交通信号灯控制电路的设计单片机课程设计报告 PPT文档下载

ID:112317 · 发表于 2016-4-7 02:40

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课程设计报告

报告题目：交通信号灯控制电路的设计

作者所在系部：物理与电子科学学院

作者所在专业：电子信息与科学技术专业

作者所在班级：电子三班

作者姓名：宋伟 201840620325

张淼201840620342

吴刚201840620334

徐美炯201840620336

完成时间：2010 年 12 月 19 日

课程设计任务书

课题名称	交通信号灯控制电路的设计				完成时间
指导教师		职称	学生姓名	宋伟、张淼、吴刚、徐美炯	班级	电子三班
总体设计要求和技术要点
设计一个交通信号灯控制电路。要求： 1.产生以1秒为单位的计时； 2.显示通行时间和缓行时间； 3.控制显示时间和缓行时间，使之能加减。
工作内容及时间进度安排
第15周： 1立题论证方案设计、熟悉软件 2检查设计结果，预答辩第16周： 1 仿真实验 2 验收答辩 3完成设计报告ppt word文档等
课程设计成果
1．与设计内容对应的软件程序 2．课程设计报告书

内容摘要

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，通过我应用所学的知识设计了一套交通灯控制电路的方案。交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、中断电路、显示电路组成。

一、概述 ……… ……………………………………………………………3

二、方案设计

1、单片机AT89C52……………………………………………………………..3

2、数码管显示原理……………………………………………………………4~5

三、单元电路设计与源程序………………………………………………………5~11

四、总电路图及元器件清单

1．总电路图……………………………………………………………………12

2．元器件清单…………………………………………………………………12

五、使用说明参考…………………………………………………………………..12

六、结论……………………………………………………………………………..12

七、心得体会………………………………………………………………………..13

八、参考文献………………………………………………………………………..13

概述

单片机完成交通信号灯的控制，该交通信号灯控制器由两条干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。二、方案设计1．方案设计

根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。

系统硬件框图

1、单片机可选用AT89C52，它与8052系列单片机全兼容，但其内部带有8KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘，若单片机的IO口不够用时，可以考虑扩展8255或8155满足系统的要求。

　 2、数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

2. 软件方案

根据设计要求，软件由C语言完成。软件设计可以分为以下几个功能模块：

主程序：初始化及键盘监控。

计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成50毫秒的定时中断和1秒的定时时间。

显示程序模块：完成4个交通灯和6个LED数码管的显示驱动。

中断子程序：

程序流程图：

三、单元电路设计与源程序

1、主控电路

控制电路由P3^3—P3^7控制，其中P3^3控制开/停按钮,P3^4、P3^5控制通行时间的加和减，P3^6、P3^7控制缓行时间的加和减；开/停的控制由标志位flag控制，且flag的初始值置为0。通行时间和缓行时间的控制由jianpan函数控制（具体见源程序中的键盘函数）。

2、显示电路

显示电路由单片机AT89C52的P1和P2两个并行I/O接口控制，其中P1口控制显示控制台的时间以及车辆的通行时间和缓行时间，P2口控制十字路交通灯；在控制显示时，使用xianshi函数控制控制台显示的显示时间，xianshi2函数控制显示车辆的通行时间和缓行时间。

