单片机的交通灯控制系统设计与实现

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1、万方数据第27卷第1期2009年01月佳木斯大学学报(自然科学版)JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Vd．27Nb．1Jan．2009文章编号：1006—1402(2009)01—0094一∞基于单片机的交通灯控制系统设计与实现王冬梅，张建秋，路敬秫(大庆石油学院电气信息工程学院．■龙江大庆163318)摘要：以AT89S51单片机为核心器件，设计了多功能交通灯控制系统．软件仿真和硬件实现的结果表明该系统具有红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左转提示和

2、紧急情况发生时手动控制等功能．关键词：单片机；交通灯；数码管中图分类号：U491．5+l文献标识码：A由于计算机技术、自动控制技术和人工智能技术不断发展，城市交通的智能控制有了良好的技术基础，各种交通方案实现的可能性大大提高．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．本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了左转提示和紧急情况(重要车队通过、急救车通过等)发生时手动控制等功能‘·一2j．1交通管理

3、方案东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯和一组红、绿两色的左转指示灯，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．黄灯闪亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯闪亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间．当发生紧急情况发生时，所有信号灯转变为红色禁行信号【3J．当深夜时，信号灯呈黄灯缓行信号．2电路原理图设计依据上述方案。系统总框图如图l所示．2．1电源电路设计由于单片机工作时需要的+5v电压，所以在设计电源电路时，需要一个电子元件能提供+5v电压，由于7805能够提供5

4、V电压的三端稳压电源，在实际的电路控制中应用其作为电源电路较为广泛，在普通的电子元器件商场都有销售易于购买，并且技术相对成熟．7805一脚为电源输入段，二脚为公共接地段，三脚即为我们所需要的+5V电压输出段．本文采用最典型的7805提供电压的电路，即在7805的l脚和公共接地端(即2脚)之间接入0．3心的电容，在公共接地端和三脚+5V电压输出端之间接人0．I#F的电容．2．2复位电路设计Mcs，5l的复位输入引脚RST为MCS一51提供了初始化的手段．有了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器中的0000H地址

5、单元开始执行程序．在MCS一51的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现10ms以上的高电平时，单片机内部则初始复位．只要RST保持高电平，则MCS一51循环复位．只有当RST由高电平变低电平以后。MCs一5l才从0000H地址开始执行程序．MCS一51的复位是由外部的复位电路来实现的．复位引脚通过施密特触发器与复位电路相连。施密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的s5P2，由复位电路采样一次．复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式．本系统采用两种方式的复合方式即上电位按钮复位方式“】．2．3时钟电路

6、设计MCS一51的时钟可以由两种方式产生。一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路；另外一种为外部方式．本论文根据实际需要和简便，采用内部振荡方式．MCS一51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTALl和XTAL2分别是①收稿日期-'20嗵一12—10作者简介：王冬梅(1977一)．女，黑龙江大庆人。大庆石油学院电气信息工程学院讲师．硕士学位万方数据第1期王冬梅，等：基于单片机的交通灯控制系统设计与实现95此放大器的输入端和输出端．这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器．M

7、CS一51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件所以实际构成的振荡时钟电路．外接晶体以及电容Cl和c2构成并联谐振电路接在放大器的反馈回路中．对接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性．晶体频率可在1．2MHz．12MHz之间任选，电容Cl和C2的典型值在20pF．100pF之间选择，考虑到本系统对于外接晶体的频率稳定性要求不高，所以采取比较廉价的陶瓷谐振器．由于本系统应用的机器周期为ltts，所以晶振选择为12MHz，根据调试电容选择30p

8、F．在硬件电路焊接时，晶体或陶瓷振荡器和电容应该尽可能地与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，可以更好地保证振荡器稳定和可靠的工作¨J．图1系统总框图2．4数码时间显示电路七段LED数码管是有八个发光二极管构成，通过给其引脚不同的高低电平，从而显出0—9的数字和小数点．本文的交通灯数字显示部分，通过将四个一位数码管并联通过Pl口控制作为个位实时显示