单片机智能交通灯设计方案论证报告仿真,程序,正式论文等

ID:157125 · 发表于 2017-1-20 11:27

该文件包括了电路图，仿真，程序，论文，资料等。当时是课设时做得，拿出来与大家分享。

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智能交通指示灯.rar (4.84 MB, 下载次数: 303)

2017-1-20 11:26 上传

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下面是交通灯设计方案论证报告，压缩包里面还有完整的word格式的正式论文下载，很全面.

专业课程设计设计方案论证报告

一、课题研究的目的和意义

交通灯在我们的生活中起着非常重要的作用，不仅与人们的生命安全息息相关，同时也关系到交通的正常运行。随着人们安全意识的逐渐增高，人们对安全也有了新的认识，所以交通部门要认识到交通灯控制系统的重要性，努力完善交通控制系统。

二、课题研究的主要任务和预期目标

1．主要任务及要求

①东西、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯

②带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下，恢复正常显示

③夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁

④实时提醒绿灯亮的剩余时间

⑤并可实现通行时间的按键输入。例如（1）南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。（2）东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

2．预期目标

实现主要任务及要求，并在其基础上增添人行指示灯等其他功能。

三、设计方案

1．设计思想(总体的设计思路\想法)

一个交通指示灯系统分为指示灯显示、倒计时显示两个大部分。指示灯显示部分中各个灯的情况如图所示。

倒计时部分则利用晶振进行计时，设计一个1s的定时，设置初始值后每1s将初始值-1，并输出给数码管，从而达到倒计时的功能。

2．方案论证(要有多种方案的比较)

方案1：采用标准STC89C51单片机作为控制器通行倒计时显示采用2位LED数码管；指示灯采用发光二极管；LED显示采用动态扫描，以节省端口。紧急情况采用中断完成。以上系统结构框架设计，单片机端口刚好满足要求。该系统具有电路的简单，设计方便，显示清晰等特点。整体框图、流程图如图所示。

方案2：采用SCT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时采用16X16点阵LED发光管；列驱动采用74LS595以实现串行端口扩展，行驱动采用4/16译码器74LS154动态扫描；译码器74LS154生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。每条行线上需要较大的驱动电流，应选用大功率三极管作为驱动。这种方案显示可以更加清晰明了，单片机占用端口少，但是需要大量硬件，电路复杂，耗电量大。整体电路如下图

3．设计中要解决的主要问题和措施

问题一：如何实现倒计时与灯的变化相同步

在整个交通系统中，指示灯与倒计时相同步是重要的问题，设定的时间不光是倒计时也是指示灯的显示时间，因此解决此问题就变得尤为重要。

问题二：如何能够调节数码管所显示的数值

任务要求需要使得倒计时时间可调，那就需要将数码管显示的数值进行合理调整，同时还要确保时间和指示灯相对应。

解决方案一：可以看出，无论倒计时数十多少，指示灯发生变化的时间都是最后5s，因此，我们想出的方案是，不用想倒计时一共是多少时间而是仅在最后5s时做出判断，判断出是绿灯闪烁还是黄灯亮起。

