导和同学们的帮助下，我终于将此次的作品交通灯控制器制作完成了。让我感受到了功夫不负有心人这句