单片机课程设计--模拟智能交通灯

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1、单片机课程设计论文智能交通灯模拟智能交通灯摘要本设计是针对交通灯系统的设计，由于车辆的增多，所以交灯在现代道路交通中起着越来越重要的作用。为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力，提高交通效率，促进和谐交通的建立。本次设计由单片机AT89C52、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在

2、中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括基本的交通灯的功能.具体功能是假如东西道和南北道交替红绿灯控制通行，有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，所有道均为红灯，紧急车由K1开关模拟。当道路系统出现掉电等突发事故时会有报警功能，掉电报警由开关K2模拟实现。绿灯转换为红灯时黄灯亮5秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、紧急情况处理、以及根据具体情况手动控制等功能。关键词：AT89

3、C52；中断；定时器1引言交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关，是人们出行的安全保障。如今随着人们生活水平的提高，对交通管制也提出了更高的要求，因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。本设计是根据单片使机原理就交通灯的系统作出的，该设计在熟练掌握单片机原理及其应用技术的使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术、proteus软件等课程方面的知识，设计一个采用AT89C51单片机控制的交通灯控制电路。能方便的对交通灯进行控制，使交通更

4、和谐。2方案设计与论证2.1总体方案描述本次设计是通过单片机最小系统对外部设备进行控制来实现的，具体是用单片机内部的定时器中断进行一秒定时，让数码管显示当前的倒计时时间，当定时器计时到一秒时控制数码管显示低位减一，低位减到零时高位数码管减一。根据预设的红绿灯时间当到预定时间时切换相应的红绿黄三个灯的亮灭，来实现交通灯的功能。为了能够应对突发情况，设置了两个外部中断，一个是当出现外部设备掉电货损坏时触发报警，提醒及时维修防止意外发生。第二个是当有特殊车辆如救护车等时四个路口的红灯全部亮数码管全部亮，特

5、殊车辆通过时恢复原来的情况，保证特殊车辆顺利通过。图2.1总体方案原理图2.2微处理器模块的比较与论证方案一：用单片机MSP430F169作为系统的主控核心。此单片机具有体积小，使用灵活的，易于人机对话和良好的数据处理，有较强的指令寻址和运算功能等优点。方案二：89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS8位单片机，40个引脚，片内含4KB的FlashROM和128B的RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程

6、。本次设计是模拟交通灯程序不是很复杂所以采用方案二。2.3显示数码管的选用方案一：双位一体数码管。具有体积小功耗小电路简单等特点方案二：单位的数码管。显示清晰，不易损坏。综合考虑采用方案一。3系统硬件、软件的实现3.1系统硬件实现本次设计使用了四个共阳极双位一体数码管，在四个路口各有一个显示倒计时，四个路口各有一组交通灯，用P0口进行位选控制，选择具体是那个路口和那个位的选通，再用P2口进行段选，选择相关位具体显示什么数字。P1口进行控制三个灯的选通，P3.2口和P3.3口作为外部中断触发的接口。P

7、0.5口和P0.6口作为蜂鸣器和指示灯的控制接口。具体电路如下图所示。图3.1.1系统总体电路图3.2单片机时钟电路本次单片机时钟采用的是12M晶振，每个时钟周期是1µs,定时器设置初值为50000，每次定时中断时间是50ms,进20次为一秒。具体电路下图所示。图3.2.1单片机时钟电路图3.3单片机复位电路单片机采用外部按键复位，使单片机能够在出现不正常反应是能够重新开始，恢复正常。具体电路如下所示。图3.3.1.复位电路图3.4蜂鸣器报警电路蜂鸣器采用单片机P0.5口控制三极管的b端，来控制三极

8、管的导通与关断来实现对蜂鸣器通断设置的来控制的。具体蜂鸣器驱动电路如下图所示。图3.4.1蜂鸣器驱动电路图3.2系统软件实现3.2.1系统软件流程图图3.1软件流程图交通灯控制系统在默认工作情况下，每30秒变换一次，为方便提示路上行人及车辆交通灯转换的剩余时间，专门为控制系统提供了一个倒计时的显示装置。该装置采用七段数码管来显示，每个路口需要两个，共八个，在设计电路时，只用了两个进行模拟。本系统由于使用P2口提供字形，所以采用动态显示，用上拉电阻方式驱动。所谓动态显示