解决方案二：对于数码管数值调整，可以想到+1/-1的调整程序，这类程序，我们在单片机的课程中已经学习，通过+1/-1的程序从而实现对数码管数值的调整。

四、课题进度安排

1、第一天至第三天：熟悉课题、查阅资料、合理分工、撰写方案论证报告。

2、第四天至十一天：硬件电路设计及软件设计。

3、十二天至十九天：实物的焊接及调试。

4、二十至二十一天：准备材料答辩。

单片机智能交通指示灯仿真效果图：

智能交通指示灯的单片机源程序：

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
uchar code smg_du[]={0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};
uchar dis_smg[10] = {0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};
uchar smg_i = 4; //位数
sbit smg_we1 = P2^0;
sbit smg_we2 = P2^1;
sbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
sbit LE1 = P3^3;
sbit LE2 = P3^3;
char dx_s = 0; //倒计时开始
char nb_s = 0;
sbit dx_red = P2^4; //东西红灯
sbit dx_green = P2^3; //东西绿灯
sbit dx_yellow = P2^2; //东西黄灯
sbit nb_red = P2^7; //南北红灯
sbit nb_green = P2^6; //南北绿灯
sbit nb_yellow = P2^5; //南北黄灯
bit flag_1s = 0; //延时标志
bit flag_500ms;
bit flag_dx_nb;
uchar flag_5m_value;
uchar i;
uchar nb_time = 10,dx_time = 15; //东西南北时间初值
uchar flag_jdgz ; //交通灯
// 数码管为位选
void smg_we_switch(uchar i)
{
switch(i)
{
case 0: smg_we1 = 0; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break;
case 1: smg_we1 = 1; smg_we2 = 0; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break;
case 2: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 0; smg_we4 = 1; break;
case 3: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 0; break;
}
}
// 延时程序
void delay_01ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<110;j++);
}
// 数码管显示
void display()
{
uchar i;
for(i=0;i<smg_i;i++)
{
P0 = 0xff;
smg_we_switch(i);
P0 = dis_smg[i];
delay_01ms(3);
}
}
// 定时器初始化
void time0_init()
{
EA = 1;
TMOD = 0X11;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
ET1 = 0;
TR1 = 0;
}
// 交通灯管理
void jiaotongdeng_dis()
{
if(flag_1s == 1)
{
flag_1s = 0;
if(dx_s == 0)
{
if(flag_dx_nb == 1)
{
dx_s = nb_time; //南北时间
nb_s = dx_time;
}
else
{
dx_s = dx_time; //东西时间
nb_s = nb_time;
}
flag_dx_nb = ~flag_dx_nb;
}
dx_s --;
nb_s --;
}
dis_smg[0] = smg_du[dx_s % 10] ;
dis_smg[1] = smg_du[dx_s / 10] ;
dis_smg[2] = smg_du[nb_s % 10] ;
dis_smg[3] = smg_du[nb_s / 10] ;
// 东西时间
if(flag_dx_nb == 0)
{
if(nb_s > 5)
{
dx_red = 1; //东西红灯灭
dx_green = 0; //东西绿灯亮
dx_yellow = 1; //东西黄灯灭
nb_red = 0; //南北红灯亮
nb_green = 1; //南北绿灯灭
nb_yellow = 1; //南北绿灯亮
flag_5m_value = 0;
}
if(nb_s >= 0&&nb_s <= 5) //绿灯闪烁
{
dx_red = 1; //东西红灯灭
dx_yellow = 1; //东西黄灯灭
nb_red = 0; //南北红灯亮
nb_green = 1; //南北绿灯灭
nb_yellow = 1; //南北黄灯灭
if(flag_500ms == 0) //绿灯闪烁
{
dx_green = 0;
}
else
{
dx_green = 1;
}
}
if(nb_s==0)
{
dx_red = 1; //东西红灯灭
dx_green = 1; //东西绿灯灭
dx_yellow = 0; //东西黄灯亮
nb_red = 0; //南北红灯亮
nb_green = 1; //南北绿灯灭
