十字路口交通信号灯控制系统..doc

单片机课程上设计报告 课题名称： 十字路口交通信号灯控制系统 二、选题背景 由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。 三、单片机简介 3.1 单片机的发展历程 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列和52子系列。每个子系列有诺干中型号。51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗 3.2 单片机的特点： （1）性价比高，开发周期短，易于产品化， （2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强， （3）功能完善，接口多样， （4）低功耗、低电压 一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。 （5）总线多样，易于扩展 单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。 四、设计基本要求和步骤 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。 4.1 基本要求 本系统需要采用MSC-51系列单片机STC89C51作为中心器件来设计交通灯控制器，实现以下功能： 数码管显示倒计时时间， 初始南北绿灯亮，东西红灯亮，南北方向通车。 延时25s，当数码管第一次显示五秒时南北路口绿灯熄灭，接下来，数码管每减一秒，南北路口黄灯闪烁一次，共五次。 数码管显示零秒时，南北路口红灯亮同时东西路口绿灯亮，东西方向开始通车。 延时25s，数码管第二次显示五秒时东西路口绿灯熄灭，接下来，数码管每减一秒，东西黄灯闪烁一次，共五次。 数码管显示零秒时，南北绿灯亮，东西红灯亮，南北方向通车。如此依次循环。 当发生交通意外按下1号键，各个路口全亮红灯，进行交通事故的处理。当事故处理完毕（再次按1号键），重新按上述方式工作。 当南北路口的流量大时，按2号键可以增加南北路口亮绿灯的时间，当东西路口的流量大时，按4号键可以增加东西路口亮绿灯的时间，结束后调回正常状态。（3号，5号键分别可以减小南北东西方向的通行（绿灯亮）的时间） 4.2设计步骤 1.方案 用两个共阴极LED数码管的分别显示东西、南北两个方向路口 的倒计时间， 用红绿黄三种颜色的发光二级管分别代表红、黄、绿灯 P0口输出红绿黄灯的亮灭状态。 锁存器分时控制数码管的段选跟位选 P2^0~~~P2^4接扩展口的五个按键key1~key5，进行相应的功 能控制。 蜂鸣器接P2.5在紧急情况发生时响直到紧急情况结束。 下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下： 状态 持续时间 南北方向 东西方向 红 黄 绿 红 黄 绿 自 动 1 25s 0 0 1 1 0 0 2 5s 0 1 0 0 1 0 3 25s 1 0 0 0 0 1 4 5s 0 1 0 0 1 0 手 动 按键1 / 1 0 0 1 0 0 按键2 / 每按一次南北绿灯亮的时间加5s / 按键3 / 每按