基于单片机的交通灯控制系统设计 毕业论文

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1、基于单片机的交通灯控制系统设计摘要:对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。系统功能为：以MCS-51系列单片机作为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间，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，其他车辆禁止通行状态。在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作

2、为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。在实验板上制作了基于单片机的交通灯控制系统样机，对硬件和软件部分分别进行了调试，再进行了软硬件联调，得到的交通灯控制系统样机实物，可圆满地完成毕业设计任务书所要求的功能。关键词:交通灯；单片机；AT89S521目录1概述11.1课题研究背景与意义11.2课题设计内容12系统设计12.1设计方案论证12.２系统

3、硬件设计32.2.1控制模块32.2.2通行灯显示模块52.2.3时间显示模块52.2.4电源电路模块52.2.5硬件电路中器件选择62.3系统软件的设计112.3.1主程序112.3.2定时中断服务程序112.3.3特种车中断服务程序132.3.4算法分析143系统调试143.1硬件调试153.1.1静态检查153.1.2通电检查153.2软件调试及软硬件联调153.2.1仿真器选择153.2.2仿真过程163.2.3通行灯输出调试173.2.4时间显示模块调试183.2.5特种车中断程序调试183.2.6脱机调试183.2.7实验结果194结束语20

4、参考文献21致谢22附录23附录1基于单片机的交通灯控制系统电路原理图23附录2基于单片机的交通灯控制系统PCB图23附录3基于单片机的交通灯控制系统程序清单23基于单片机的交通灯控制系统设计1概述1.1课题研究背景与意义随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个

5、交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。我国是一个历史悠久、人口众多的国家，城市数量随着社会的发展不断增多。随着城市化进程的大大加快，诱发的交通需求急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来。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中最重要的组成部分。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯

6、控制系统。交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果，使城市交通得以有效管理。交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制，只要采用一块单片机，加上简单的接口与驱动放大电路，即可实现，具有成本低，可靠性高的特点。1.2课题设计内容本课题对基于单片机的交通灯控制系统进行设计。以MCS-51系列单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通

7、过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的实物。2系统设计2.1设计方案论证根据设计内容要求，提出了如下三种方案：方案一：采用AT89S52单片机作为控制核心，采用四组高亮红绿双色二极管29作为东西南北四个路口的通行指示灯；采用四组3位LED数码管作为四个路口的通行倒计时显示器，LED显示采用动态扫描方式，以节省端口数。按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求。方案一设计框图如图２-1所示。图2-1方案一：采用LED动态

8、扫描的交通灯控制系统方案二：采用AT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时显