基于单片机的交通信号灯模拟控制系统

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1、本毕业论文由单片机系统、LED显示、交通灯演示系统组成。系统包括基本的交通灯的功能，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。关键词：倒计时89C51芯片MCU-basedsimulationsystemfortrafficlights（MajorofAppliedElectronicTechnology,InformationandEngineeringCollegeBiaoZhang）Abstract：Thissystemconsistsofsingle-chipmicrocomputersystem,

2、LEDdisplay,trafficlightpresentationsystem.Systemincludesthebasicfunctionsoftrafficlights,alsohasacountdown,thetimesetting,emergencyhandling,attimestoadjustthelightsignalinaccordancewiththespecificcircumstancesoftimeandmanualcontrolfunctions.Keywords：countdown89C51引言随着我国国民经济的迅速发展，城市街

3、道车辆大幅度增长，给城市交通带来巨大压力，交通拥堵已经成为影响城市可持续发展的一个全局性问题。而街道各十字路口，又是车辆通行的瓶颈所在。已有的许多建立在精确模型基础上的交通系统控制方案都存在着一定的局限性。研究车辆通行规律，找出提高十字路口车辆通行效率的有效方法，对缓解交通阻塞，提高畅通率具有十分现实的意义。地面道路是一个庞大的网络，交通状况十分复杂，使目前交通灯控制器的单一时段控制已不能满足现代交通流量的多变性，特别是在交通流量高峰时，往往会造成交通路口的通过率下降，甚至出现交通混乱现象，城市的交通拥挤问题正逐渐引起人们的注意。道路平面交叉口(简称交叉口)是

4、交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”，国内外城市的交通事故约有一半发生在交叉口。因此，交叉口这个事故多发源不能不引起人们的高度关注。随着交通技术、电子技术的发展及微机技术的应用，人们设计出了适应各种需要的交通检测器、信号控制机和交通信号灯。1方案的论证及确定题目要求系统紧急情况处理，我们讨论了两种方案。方案一：采用8255扩展I/O口及键盘，显示等。该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。方案二：采用89C51来控制键盘及数码管显示。该芯片有较宽的工作电压（2.7V－6V），128

5、*8B内置RAM，4KB可在线重复编程的闪烁存储器。完全可以满足系统需求，由于不需要外部EPROM芯片，可以简化电路设计。由于该系统对于交通灯及LED的控制，只用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。2电路的设计及原理的分析2.1系统总框图及工作原理设计思路：设一个字路口，1，3为南北方向，2，4为东西方向。一开始1，3路口红绿灯亮通车，2，4路口红灯亮，同时LED开始倒计时。一段时间后，1，3路口绿灯灭，黄灯开始闪烁，然后等LED倒计时完毕1，3路口红灯亮，同时2，4路口绿灯亮通车，LED重新倒计时开始。一段时间后2，4

6、路口绿灯灭，黄灯开始闪烁，等LED倒计时完毕2，4路口红灯亮，同时1，3路口绿灯亮通车。接下去重复上述过程。LED倒计时的手动控制：设计根据车流量的大小，设置了6个倒计时时间。分别是15s，30s，45s，60s，75s，90s。系统正常工作时，按一下按键2，LED闪烁，这时便可以通过按键1调节倒计时时间。按照按的次数不同循环显示。选定时间后按按键2系统开始正常工作。警车情况：警车情况由按键1来模拟。当系统正常工作时，按下按键1，黄灯闪烁，然后四路灯全部红灯。再按下按键1系统开始重新工作；按键3为复位键。2.2硬件电路的设计由于整个系统由AT89C51芯片控制

7、。简单模拟一个十字路口的交通灯的工作情况。四路共12盏交通灯(4红，4黄，4绿)采用发光二极管模拟。倒计时功能用两个共阳LED数码管来实现。按键1用来模拟警车通过时的情况。按键2用来确定是否根据不同的车流量调节LED数码管倒计时的时间。所以本系统主要的驱动电路有两部分，分别是数码管的驱动电路和红绿灯驱动电路。2.2.1数码管显示驱动电路数码管显示驱动电路采用“三极管驱动的并行LED数码管动态扫描显示”（图2）。三极管用于位选起到开关的作用，P1口作为段选。当三极管基极高电平时，三极管截止，数码管不工作。基极低电平时，三极管导通，数码管公共端为高电平，数码管工作

8、同时点亮。然后通过程序的设置使用按键1