單片機(jī)控制通車時(shí)間可調(diào)交通燈

1、XX 大學(xué)電子綜合實(shí)踐(論文)選題：通車時(shí)間可調(diào)交通燈選題：通車時(shí)間可調(diào)交通燈姓姓 名：名： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 專專 業(yè)：業(yè)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間：完成時(shí)間： 電信學(xué)院電信學(xué)院.摘要摘要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在智能檢測(cè)、控制系統(tǒng)中，往往使用單片機(jī)作為一個(gè)核心部件來使用，然后配合具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。 在車輛穿梭的十字路口，行人熙攘，如果沒有有效控制極易出現(xiàn)混亂。但僅以傳統(tǒng)方式或交警來指揮的話已不能滿足當(dāng)今城市交通的需要，因此需配備智能化的交通控制燈。交通信號(hào)燈控制方式很多，控制

2、功能也分高中低等多級(jí)。由單片機(jī)控制的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)是單片機(jī)學(xué)習(xí)中極具典型的一項(xiàng)設(shè)計(jì)，同時(shí)也是極具實(shí)用意義的一項(xiàng)研究。本設(shè)計(jì)依托單片機(jī)技術(shù)，結(jié)合 LED 顯示來構(gòu)成一個(gè)中等功能的智能化的道路控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 智能 交通燈 設(shè)計(jì) iiiiAbstractAbstractBased on the design of the controler of traffic lights of single flat machineAbstract: In recent years, with the rapid development of science and technology,

3、 the application of SCM is continuously to further, traditional control test rapidly updated. In the intelligent detection and control systems, often used as a core component chip, then to use with specific hardware structure, and the view of the specific application software, the object characteris

4、tics. At the intersection of cars, bustling, if no effective pedestrians, appear easily controlled. But only in a traditional way to directing traffic or words can not meet the needs of todays urban transportation, therefore with intelligent traffic control light. There are many ways to control traf

5、fic lights low high control functions and multi-level. The traffic light by single-chip microcomputer control system is controlled in learning is one of the most typical design, is also extremely practical significance to study. This design is relying on the single chip microcomputer, combined to fo

6、rm a LED display the function of intelligent medium road control system. In order to system is stable and reliable MAX706 adopted watch-dog chips, to avoid the system crashed and stop work iiiiiibecause of the situation.Keywords:Keywords: singlechip intelligent traffic design watchdogiviv目錄目錄摘要摘要.IA

7、BSTRACT.II1、緒論、緒論 .- - 1 - -1.11.1 選題的背景選題的背景.- 1 -1.21.2 交通燈簡(jiǎn)介交通燈簡(jiǎn)介.- 2 -1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) .- 2 -1.2.2 性能指標(biāo) .- 2 -1.2.3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) .- 3 -2、交通燈的方案設(shè)計(jì)、交通燈的方案設(shè)計(jì).- 3 -2.12.1 電源提供方案電源提供方案.- 3 -2.22.2 顯示界面方案顯示界面方案.- 3 -2.32.3 輸入方案輸入方案.- 4 -3 交通燈的硬件電路設(shè)計(jì)交通燈的硬件電路設(shè)計(jì) .- 4 -3.13.1 MCUMCU 選型及核心電路選型及核心電路 .- 4 -3.1.1 交通燈的控制

8、芯片選擇.- 4 -3.1.2 數(shù)據(jù)處理及核心控制模塊 - 5 -3.23.2 二位一體數(shù)碼管顯示二位一體數(shù)碼管顯示.- 6 -3.33.3 系統(tǒng)電源電路系統(tǒng)電源電路.- 7 -4 4 程序流程圖程序流程圖 - 8 -4.14.1 主程序流程圖主程序流程圖- 8 -v v4.24.2 按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖- 9 -5、結(jié)束語、結(jié)束語.- 10 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).- 10 -附錄附錄 通車時(shí)間可調(diào)交通燈工作原理圖通車時(shí)間可調(diào)交通燈工作原理圖.- 11 -附錄附錄 系統(tǒng)性能分析系統(tǒng)性能分析.- 12 -附錄附錄 程序代碼程序代碼.- 22 - - 1 1 - -1 1、緒論、

9、緒論1.11.1 選題的背景選題的背景隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴(yán)重，如何對(duì)交通進(jìn)行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車現(xiàn)象成為目前我國(guó)很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進(jìn)行了討論，分析了各種方案的性價(jià)比，并用軟、硬件加以實(shí)現(xiàn)。而后，對(duì)六車道以上道路的“十字交叉路口交通燈控制”進(jìn)行了分析。最后，還對(duì)城市交通燈網(wǎng)的控制進(jìn)行了展望。希望能給有關(guān)政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通?，F(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴(kuò)寬，人行橫道相對(duì)較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通