nb_yellow = 1; //南北黄灯灭
}
}
// 南北时间
if(flag_dx_nb == 1)
{ LE1=1;
if(dx_s > 5)
{
dx_red = 0; //东西红灯亮
dx_green = 1; //东西绿灯灭
dx_yellow = 1; //东西黄灯灭
nb_red = 1; //南北红灯灭
nb_green = 0; //南北绿灯亮
nb_yellow = 1; //南北黄灯灭
flag_5m_value = 0;
}
if(dx_s >= 0&&dx_s <= 5) //绿灯闪烁
{
dx_red = 0; //东西红灯亮
dx_green = 1; //东西绿灯灭
dx_yellow = 1; //东西黄灯灭
nb_red = 1; //南北红灯灭
nb_yellow = 1; //男别黄灯灭
if(flag_500ms == 0) //绿灯闪烁
{
nb_green = 0;
}
else
{
nb_green = 1;
}
}
}
}
// 按键设置
uchar key_can; //定义按键键值
void key() //按键
{
static uchar key_new;
key_can = 5; //键值最大
P1 |= 0x1f;
if((P1 & 0x1f) != 0x1f) //确定按键
{
delay_01ms(1); //消除抖动
if(((P1 & 0x1f) != 0x1f) && (key_new == 1))
{ //确定键值按下
key_new = 0;
switch(P1 & 0x1f)
{
case 0x1e: key_can = 1; break; //模式键
case 0x1d: key_can = 2; break; //加键
case 0x1b: key_can = 3; break; //减键
case 0x17: key_can = 4; break; //紧急模式键
}
}
}
else
key_new = 1;
}
uchar menu_1,flag_s;
// 四种键值
void key_with()
{
if(key_can == 4) //紧急模式
{
flag_jdgz ++;
if(flag_jdgz > 1)
flag_jdgz = 0;
if(flag_jdgz == 1) // 全部红灯亮
{
dx_red = 0;
dx_green = 1;
dx_yellow = 1;
nb_red = 0;
nb_green = 1;
nb_yellow = 1;
}
}
if(key_can == 1) //模式键
{
menu_1 ++;
if(menu_1 > 3)
{
menu_1 = 0;
}
}
if(menu_1 == 2) //东西时间调整
{
if(key_can == 2)
{
dx_time ++ ; //+1
if(dx_time > 99)
dx_time = 99;
}
if(key_can == 3)
{
dx_time -- ; //-1
if(dx_time <= 10)
dx_time = 10;
}
dis_smg[0] = smg_du[dx_time % 10] ; //显示时间
dis_smg[1] = smg_du[dx_time / 10] ;
dis_smg[2] = smg_du[10] ;
dis_smg[3] = smg_du[10] ;
}
if(menu_1 == 3) //南北时间调整
{
if(key_can == 2)
{
nb_time ++ ; //+1
if(nb_time > 99)
nb_time = 99;
}
if(key_can == 3)
{
nb_time -- ; //-1
if(nb_time <= 10)
nb_time = 10;
}
dis_smg[0] = smg_du[10] ;
dis_smg[1] = smg_du[10] ;
dis_smg[2] = smg_du[nb_time % 10] ; //显示时间
dis_smg[3] = smg_du[nb_time / 10] ;
}
}
//主函数
void main()
{
time0_init();
dx_s = nb_time; //初始时间为南北时间
nb_s = dx_time;
while(1)
{
key();
if(key_can < 5)
key_with();
if(menu_1 == 1) // 夜间模式
{
dx_red = 1;
dx_green = 1;
nb_red = 1; //红绿灯不亮
nb_green = 1;
if(flag_500ms == 0) //黄灯闪烁
{
dx_yellow = 0;
nb_yellow = 0;
}
else
{
dx_yellow = 1;
nb_yellow = 1;
}
}
if((menu_1 == 0) && (flag_jdgz == 0))
jiaotongdeng_dis();
display();
}
}
// 定时器中断服务
void time0_int() interrupt 1
{
static uchar value; //延时10ms
TH0 = 0x3c;
TL0 = 0xb0; //50ms
value ++;
flag_5m_value++;
if(flag_5m_value % 10 == 0)
flag_500ms = ~flag_500ms;
if(value >= 20)
{
value = 0;
flag_1s = 1;
}
}

复制代码

ID:1 · 发表于 2017-2-12 22:44

好资料，51黑有你更精彩！！！

ID:26572 · 发表于 2017-10-13 11:35

不错，谢谢LZ

ID:467919 · 发表于 2019-3-26 10:01

谢谢LZ

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