基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

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1、课题名称课题名称 指导教师（职称）指导教师（职称）执行时间执行时间20122013 学年第学年第 2 学期学期 第第 9 周周 学生姓名学生姓名学号学号承担任务承担任务 Protel 制作制作 格式调制格式调制 内容设计内容设计 内容收集内容收集设计目的设计目的设计要求设计要求设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能 通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时， “倒计时等 信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统 为基础设计硬件，用汇编语言、或 C 语言设计软件。通过 本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握 Mcs51

2、 单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知 识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。主干道（A） 、支干道（B）两干道交于一个十字路口， 各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安 全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车 辆及行人小心通过。主干道每次放行 45S，支干道每次放行 25S，黄灯每次亮 5S1智能红绿灯控制器的设计智能红绿灯控制器的设计引引 言言 红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。信号灯 的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故 有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人

3、员在交叉路口服务，有助 于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由 道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 在交通红绿灯设计控制上,通过采用智能系统应用模式,尤其是基于单机片的智能控 制系统,对于有效管制、疏导交通流量等方面具有明显的效果。本文旨在探索设计基于单 机片的智能交通控制系统,通过按键或者遥控的设置等方式,进行技术参数的全面应用。2目录目录第一章第一章 选题背景选题背景.3 3第二章第二章 方案论证方案论证.4 42.1 方案介绍方案介绍 .42.2 方案比较：方案比较： .4第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计.5 53.13.

4、1 总体电路框图总体电路框图 .53.23.2 系统构成系统构成 .53.33.3 显示电路的介绍显示电路的介绍 .53.3.1 89C51 芯片芯片.53.3.2 7448 芯片介绍芯片介绍.63.3.3 红绿红绿 LED 信号显示灯及七段数码显示管信号显示灯及七段数码显示管.73.3.4 交通灯控制线路图交通灯控制线路图.8第四章第四章 交通灯软件设计交通灯软件设计.8 84.14.1 程序设计流程图程序设计流程图 .84.24.2 延时的设定延时的设定 .94.34.3 子程序的实现子程序的实现 .9第五章第五章 部分模块实现程序部分模块实现程序.1212第六章第六章 结结 论论.171

5、7第七章第七章 参参 考考 文文 献献.1717第八章第八章 答辩记录及评分表答辩记录及评分表.17173第一章第一章 选题背景选题背景今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减 少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口 服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可 能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51; 7448，LED第二章第二章 方案论证方案论证2.1 方案介绍方案

6、介绍方案 1 设计思想：采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器 ， 选择一个单 片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实 现状态的转换， 由于每一个模块的计数多不是相同， 这里的各模块是以预置数和计 数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同 的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数， 如图中 A 道和 B 道,分别为次干 道的置数选择和主干道的置数选择。方案 2 设计思想： 由两个传感器监视主干道方向即 A 道与支干道方向即 B 道的车辆来往情况，设开关 K=1 为有车通过，K=0 为没有车通过。则有以下

7、四种情况：Ka=1 时：Kb=0，表示 A 有车 B 没有车，则仅通行 B 道；Kb=1,表示 A 有车 B 有车，则优先通行 A 道； Ka=0 时：Kb=0 表示 A 没有车 B 也没有车，同样优先通行 A 道；Kb=1 表示 A 没有车 B 有车，则仅通行 B 道。42.2 方案比较：方案比较：方案 1：用了模块设计，而方案 2 采用逻辑设计，相比之下 1 有较强的可读性和较强的可修改性，而 2 则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于 提供了一条较为便捷的解决方案。2 首先将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起 集成用较少的芯片去完成所需功能。 我们最终的设计应该尽量使

8、用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初 期尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模 块化，所以本设计以第一方案为主进行。 我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来的产品无论 从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初 期尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模 块化，所以本设计以第一方案为主进行。第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计3.13.1 总体电路框图总体电路框图3.23.2 系统构成系

9、统构成电路板一块，AT89S51 单片机一片，7448 芯片 2 片，七段数码管八个。发光二极管 20 个（8 个绿的，8 个红的，4 个黄的用于交通控制） ，100 欧姆电阻 20 个，2 个按键，2 个 开关，51K 欧姆电阻 2 个，5V 稳定电源 1 个，3 个电容 2 个单刀单掷开关等。系统工作流程： （1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行情况。(2) 情况判定后由 AT89S51 单片机 p1 口及部分 p2 口输出二进制信号控制红绿黄灯 亮的情况。5(3) 确定那些灯亮后，由对应的七段数码管来进行到计时显示。由 p0 口输出来控 制七段数码管的显示，而 p2

10、口的高四位则用来控制数码管显示时的个位和十位 （4）系统是否需要紧急工作状态，而此任务由外部中断来实现。 （5）LED 采用 5V 的直流电来驱动，低电平。3.33.3 显示电路的介绍显示电路的介绍3.3.1 89C51 芯片选用的 AT89S51 与同系列的 AT89C51 在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线 的编程。用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下： 1) 为一般控制应用的 8 位单片机 2) 晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至 33MHz）3) 内部程式存储器（ROM）为 4KB 4) 内部数据存储器（RAM）为 128B 5) 外部程序存储器可扩充至 64

11、KB 6) 外部数据存储器可扩充至 64KB7) 32 条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制 8) 6 个中断向量源 9) 2 组独立的 16 位定时器 10) 1 个全双工串行通信端口 11) 8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能 12) 单芯片提供位逻辑运算指令图 3-1 AT89C51 芯片63.3.2 7448 芯片介绍7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能,可将单片机输出的四位二进制数转换成10进制 数与七段数码管显示对应，用于显示09的数字。 图 3-2 7448 芯片其中 LT 为测试输入。3.3.3 红绿 LED 信号显示灯及七段数码显示管LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是