10、過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當(dāng)務(wù)之急該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達(dá)到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時(shí)間,即保證行人過馬路時(shí)的安全，也減輕了交管部門的負(fù)擔(dān)。本產(chǎn)品面對(duì)公共交通設(shè)施，并不注重經(jīng)濟(jì)收益，而是注重以后潛在的發(fā)展，從而帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個(gè)按鍵的作用科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)直接把我們帶進(jìn)了信息化的社會(huì)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已普及到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。- - 2 2 - -1.21.2 交通燈簡(jiǎn)介交通燈簡(jiǎn)介1.2

11、.1 設(shè)計(jì)任務(wù)利用單片機(jī)完成交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，該交通信號(hào)燈控制器由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號(hào)燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時(shí)間停在禁行線外。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號(hào)燈。如圖上圖所示。設(shè)東西向?yàn)橹鞲傻溃媳睘橹Ц傻馈?.2.2 性能指標(biāo)（1）處于常允許通行的狀態(tài)，主干道亮綠燈或黃燈時(shí)，支干道亮紅燈；支干道亮綠燈或黃燈時(shí)，主干道亮紅燈。并且主干道和支干道的通車時(shí)間可以通過按鍵設(shè)置。（2）綠燈亮到紅燈亮的轉(zhuǎn)換過程中，要亮 5 秒黃燈作為過渡。黃燈亮?xí)r按 1Hz 的頻率閃爍。（3）主干道和支干道通行時(shí)間可在 679

12、秒內(nèi)任意設(shè)置。1.2.3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)模擬的通車時(shí)間可調(diào)的十字路口交通燈- - 3 3 - -2 2、交通燈的方案設(shè)計(jì)、交通燈的方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案論證與比較設(shè)計(jì)方案論證與比較2.12.1 電源提供方案電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案 方案方案一一： 采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。 此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠， 且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。方案二方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。綜上所述，我們選擇第二種方案。2.22.2 顯示界面方案

13、顯示界面方案該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈?，我們考慮了三種方案：方案方案一一： 完全采用數(shù)碼管顯示。 這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字苻， 無法勝任題目要求。方案二方案二：完全采用LED 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。方案三方案三： 采用數(shù)碼管與LED 相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出， 又要求有狀態(tài)燈輸出等，為 方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù) 碼管與 LED 燈分別顯示時(shí)間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊， 第三種方案可互補(bǔ)一二方案的優(yōu)缺， 我們決定采用方

14、案三以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示 功能。2.32.3 輸入方案：輸入方案：題目要求系統(tǒng)能手動(dòng)設(shè)燈亮?xí)r間、緊急情況處理，我們討論了兩種- - 4 4 - -方案：方案一方案一：采用 8155 擴(kuò)展 I/O 口及鍵盤、顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：使用靈活可編程，并且有RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復(fù)雜。方案二：方案二： 直接在 IO 口線上接上按鍵開關(guān)。 因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路， 所以剩余的口資源還比較多，我們使用三個(gè)按鍵，分別是K、JP1、JP2。由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的 I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及 RAM 已經(jīng)夠用，故選擇方案二。3

15、 3、交通燈的硬件電路設(shè)計(jì)、交通燈的硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求可知，系統(tǒng)的硬件原理框圖如下圖所示。單單片片機(jī)機(jī)鍵鍵盤盤LED顯顯示示三三色色指指示示燈燈 圖 3-1 系統(tǒng)硬件框圖3.13.1 MCUMCU 選型及核心電路選型及核心電路3.1.1 交通燈的控制芯片選擇CPU 是整個(gè)控制部分的核心。在考慮經(jīng)濟(jì)性和滿足需求的前提下，本系統(tǒng)選用 Atmel 公司生產(chǎn)的 8 位 AT89S52 單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心。AT89S52 是美國(guó) Atmel 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 Atmel 公司的

16、高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳，它集 Flash 存儲(chǔ)器既可在線編輯（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編輯及通用 8 位微處理器于單片芯片中，功能強(qiáng)大 AT89S52 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。- - 5 5 - -在本系統(tǒng)中，AT89S52 單片機(jī)內(nèi)部的功能單元已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，不需要系統(tǒng)擴(kuò)展。芯片介紹芯片介紹: :AT89S52 具有以下的特點(diǎn): 8031 CPU 與 MCS-51 兼容 壽命：1000 寫/擦循環(huán) 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 全靜態(tài)工作：0-24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 條