3、源程序

#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define n 5 //
uchar qian,bai, shi,ge,aa;
uchar flag=0,n1,n2,b,c,d; //标志位及变量
sbit k0=P0^0;//数码管显示位定义
sbit k1=P0^1;
sbit k2=P0^2;
sbit k3=P0^3;
sbit k4=P0^4;
sbit k5=P0^5;
sbit k6=P0^6;
sbit k7=P0^7;
sbit kai=P3^3; //键盘控制位定义
sbit jia1=P3^4;
sbit jian1=P3^5;
sbit jia2=P3^6;
sbit jian2=P3^7;
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};//数码管显示代码
void xianshi(); //十字路口数码管显示函数
void xianshi2();//控制台数码管显示函数
void jianpan(); //键盘检测函数
void delay(uint z) //延时函数
{
uint i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void init() //定时器0初始化，变量初始化函数
{ b=0;
c=0;
d=0;
n1=0;
n2=0;
P1=0;
P2=0;
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
}
void main()
{
init();
while(1)
{
jianpan();//检测键盘
if(flag==0)//交通灯处于设置状态标志位flag=0
P2=0x09;//四路红灯全亮
if(flag==1)//检测交通灯处于运行状态标志位flag=1进入交通显示循环
{
if(n1<10)//检查通行时间设置是否合理，不合理则自动设置
{n1=30,n2=5;}
if(b==0&&c==0)
{b=n1;d=n1-n2;c=1;P2=0x21;}
if(d==0&&c==1)
{d=n2;c=2; P2=0x11;}
if(d==0&&c==2)
{b=n1-n2,d=n1;c=3;P2=0x0c;}
if(b==0&&c==3)
{b=n2;c=0; P2=0x0a;}
xianshi();//十字路口显示
}
xianshi2();//控制台显示
}
}
void time0 () interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
aa++;
if(aa==20)//检测1S钟
{ aa=0;
--d;//数码管显示减一
--b;
}
}
void jianpan() //键盘检查函数
{ if(kai==0)//检测开始键按下
{delay(5);
if(kai==0)
flag++;
if(flag>2)//设置开始键2种状态
flag=0;
while(!kai)//键盘松手检测
xianshi();//显示路口数码管
}
if(flag==1)//检测开始键按下flag=1，打开定时器
TR0=1;
if(flag==2)//检测开始键按下flag=0,重新初始化系统
{TR0=0;n1=0;n2=0;flag=0;b=0;c=0;d=0;}
if(jia1==0&&flag==0)//检测通行+键按下且flag=0(交通灯处于设置状态)
{
delay(5);
if(jia1==0&&flag==0)
{n1++;}//通行时间+1s
if(n1>99)//检测通信时间最大时长99s
n1=n2+1;//重置通行时间且大于缓行时间
while(!jia1)
xianshi2();
}
if(jian1==0&&n1>n2&&flag==0)//检测通行-键按下且通行时间大于缓行时间且flag=0(交通灯处于设置状态）
{
delay(5);
if(jian1==0&&n1>n2&&flag==0)
{n1--;}//通行时间减一
if(n1==n2)
n1=99;
while(!jian1)
xianshi2();
}
if(jia2==0&&n2<n1&&flag==0) 检测缓行+键按下且缓行时间小于通行时间且flag="0(交通灯处于设置状态）
{
delay(5);
if(jia2==0&&n2<n1&&flag==0)
{n2++;}//缓行时间+1s
if(n2==n1)
n2=1;
while(!jia2)
xianshi2();
}
if(jian2==0&&flag==0)//检测缓行-键按下且flag=0(交通灯处于设置状态）
{
delay(5);
if(jian2==0&&flag==0)
{n2--;}//缓行时间-1s
if(n2==0)
n2=n1-1;
while(!jian2)
xianshi2();
}
}
void xianshi()//路口数码管显示函数
{ shi=b/10;
ge=b%10;
qian=d/10;
bai=d%10;
k0=0;
P1=table[shi];
delay(n);
k0=1;
k1=0;
P1=table[ge];
delay(n);
k1=1;
k2=0;
P1=table[qian];
delay(n);
k2=1;
k3=0;
P1=table[bai];
delay(n);
k3=1;
xianshi2();
}
void xianshi2() //控制台数码管显示函数
{
k4=0;
P1=table[n1/10];
delay(n);
k4=1;
k5=0;
P1=table[n1%10];
delay(n);
k5=1;
k6=0;
P1=table[n2/10];
delay(n);
k6=1;
k7=0;
P1=table[n2%10];
delay(n);
k7=1;
}

复制代码

四、总电路图及元器件清单

1．总电路图

总电路图

2．元器件清单

元件名称	数量（个）
单片机AT89C52	1
交通灯	4
LED数码显示	6
按钮	5
线阻	1

五、使用说明参考书

在使用此交通灯设计时，开/停按钮控制交通灯的运行，在停的状态下，十字路交通灯全部为禁止通行的状态，此时控制台可以设置通行时间和缓行时间，设置完成后，按下开/停按钮，交通灯开始正常运行。

六、结论

通过为期两周的课程设计，我们应用所学数字电子技术顺利得完成了交通灯控制器的设计。期间，我们查阅了相关书籍，学到了很多知识，并利用它们设计了符合设计要求的信号产生器、计数器、控制电路等。不仅巩固了课堂知识，而且有效的和实际结合在了一起，扩展了所学知识和见识。

在设计过程中遇到不少问题，如相关元件运用条件不熟、接口不对应等问题，感觉到书本知识与实际问题及需要结合的难处，但也激发了我这方面的兴趣，提高了理论结合实际的意识。

七、心得体会

由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，所以在这次课程设计过程中，我了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。有一点是在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，而又一下找不出问题所在，只有在查了书上有关这方面的解释后才有所进展，因此耗费在这上面的时间很多。总体感觉是：通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

八、参考文献

丁元杰《单片微机原理及应用》；第三版；机械工业出版社出版社

谭浩强《C程序设计》；第三版；清华大学出版社