KS交通灯设计报告.doc

课程名称： 微机原理课程设计 题 目： 基于单片机的交通灯设计 摘要 交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，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。本系统采用单片机8952为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。 本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。 软件上采用C52编程，主要编写了主程序，LED数码管显示程序，中断程序延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。 关键词：交通灯 单片机 数码管 目录 一、设计任务与要求 - 4 - 1.1 设计任务 - 4 - 1.2 设计要求 - 4 - 二、方案总体设计 - 5 - 2.1 显示时间方案的选择 - 5 - 2.2 总体设计 - 5 - 2.3 总体方案工作原理 - 5 - 三、硬件设计 - 7 - 3.1 单片机最小系统 - 7 - 3.2 数码换显示电路 - 9 - 3.3 红绿灯显示电路 - 11 - 3.4 整体电路 - 11 - 四、软件设计 - 13 - 4.1 KEIL C简介 - 13 - 4.2 程序流程图 - 13 - 4.3 keil调试过程 - 14 - 五、系统仿真与实现 - 16 - 5.1 proteus仿真软件简介 - 16 - 5.2 仿真调试过程 - 16 - 5.3 实物制作 - 18 - 5.4 使用说明 - 19 - 六、设计总结 - 19 - 七、参考文献 - 20 - 一、设计任务与要求 1.1 设计任务 通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力；通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器的使用方法，和简单程序的编写，把理论知识与实践知识相结合，充分发挥个人能力，并在实践中得到锻炼。 1.2 设计要求 设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统，：利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间。 二、方案总体设计 本次课程设计的主要任务是设计复杂的十字路口交通信号灯控制系统，。本模拟交通信号灯系统利用STC89C52单片机作为核心元件，实现信号灯对路面交通的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 2.1 显示时间方案的选择 方案一：采用数码管显示，半导体数码管不仅具有工作电压低、体积小、寿命长、可靠性高等优点，而且响应时间短（一般不超过0.1us），亮度也比较高。 方案二：采用液晶显示，液晶显示器的最大优点是功耗极小。但是，由于它本身不会发光，仅仅靠反射外界光线显示字形，所以亮度很差。 通过上述两种方案的对比，显然可以发现，对于交通灯时间的显示，数码管显示更加适合，可靠，所以选择方案一。 2.2 总体设计 总体设计如图1所示。 图1 总体设计图 2.3 总体方案工作原理 首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如图(2)所示东西、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，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。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。初始状态1东西绿灯通车，南北红灯亮，禁止通车，人行道通行，行人可过。过一段时间(10秒)后，转状态2，东西方向还是绿灯亮，南北方向还是红灯亮，黄灯开始闪烁，黄灯闪几下（5秒），即提示红绿灯状态将发生转换。再转状态3，南北方向绿灯亮通车，东西方向红灯亮，即此方向禁止通车，人行道可通行。黄灯熄灭后转状态4，南北方向还是绿灯，东西方向还是为红灯亮，闪几下黄灯（5秒），提示红绿灯显示状态将发生转换。一段时间后，又循环至状态1。列出交通信号灯的状态表如表1所示（1表示灯亮，0表示灯灭）。 图2 十字路口示意图 表1 红绿灯状态表 状态 东 西 南 北 红 黄 绿 红 黄