基于單片機交通燈控制系統(tǒng)

摘要隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領(lǐng)AT89C51作為核心實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應(yīng)用前景。本模擬系統(tǒng)由單片機硬/8LED的模擬了交通路面的控制。關(guān)鍵詞：交通燈，單片機，數(shù)碼管，LED燈目錄引言 0設(shè)計背景 1課題背景 1設(shè)計內(nèi)容 1交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)簡介 2方案選擇 2系統(tǒng)設(shè)計原理 3系統(tǒng)硬件設(shè)計 4主控制器選擇 4時鐘及復位電路 6指示燈及倒計時模塊 7系統(tǒng)總體電路圖 8系統(tǒng)軟件設(shè)計簡介 9系統(tǒng)主程序流程 9Proteus軟件仿真 10Proteus軟件介紹 10交通控制系統(tǒng)Proteus仿真 126.總結(jié) 參考文獻 15附錄：源程序代碼 150/23引言手段。但這個技術(shù)在19世紀就已經(jīng)出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍兩色的機械般手勢信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的會議大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)方式玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，是警察受傷，遂被取消。1914年始裝于紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。信號燈的出現(xiàn)，使得交通得以有效的管理，對于疏導交通流量、提高道路通行能力、減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非兩一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛必需讓合法的正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫線的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號燈，面對紅燈的車輛必需在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已經(jīng)十分接近停車線而不能安全停車的可以進入交叉路口。設(shè)計背景課題背景已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。本交通燈控制系統(tǒng)利用單片機AT89C51作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實時性好、安裝維護方便等優(yōu)點，有廣泛的應(yīng)用前景。設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計主要是介紹了單片機控制下的交通燈控制系統(tǒng)，詳細介紹了其硬件和軟件設(shè)計，并對其各功能模塊做了詳細介紹，其主要功能和指標如下：東西、南北兩干道交于十字路口，各干道有一組紅、綠、黃三個指示燈，指揮車輛和行人安全通行。東西方向為主干道，通行時間為40秒；南北方向為支干道，通行時間為30秒。通行時間最后3秒，綠燈滅，黃燈閃爍，黃燈閃爍完畢變更通行車道。通行時間由數(shù)字顯示器顯示，黃燈3秒閃爍不單另計時。1/232交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)簡介方案選擇方案一：利用PLCPLCPLCPLCPLC方案二：運用單片機對交通燈系統(tǒng)進行實現(xiàn),使用51單片機為主控核心,通過軟件來控制過往車輛的正常運作。同時它也具有如下的優(yōu)點：設(shè)備和儀器，能做到機電儀一體化。最佳的性能價格比。其它微機集中無法比擬的。高?？梢员苊獠槐匾亩伍_發(fā)過程。5體積小巧、使用靈活、成本低，易于真正產(chǎn)品化面向控制抗干擾能力強，適應(yīng)溫度范圍AT89C51AT89C512/23用獨立的+5VI/OLED系統(tǒng)的復雜度。系統(tǒng)設(shè)計原理開機上電便處于正常運行狀態(tài)，東西方向通行403070顯示系統(tǒng)則顯示到下一次改變通行方向所剩的時間，利于司機調(diào)整車輛狀況。每到通行方向轉(zhuǎn)換時，正在通行的方向綠燈熄滅，變?yōu)辄S燈閃爍，提醒司機注意通行方向的改變，避免不必要的危險。MCS-511時間，另一種是采用軟延時的方法。本程序的倒計時采用軟件延時。3/23系統(tǒng)硬件設(shè)計各模塊選擇如下主控制器選擇主控芯片采用AT89C51單片機，其管腳圖下圖所示。圖3.1AT89C51引腳圖AT89C51AT89C5XATMELMCS—51和快閃存儲器，ATMELAT89C52制的應(yīng)用，提供了一種高度靈活和成本低的解決辦法。芯片AT89C52ATMEL2K889C512K1,000/擦除周期（4）2.7V~6V的工作電壓范圍0Hz~24MHz二級程序存儲器加鎖128*8RAM（8）15根可編程I/0引線4/23（9）216/定時器（10）6個中斷源帶有可編程串行通訊口LED片內(nèi)模擬電壓比較器低功耗空載和掉電方式另外,該單片機還具有體積小,價格低等特點。AT89C51序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。