1、 计算机控制系统课程设计 题目题目： 单片机交通信号灯控制系统设计 学学 院院: : 信息科学与工程学院 专专 业业: : 自动化 学学 号号: : 学生姓名学生姓名: : 指导教师指导教师: : 日日 期期: : 2012.1.9 基于单片机的交通灯控制系统设计与实现基于单片机的交通灯控制系统设计与实现 一、目的一、目的 本文以AT89S51 单片机为核心器件,设计了多功能交通灯控制系 统。软件仿真和硬件实现的结果表明该系统具有红绿灯显示功能、时 间倒计时显示功能、左转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 由于计算机技术、自动控制技术和人工智能技术不断发展,城市 交通的智能控制有了良好的技术
2、基础,各种交通方案实现的可能性大 大提高。 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。 本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交 通灯系统的基本功能的基础上,增加了左转提示和紧急情况(重要车队 通过、急救车通过等) 发生时手动控制等功能。 二、交通方案二、交通方案 交通灯控制系统控制东西、南北两个方向信号灯，每个方向设置 两组红绿灯，红灯禁止通行，绿灯允许通行。每个方向的通行时间各 由两位 LED 数码显示， 通行时间可设置，绿灯向红灯转换前绿灯闪烁 三次共 3 秒钟，红灯向绿灯过渡时不闪烁。 系统上
3、电时的初始状态为东西、南北两个方向均为红灯，持续 2 秒后为东西方向绿灯， 南北方向红灯，之后以定时方式控制两个方向 的汽车轮流通行。 三、电路设计三、电路设计 1、电源电路设计：电源电路设计： 由于单片机工作时需要的+ 5V 电压,所以在设计电源电路时,需要 一个电子元件能提供+ 5V电压,本文采用7805 提供5V 的电压，即在 7805 的1 脚和公共接地端(即2 脚) 之间接入0. 3F 的电容,在公共 接地端和三脚+ 5V电压输出端之间接入0. 1F 的电容。 2、复位电路设计：复位电路设计： MCS - 51 的复位输 入引脚RST 为MCS - 51 提供了初始化的手段。 有 了
4、它可以使程序从指定 处开始执行,即从程序存储器中的0000H 地址单元开始执行程序。在 MCS - 51 的时钟电路工作后,只要RST 引脚上出现10ms 以上的高电 平时,单片机内部则初始复位。 只要RST 保持高电平,则MCS - 51循 环复位。只有当RST 由高电平变低电平以后,MCS - 51 才从0000H 地 址开始执行程序。 3 3、时钟电路设计：、时钟电路设计： MCS - 51 的时钟 可以由两种方式产生, 一种是内部方式,利 用芯片内部的振荡电 路;另外一种为外部 方式。 本文根据实际需要和简便,采用内部振荡方式.MCS - 51 内部 有一个用于构成振荡器的高增益反相放
5、大器,引脚XTAL1 和XTAL2 分 别是此放大器的输入端和输出端. 这个放大器与作为反馈元件的片 外晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器。 MCS - 51 虽然有内部振荡电路,但要形成时钟,必须外接元件所以 实际构成的振荡时钟电路.外接晶体以及电容C1 和C2 构成并联谐振 电路接在放大器的反馈回路中。对接电容的值虽然没有严格的要求, 但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快 速性和温度的稳定性。 晶体频率可在1. 2MHz12MHz 之间任选,电 容C1 和C2 的典型值在20pF100pF 之间选择,考虑到本系统对于外 接晶体的频率稳定性要求不高,所以采取比较廉
6、价的陶瓷谐振器。 由 于本系统应用的机器周期为1s ,所以晶振选择为12MHz ,根据调试 电容选择30pF。 在硬件电路焊接时,晶体或陶瓷振荡器和电容应该尽可能地与单 片机芯片靠近,以减少寄生电容,可以更好地保证振荡器稳定和可靠 的工作。 4 4、数码时间显示电路：、数码时间显示电路： 七段LED 数码管是有八个发光二极 管构成,通过给其引脚不同的高低电平, 从而显出09 的数字和小数点。本文 的交通灯数字显示部分,通过将四个一 位数码管并联通过P1口控制作为个位 实时显示,四个数码管并联通过P3 口控制作为十位实时显示,但考虑 到单片机的系统功耗问题以及焊接电路后的实际显示效果等, 本部 分的电路中又引入一7805 进行单独供电。 交通灯的时间倒计时显示部分是通过将数码管分别与单片机的P1 口 和P3 口连接,通过单片机内部已经烧录好的程序,对P1 口和P3 口进 行电平输出控制,从而实现数码管的倒计时时间显示。 5 5、信号灯电路设计：、信号灯电路设计： 本部分电路设计,应 用单片机的P0 口对直行 方向提示灯控制
