基于單片機控制的交通燈控制器設(shè)計畢業(yè)論文.doc

基于單片機控制的交通燈控制器1設(shè)計目的與要求設(shè)計出一個用于控制燈的控制器。準確地理解有關(guān)要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，要求所設(shè)計的電路具有以下功能：（1）顯示：東西和南北方向各一組（紅、黃、綠）指示燈，按一般交通規(guī)則進行循環(huán)順序開通和斷開。（2）東西和南北方向分別具備”可急車強通控制”。2設(shè)計內(nèi)容（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）進行電路模擬仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出；3編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。4答辯在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。論文結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，理論嚴謹任務(wù)書要求單頁打印。1.5倍行間距，標準字間距。目錄1引言12總體設(shè)計方案12.1設(shè)計思路22.2總體設(shè)計框圖23設(shè)計組成及原理分析33.1時鐘、復(fù)位電路設(shè)計33.2數(shù)字顯示電路設(shè)計43.2.174LS245介紹43.2.2LED數(shù)碼顯示設(shè)計43.3信號燈控制電路53.4可急車強通控制電路54總結(jié)與體會6參考文獻6附錄17附錄291基于單片機控制的交通燈控制器應(yīng)教054班吳超超摘要：本設(shè)計采用MSC-51系列單片機為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，根據(jù)8051單片機的特點及交通燈在實際控制中的特點，本文提出一種用單片機自動控制交通燈及時間顯示的方法。同時給出了軟硬件設(shè)計方法,設(shè)計過程包括硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計兩大步驟，對在單片機應(yīng)用中可能遇到的重要技術(shù)問題都有涉足。本文對十字路口狀態(tài)預(yù)設(shè)為兩種，一種是正常狀態(tài)，另一種是故障或緊急狀態(tài)，并分別用黃、紅、綠色燈的不同組合來表示。本文介紹了控制基本原理以及控制的表現(xiàn)，同時也介紹了城市交通信息系統(tǒng)的設(shè)計目標,論述了系統(tǒng)中交通現(xiàn)狀、交通管理、交通規(guī)劃及背景信息查詢模塊的建造及應(yīng)用。介紹了用于城市交叉路口的三色程控交通信號時間顯示器的研制方案，對其電源供電、發(fā)光二極管構(gòu)成的負載結(jié)構(gòu)、燈色時間檢測都給出了精巧合理的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，大幅度地提高了產(chǎn)品可靠性并降低了制造成本。關(guān)鍵詞：89S51單片機；交通燈；自動控制；時間顯示；延時；外部中斷1引言十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。對于復(fù)雜的城市交通系統(tǒng)，為了確保安全，保證正常的交通秩序，十字路口的信號控制必需按照一定的規(guī)律變化，以便于車輛行人能順利地通過十字路口。單片機具有物美價廉、功能強、使用方便靈活、可靠性高等特點，擬采用MCS-51系列的單片機來實現(xiàn)十字路口交通信號燈的控制。正常情況下，十字路口的紅綠燈應(yīng)交替變換，考慮緊急情況下，如有救護車或警車到來時，應(yīng)優(yōu)先讓其通過。在本文中，用發(fā)光二極管來模擬信號燈，救護車的優(yōu)先通過請求信號由外部中斷技術(shù)來模擬。要求使用AT89S51編程實現(xiàn)延時倒計時，實現(xiàn)南北和東西的通車時間的控制，外部中斷實現(xiàn)急車強通功能，要求對通行時間進行倒計時，從P1口輸出，P0,P2控制LED上顯示倒計時。以此來實現(xiàn)十字路口交通燈的指示功能。當(dāng)前，交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，交通流量年年增長，大、中、小城市的汽車、摩托車等各種車輛與日俱增，道路交通繁忙，經(jīng)常有嚴重堵車現(xiàn)象，特別是在交叉口，機動車、非機動車、行人來往非?；靵y，為了在叉口的各條干道實現(xiàn)合理的科學(xué)分流。本人根據(jù)單片機具有物美價廉、功能強、使用方便靈活、可靠性高等特點，提出了一種用MCS-51單片機自動控制交通信號燈及時間顯示的方法，同時給出了軟硬件的實現(xiàn)方法，為交通指揮自動化提供了一種新的廉價手段，具有一定的推廣意義。2總體設(shè)計方案2.1交通燈控制的設(shè)計思路選用MCS-51單片機來實現(xiàn)，根據(jù)設(shè)計要求，交通信號燈控制器的外部輸出信號為主、副車道紅、黃、綠燈共12個驅(qū)動信號；編程使相應(yīng)位復(fù)/置位來實現(xiàn)信號燈的亮/滅控制，使得十字路口的紅、綠燈交替點亮；在燈色交換時，黃燈提醒。設(shè)計要求有緊急車輛通過時，此道強制亮綠燈，等待緊急車輛通過?？梢酝ㄟ^軟件中斷來完成此緊急任務(wù)，定義INT1中斷并為下降沿觸發(fā)，編寫對應(yīng)中斷向量子程序和中斷服務(wù)程序，完成中斷處理。2設(shè)計還對定時控制有所要求。對于精確定時，應(yīng)該用計數(shù)器加以控制，硬件實現(xiàn)復(fù)雜度增加?？紤]到該設(shè)計對時間精度要求不高，所以采用軟件定時可以大大簡化電路。先計算出程序單部執(zhí)行的時間，設(shè)置循環(huán)參數(shù)，利用if語句按設(shè)計要求完成定時控制。2.2設(shè)計方框圖圖1交通燈電路的方框圖3交通燈控制的設(shè)計原理分析采用單片機的I/O口P1口直接和交通燈連接,控制程序放在MCS-51單片機如AT89C51的ROM中,在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中,受單片機P1.0P1.7和P3.0、P3.1、P3.3、P3.7控制,由于交通燈為發(fā)光二極管且陽極通過限流電阻和電源正極連接,因此I/O口輸出低電平時,與之相連的相應(yīng)指示燈會亮,I/O口輸出高電平時,相應(yīng)指示燈會滅。緊急車請求通過的信號由人工控制,以中斷方式輸入單片機,無緊急車通過時,中斷引腳INT0通過電阻和電源正極連接為高電平,不產(chǎn)生中斷請求,單片機執(zhí)行主程序,有緊急車通過時,中斷引腳采用人工方法接地為低電平,產(chǎn)生中斷請求,單片機執(zhí)行中斷服務(wù)程序,讓緊急車通過,緊急車通過后,中斷引腳變?yōu)楦唠娖?返回主程序。本系統(tǒng)利用12MHZ晶振和兩個瓷片電容并聯(lián)為AT89C51單片機提供工作頻率，用6只發(fā)光二極管模擬交通信號燈，以AT89C51單片