17、可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘3.1.2 數(shù)據(jù)處理及核心控制模塊本次設(shè)計(jì)中，選用 Ateml 公司的 51 系列單片機(jī) AT89S52 芯片作為交通燈的數(shù)據(jù)處理及操作控制芯片。只有單片機(jī)芯片無法完成數(shù)據(jù)處理及控制功能，必須有附加的電路，使單片機(jī)芯片組成一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)其功能。本次設(shè)計(jì)中，由 AT89S52 芯片連同附加電路構(gòu)成的單片機(jī)最小系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)處理及控制模塊，其電路連接圖 3-3 如下。圖 3-2 AT89S52 管腳圖- - 6 6 - -圖 3-3 數(shù)據(jù)處理及控制模塊如上圖所示，管腳 9

18、 是 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。開關(guān)按鍵沒按下時(shí)，電容不導(dǎo)通，RET 鍵不工作；開關(guān)按鍵按下時(shí)，電容導(dǎo)通，RET 鍵進(jìn)行復(fù)位工作。3.23.2 二位一體數(shù)碼管顯示二位一體數(shù)碼管顯示現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。但是其成本比較高，二位一體數(shù)碼管顯示器成本低廉，且易于控制，制作方便，但又由于二位一體數(shù)碼管占用的 IO 過多，所以采取串轉(zhuǎn)并形式控制數(shù)碼顯示電路并采取利用人眼殘留效果的掃描方式驅(qū)動(dòng)顯示。其原理圖如圖 3-4：- - 7 7 - -圖 3-4：八位數(shù)碼管顯示電路原理圖3.33.3 系統(tǒng)電源電路系統(tǒng)電源

19、電路圖 3-5： 系統(tǒng)電源電路- - 8 8 - -4 4、程序流程圖、程序流程圖4 4、1 1 主程序流程圖主程序流程圖開始初始化EW=1?Y 南北通道綠燈亮東西通道紅燈亮南北通道黃燈閃東西通道紅燈亮N南北通道紅燈亮東西通道綠燈亮南北通道紅燈亮東西通道黃燈閃SN=1?NY 調(diào)用按鍵調(diào)節(jié)子程序圖 4-1： 主程序流程圖- - 9 9 - -4 4、2 2 按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖按鍵調(diào)節(jié)子程序流程圖開始K 按一下EWt 加 1SNt=80?SNt=6EWt=6YYYY返回NNSN=1？EW=1？K 按一下SNt 加 1EWt=80?SN=1?EW=1?返回YYNNNN圖 4-2 按鍵調(diào)節(jié)流程圖-

20、- 1010 - -5 5、結(jié)束語、結(jié)束語總總結(jié)結(jié)與與體體會(huì)會(huì)本系統(tǒng)是以單片機(jī) AT89C52 芯片為核心部件，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過 AT89C52 芯片設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能。此次在軟件上是花費(fèi)時(shí)間最多的，我們上網(wǎng)找資料，上圖書館，盡可能的了解有關(guān)于交通燈這方面的知識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是 C 語言）的掌握方面都能向前邁了一大步。致謝致謝通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在黃老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，單片機(jī)領(lǐng)域這

21、對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)有極大的幫助。在此，忠心感謝黃老師以及許多同學(xué)的指導(dǎo)和支持。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1.單片機(jī)原理及其接口技術(shù) 胡漢才主編，清華大學(xué)出版社2. 單片機(jī)原理與應(yīng)用 ，丁元杰主編，機(jī)械工業(yè)出版社。3. MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 ，孫育才主編， 東南大學(xué)出版社- - 1111 - -附錄附錄 通車時(shí)間可調(diào)交通燈工作原理圖通車時(shí)間可調(diào)交通燈工作原理圖- - 1212 - -附錄附錄 系統(tǒng)性能分析系統(tǒng)性能分析按鍵可以調(diào)節(jié)通車時(shí)間，交通燈能夠正常工作。由于是通過延時(shí)來按鍵加數(shù)，所以若按鍵不放則時(shí)間將一直慢慢往上增加。由于直接用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 顯示電流不夠大，所以

22、加了上拉電阻使其顯示更亮。附錄附錄 程序代碼程序代碼#includesbit r1=P05; /東西通道的紅燈sbit g1=P03; /東西通道的綠燈sbit y1=P04; /東西通道的黃燈sbit r2=P02; /南北通道的紅燈sbit g2=P00; /南北通道的綠燈sbit y2=P01; /南北通道的黃燈sbit kew=P36; /東西通道通車時(shí)間的調(diào)節(jié)開關(guān)sbit ksn=P37; /南北通道通車時(shí)間的調(diào)節(jié)開關(guān)sbit k=P35;unsigned char ew,sn,a,b,h,e,s,ewt=30,snt=27;unsigned char code tab=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99, 0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/共陽(yáng)數(shù)碼管編碼void d