单片机智能交通灯.doc

目录 摘要…………………………………………………………………...........Ｉ1 概述 1 1.1引言 1 1.2 设计任务和要求 1 1.3 系统总设计 1 1.4 交通灯过程分析 1 2详细设计 4 2.1 硬件设计 4 2.2软件设计 6 3 仿真与调试 7 3.1 调试 7 3.2 仿真结果 8 4 硬件电路优化 10 结束语 11 参考文献 12 致谢 13 附录1 14 1 概述 1.1引言 随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用比定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识，掌握单片机的应用技术具有重大的意义。本文主要从计算机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用以控制过往车辆的正常运作。 1.2 设计任务和要求 在一个十字路口四个流向的主车道，各主车道左行车道、直行车道、右行车道以及人行道表示左转、直行、右转和人行道的交通信号灯。30秒后，由红灯转为黄灯，黄灯停5秒。同时显示时间,且紧急情况全路口为红灯。 1.3 系统总设计 图1.1 系统框图 1.4 交通灯过程分析 分别用1、2、3、4表明四个流向的主车道，用A、B、C、P分别表示各主车道的左行车道、直行车道、右行车道以及人行道。用a、b、c、p分别表示左转、直行、右转和人行道的交通信号灯 图1一个十字路口示意图 图十字路口通行顺序示意图交通灯闪亮的过程： 路口1的车直行时的所有指示灯情况为：3a3b2p绿3c红+4a4b4c 3p全红+1c 绿1a1b4p红+2c绿2a2b1p红 路口2的车直行时的所有指示灯情况为：4a4b3p绿4c红+ 1a1b1c 4p全红+ 2c绿2a2b1p红+3c绿3a3b2p红 路口3的车直行时的所有指示灯情况为：1a1b4p绿1c红+ 2a2b2c 1p全红+3c绿 3a3b2p红+4c 绿4a4b3p红 路口4的车直行时的所有指示灯情况为：2a2b1p绿2c红+3c3a3b2p全红+4c绿4a4b3p红+1c绿1a1b4p红1 2 3 4 状态 S L R P S L R P S L R P S L R P 1路口直通 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 2路口直通 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 3路口直通 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 4路口直通 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 从上表可知，1路口的直通和左转和2路口的人行道信号一致，2路口的直通和左转和3路口人行道信号一致，3路口的直通和左转和4路口人行道信号一致，4路口的直通和左转和1路口的人行道信号一致。综上，只要控制直通和右转状态，就控制直通，左转，右转，人行状态。可以化简为下： 表1.2 分析简化表 路口 1路口 2路口 3路口 4路口 状态 红 绿 红 绿 红 绿 红 绿 1路口直通 直通S 0 1 1 0 1 0 1 0 右转R 1 0 1 0 0 1 0 1 2路口直通 直通S 1 0 0 1 1 0 1 0 右转R 0 1 1 0 1 0 0 1 3路口直通 直通S 1 0 1 0 0 1 1 0 右转R 0 1 0 1 1 0 1 0 4路口直通 直通S 1 0 1 0 1 0 0 1 右转R 1 0 0 1 0 1 1 0 综合上表，进一步可知，以上归于四种状态：可只研究红灯情况。 表1.3 最终分析表 1路口直通的红灯状态 2路口直通的红灯状态 3路口直通的红灯状态 3路口直通的红灯状态 2详细设计 2.1 硬件设计 核心器件:单片机系统采用atmel公司的AT8951芯片，晶振选用，电源电压采用5V。74HC164与单片机的P3.0口相连,由74HC164将信号输送到红绿灯上。为此需要3个移位寄存器，分别控制红、绿、黄三色灯信号。 仿真图里信号灯采用发光二极管，红黄绿三种颜色。LED七段2位， 图2.1 模块电路图 图2.2路口直通右转路灯图 图2.3时间控制图 以下是总电路图如图2.4。 图2.4 总电路图 2.2软件设计 本系统的软件包括主程序，显示程序和中断程序部分。主程序：设置堆栈，定时器初始化，中断系统初始化，显示缓冲区赋初值，设置状态标志，状态切换。流程