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1、 摘要随着现代化建设脚步的加快，汽车数量明显增加，城市交通变得越来越拥挤，而十字路口则是造成交通堵塞的主要“凶手” 。目前大多数城市采用的交通信号灯指挥控制系统采用电子线路加继电器构成，也有少数采用可编程控制器（PLC）构成。本课题主要是采用单片机作为控制器，来实现交通信号灯的控制。该系统有自动和应急控制两种工作方式：自动方式的通车时间可以由程序设定,并且用LED 数码管显示出时间；应急控制方式则可以根据需要使用按键将路口的信号灯都改为红灯。关键词：关键词：单片机；交通信号灯；LED 动态扫描显示。AbstractWith the accelerated pace of modernizati
2、on, a marked increase in the number of cars, urban transportation has become more and more crowded, and the crossroads is the main cause of traffic congestion “murderer.“ At present the majority of city traffic lights used in command and control system uses electronic circuits add relay consists of
3、a small number of the use of programmable logic controller (PLC) constituted. The main topics are the use of single-chip microcomputer as a controller, to achieve the control of traffic lights. The system has two types of automatic control and emergency work: automatic mode of the opening time can b
4、e set by the procedure, and with LED digital tube display time; emergency control mode can use the keys will be required in accordance with the signal junctions are replaced by a red light .Key words: microcomputer; traffic lights; LED dynamic scan shows.一黎明职业大学毕业设计（论文）1目录第一章 绪论 1.1 课题背景 41.2 设计动机 5
5、1.3 设计目的 5第二章 系统分析系统分析21 系统要求 622 设计原理 622.1 交通信号灯（双色灯）的工作原理 722.2 LED 数码管的工作原理 722.3 通行规则设计 8第三章 主要电路模块的实现方案比较及选择主要电路模块的实现方案比较及选择 31 电源提供方案 932 显示模块方案 9 第四章 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 41 硬件电路所需资源 942 系统电路图 943 各个模块的设计 10431 主控制系统 10432 通行灯输出控制 10433 时间显示模块 11434 特种车辆自动控制模块 11435 电源电路 12第五章 软件设计 51 程序流程图 12
6、51.1 主程序流程图 12 一黎明职业大学毕业设计（论文）251.2 外中断 1 中断服务程序流程图 1251.3 T0 中断程序流程图 1352 源程序设计 14第六章 总结 课程设计过程中遇到的主要问题以及解决办法25心得体会 26致谢 27结束语 27参考文献 28附录 实物图 28第一章 绪论11 课题背景当今，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。但这一技术在 19 世纪就已出现了。1858 年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868 年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯
7、敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止” ，绿色表示“注意” 。1869 年 1 月 2 日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂一黎明职业大学毕业设计（论文）3被取消。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。1968 年，联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉
8、路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。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。 12 设计动机十字路口车辆穿梭，行人熙攘，
9、车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。该设计希望采用单片机的设计方法，来实现交通信号灯的控制，包括左拐、右拐、直行基本的交通灯的功能，计时牌显示路口通行转换剩余时间，在出现紧急情况时可由交通手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态。另外，在特种车辆如 119、120 通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，15s 后系统自动恢复正常管理。其他还有 120s 与 60s 通行管理转换等功能。并且可以根据每个路口的需要采用数码管与点阵 LED 相结合的显示方法，既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输
10、出等。 本系统实用性强、操作简单、扩展功能强，来修改程序中的时间，使其更人性化。13 设计目的中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的一黎明职业大学毕业设计（论文）4作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。第二章 系统分析2.1 系统要求人行道人行道人行道人行道如上图，在城市的十字路口以单片机作为主控制器，在东西南北方向装设 红、黄、绿灯按照事先设定的时序轮流点亮或熄灭；LED 显示器对每个方向的 信号灯
11、的接通时间进行倒计时显示。系统要求实现正常时序控制和应急控制两 种方式。同时在出现紧急情况可由交警手动实现全路口车辆进禁行。2.22.2 设计原理设计原理本设计采用标准 AT89C52 单片机作为控制器；通行倒计时显示采用 3 位LED 数码管；左拐、又拐、直行及行人 4 种通行指示灯采用双色高亮发光二极管；LED 显示采用动态扫描，以节省端口数。特种车辆通行采用实时中断完成，识别方法采用按键判别。按以上系统设计方案，单片机端口资源刚好满足要求。一黎明职业大学毕业设计（论文）5该系统具有电路简单，设计方便，显示亮度高，耗电较少，可靠性高等特点。整个电路的系统框图如下：P1A P2T 89 P0
12、C5 2 P3南北方向通行南北方向通行 灯灯东西方向通行东西方向通行 灯灯3 位数码管显示位数码管显示列扫描驱动列扫描驱动上电复位上电复位串口通信串口通信119、120 车辆监车辆监 测测自动、手动键盘自动、手动键盘2.2.12.2.1 交通信号灯（双色灯）的工作原理交通信号灯（双色灯）的工作原理双色 LED 灯是由一个红色 LED 管芯和一个绿色 LED 管芯封装在一起，共地而成。当红色管芯的正极接高电平，绿色管芯的正极接低电平时，双色灯显示为红色。反之，当红色管芯的正极接低电平，绿色管芯的正极接高电平时，双色灯显示绿色。若两个管芯的正极都接高电平时，双色灯显示黄色。反之两个灯管芯都接低电平
13、时，双色灯灭。2.2.22.2.2 LEDLED 数码管的工作原理数码管的工作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否点量而显示不同的字形如 doc，g,f,e,d,c,b,a，由于发光二极管为共阳极接法，输出端口为低电平，对应的二极管点亮。七段数码管的连接驱动代码表如下：显示数值Doc a b c d e f g驱动代码（16 进制）01 1 0 0 0 0 0 0 C0H1 1 1 1 1 1 0 0 10F9H2 1 0 1 0 0 1 0 00A4H3 1 0 1 1 0 0 0 00B0H4 1 0 0 1 1 0 0 199H5 1 0 0 1 0 0 1 092H一黎明职业大学毕业设计（论文）66 1 0 0 0 0 0 1 082H7 1 1 1 1 1 0 0 0F8H8 1 0 0 0 0 0 0 080H2.2.32.2.3 通行规则设计通行规则设计交通主要用于行车及行人的通行指示，按照通行规则如下：（1） 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为 1min，各路右拐比直行滞后 10s 开放。（2）车辆南北向左拐、各路右拐、行人禁行。通行时间为 1min。（3）车辆东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1min，各路右拐比直行滞后 10s 开放。（4）车辆东西向左拐、各路右拐、