圖3.2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖中央處理器(CPU8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU和控制輸入輸出功能等操作。AT89C511288128戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM128AT89C5140968ROM16/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。5/23AT89C5148I/O(P0P1P2P3)AT89C51異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。AT89C51/2時鐘及復位電路AT89C5112MHzAT89C51本設(shè)計中，使單片機運行在最小系統(tǒng)。20nFAT89C51XTAL1，XTAL2。這兩個引腳接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。本系統(tǒng)采用12Hz1us。復位操作有上電自動復位、按鍵電平復位和外部脈沖復位現(xiàn)，如下圖所示。圖3.3 AT89C51最小系統(tǒng)6/23指示燈及倒計時模塊指示燈模塊：設(shè)計電路中每個路口的控制信號燈應(yīng)有三個，即紅燈、黃燈、綠燈各一個。因此，本電路的設(shè)計中應(yīng)用到紅燈、黃燈、綠燈個四個。同一方向的兩個路口的同一顏色指示燈是同時亮滅，為簡化電路，可讓這兩個燈接同一引腳。這樣可用P1口控制所有的指示燈。按照設(shè)計，指示燈采用紅/綠/黃三種發(fā)光二極管。該組件及其與單片機引腳的接法如下：表3.1引腳接口指示燈紅東西方向綠黃紅南北方向綠黃引腳P2.2P2.0P2.1P2.3P2.4P2.5倒計時模塊：3用兩個八位的七段數(shù)碼顯示管。圖3.4倒計時顯示模塊7/23系統(tǒng)總體電路圖圖3.5系統(tǒng)總體電路圖8/23系統(tǒng)軟件設(shè)計簡介4.1系統(tǒng)主程序流程圖4.1系統(tǒng)主程序流程圖9/23開機上電便處于正常運行狀態(tài)，東西方向通行403070顯示系統(tǒng)則顯示到下一次改變通行方向所剩的時間，利于司機調(diào)整車輛狀況。每到通行方向轉(zhuǎn)換時，正在通行的方向綠燈熄滅，變?yōu)辄S燈閃爍，提醒司機注意通行方向的改變，避免不必要的危險。MCS-511時間，另一種是采用軟延時的方法。本程序的倒計時采用軟件延時。10/23Proteus軟件仿真Proteus軟件介紹圖5.1啟動頁面ProteusLabcenterelectronicsEDA原理圖布圖、PCB到產(chǎn)品的完整設(shè)計，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB8051HC11PICAVRARM8086等，2010CortexDSPProteus具有強大的原理圖繪制功能。SPICE真、單片機及其外圍電路的系統(tǒng)仿真、RS232I2CSPILCD輯分析儀、信號發(fā)生器等。支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：680008051AVRPIC12PIC16PIC18Z80HC1111/23圍芯片。提供軟件調(diào)試功能。具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各變量以及寄存器等的當前狀態(tài)，并支持第三方編譯和調(diào)試環(huán)境，如wave6000、Keil軟 件 圖5.2軟件預覽頁面5.2 交通控制系統(tǒng)Proteus仿真圖5.2交通控制系統(tǒng)運行（南北通行）12/235.3交通控制系統(tǒng)運行（南北等待）5.4交通控制系統(tǒng)運行（東西通行）13/23圖5.5交通控制系統(tǒng)運行（東西等待）14/23總結(jié)隨著科學技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)一滴的努力中對單片機的興趣也在逐漸增加。在設(shè)計中，我對單片機系統(tǒng)有了一個更深刻的認識。通過此次課程設(shè)計，熟練掌握了匯編語言的編程方法，進一步熟悉了外部中斷的使用方法。在參與硬件設(shè)計的同時，我學到了如何通過使用仿真軟件Proteus，深化了對軟硬件聯(lián)合調(diào)試的意義的理解。作為一名自動化專業(yè)的學生，單片機的課程設(shè)計是很有意義的，在這個過程中可以學會如何把自己平時所學的東西應(yīng)用到實際中。雖然我對這門課懂的并不多，很多基礎(chǔ)的東西都還沒有很好的掌握，覺得有點難，但是靠著這兩個多星期的學習突擊，自己開始主動學習并逐步從基礎(chǔ)慢慢開始弄懂它。我認為這個收獲應(yīng)該說是相當大的。我覺得課程設(shè)計反映的是一個從理論到實際應(yīng)用的過程，這個過程對缺乏實際經(jīng)驗的我們是非常重要的。通過這次單片機課程設(shè)計使我認識到自身知識及能力的薄弱，更讓我知道實踐的重要性。在以后的學習過程中，我會更加努力學習單片機的相關(guān)知識和應(yīng)用，真正能夠運用單片機組成的微控制系統(tǒng)解決各種實際的問題。15/23參考文獻[1]李群芳.《單片機原理及接口技術(shù)》.北京：電子工業(yè)出版社，2008附錄：源程序代碼#include<reg52.h>#defineuint unsignedint#defineuchar unsignedcharucharj,k,m,n,temp1,temp2,aa,bb;sbitsh=P2^1;sbitsbitsbitsbitsbitsbitshiz=P1^1;sbitgez=P1^0;sbitshis=P1^2;sbitges=P1^3;ucharcode 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