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

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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。

目           录

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

1. #include
   
2. #define uint unsigned  int
   
3. #define uchar unsigned char
   
4. #define n  5 //
   
5. uchar qian,bai, shi,ge,aa;
   
6. uchar flag=0,n1,n2,b,c,d; //标志位及变量
   
7. sbit k0=P0^0;//数码管显示位定义
   
8. sbit k1=P0^1;
   
9. sbit k2=P0^2;
   
10. sbit k3=P0^3;
    
11. sbit k4=P0^4;
    
12. sbit k5=P0^5;
    
13. sbit k6=P0^6;
    
14. sbit k7=P0^7;
    
15. sbit kai=P3^3; //键盘控制位定义
    
16. sbit jia1=P3^4;
    
17. sbit jian1=P3^5;
    
18. sbit jia2=P3^6;
    
19. sbit jian2=P3^7;
    
20. uchar code table[]={
    
21. 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
    
22. 0x66,0x6d,0x7d,0x07,
    
23. 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
    
24. 0x39,0x5e,0x79,0x71};//数码管显示代码
    
25. void xianshi();        //十字路口数码管显示函数
    
26. void xianshi2();//控制台数码管显示函数
    
27. void jianpan();        //键盘检测函数
    
28. void delay(uint z) //延时函数
    
29. {        
    
30.         uint i,j;
    
31.         for(i=z;i>0;i--)
    
32.         for(j=110;j>0;j--);
    
33. }
    
34. 
    
35. void init()        //定时器0初始化，变量初始化函数
    
36. {        b=0;
    
37.     c=0;
    
38.         d=0;
    
39.         n1=0;
    
40.         n2=0;
    
41.     P1=0;
    
42.         P2=0;
    
43.         TMOD=0x01;
    
44.         TH0=(65536-50000)/256;         
    
45.         TL0=(65536-50000)%256;
    
46.         EA=1;
    
47.         ET0=1;
    
48. }
    
49. void main()
    
50. {
    
51.         init();
    
52.         while(1)
    
53.                 {           
    
54.                            jianpan();//检测键盘
    
55.                          if(flag==0)//交通灯处于设置状态标志位flag=0
    
56.                          P2=0x09;//四路红灯全亮
    
57.                          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
    
58.                          {
    
59.                           if(n1<10)//检查通行时间设置是否合理，不合理则自动设置
    
60.                           {n1=30,n2=5;}
    
61.                           if(b==0&&c==0)
    
62.                           {b=n1;d=n1-n2;c=1;P2=0x21;}
    
63.                       if(d==0&&c==1)
    
64.                       {d=n2;c=2; P2=0x11;}
    
65.                           if(d==0&&c==2)
    
66.                           {b=n1-n2,d=n1;c=3;P2=0x0c;}
    
67.                       if(b==0&&c==3)
    
68.                       {b=n2;c=0; P2=0x0a;}                        
    
69.                       xianshi();//十字路口显示        
    
70.                          }
    
71.                          xianshi2();//控制台显示
    
72.          }
    
73. }                 
    
74. void time0 () interrupt  1
    
75. {        
    
76.         TH0=(65536-50000)/256;
    
77.         TL0=(65536-50000)%256;
    
78.         aa++;
    
79.          if(aa==20)//检测1S钟
    
80.           {        aa=0;
    
81.                 --d;//数码管显示减一
    
82.                 --b;
    
83.            }
    
84. }
    
85. void jianpan() //键盘检查函数
    
86. {  if(kai==0)//检测开始键按下
    
87.         {delay(5);                  
    
88.          if(kai==0)
    
89.          flag++;
    
90.          if(flag>2)//设置开始键2种状态
    
91.          flag=0;         
    
92.          while(!kai)//键盘松手检测
    
93.          xianshi();//显示路口数码管
    
94.         }
    
95.         if(flag==1)//检测开始键按下flag=1，打开定时器                  
    
96.          TR0=1;
    
97.         if(flag==2)//检测开始键按下flag=0,重新初始化系统
    
98.         {TR0=0;n1=0;n2=0;flag=0;b=0;c=0;d=0;}
    
99.   if(jia1==0&&flag==0)//检测通行+键按下且flag=0(交通灯处于设置状态)
    
100.    {
     
101.     delay(5);                  
     
102.          if(jia1==0&&flag==0)
     
103.          {n1++;}//通行时间+1s
     
104.          if(n1>99)//检测通信时间最大时长99s
     
105.          n1=n2+1;//重置通行时间且大于缓行时间
     
106.          while(!jia1)
     
107.          xianshi2();
     
108.    }
     
109.   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）
     
110.    {
     
111.     delay(5);                  
     
112.          if(jian1==0&&n1>n2&&flag==0)
     
113.          {n1--;}//通行时间减一
     
114.          if(n1==n2)
     
115.          n1=99;
     
116.          while(!jian1)
     
117.          xianshi2();
     
118.    }
     
119.   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）
     
120.    {
     
121.     delay(5);                  
     
122.          if(jia2==0&&n2<n1&&flag==0)
     
123.          {n2++;}//缓行时间+1s
     
124.          if(n2==n1)
     
125.          n2=1;
     
126.          while(!jia2)
     
127.          xianshi2();
     
128.    }
     
129.   if(jian2==0&&flag==0)//检测缓行-键按下且flag=0(交通灯处于设置状态）
     
130.    {
     
131.     delay(5);                  
     
132.          if(jian2==0&&flag==0)
     
133.          {n2--;}//缓行时间-1s
     
134.          if(n2==0)
     
135.          n2=n1-1;
     
136.          while(!jian2)
     
137.          xianshi2();
     
138.    }
     
139. }
     
140. void xianshi()//路口数码管显示函数
     
141. {                shi=b/10;
     
142.         ge=b%10;
     
143.                 qian=d/10;
     
144.                 bai=d%10;
     
145.             k0=0;
     
146.                 P1=table[shi];
     
147.                 delay(n);
     
148.                 k0=1;
     
149.                 k1=0;
     
150.                 P1=table[ge];
     
151.                 delay(n);
     
152.                 k1=1;
     
153.                 k2=0;
     
154.                 P1=table[qian];
     
155.                 delay(n);
     
156.                 k2=1;
     
157.                 k3=0;
     
158.                 P1=table[bai];
     
159.                 delay(n);
     
160.                 k3=1;
     
161.                 xianshi2();
     
162. }
     
163. void xianshi2()        //控制台数码管显示函数
     
164. {        
     
165.             k4=0;
     
166.                 P1=table[n1/10];
     
167.                 delay(n);
     
168.                 k4=1;
     
169.                 k5=0;
     
170.                 P1=table[n1%10];
     
171.                 delay(n);
     
172.                 k5=1;
     
173.                 k6=0;
     
174.                 P1=table[n2/10];
     
175.                 delay(n);
     
176.                 k6=1;
     
177.                 k7=0;
     
178.                 P1=table[n2%10];
     
179.                 delay(n);
     
180.                 k7=1;
     
181. }

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

求分享

，这是大学时候和同学一起做的课程设计，被谁上传了

不错，感谢分享

还不错的说。