课程设计---单片机控制交通灯系统

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1、 1 第一章 绪论 11 课题的背景与意义 在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模 集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发 展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机微型计算机，使得计算机应用日 益广泛；而单片微型计算机的问世，则更进一步推动了这一发展趋势，使计算机应 用渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。一个由微电子技术为先导，计算 机技术为标志，包括新材料、宇航、生物工程、海洋工程等多种学科在内的新技术 革命正在兴起。 在国内，由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好、和价格低廉等独特优点， 因此，在智能仪器仪表、工业自动控制

2、、计算机智能终端、家用电器、儿童玩具等 许多方面，都已得到了很好的应用，因而受到人们高度重视，取得了一系列科研成 果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景。 12 课题的应用与展望 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手 段。但这一技术在 19 世纪就已出现了。 1858 年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳 手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868 年，英国 机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上， 安装了世界上最早 的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成

3、，红色表示“停止” ，绿色 表示“注意” 。1869 年 1 月 2 日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成， 1914 年始安装于纽约市 5 号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止” ，绿灯亮表示 “通行” 。 1918 年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种 是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动 2 红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上 对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延 长一段时间，推迟汽车

4、放行，以免发生交通事故。 信号灯的出现， 使交通得以有效管制， 对于疏导交通流量、 提高道路通行能力， 减少交通事故有明显效果。1968 年，联合国道路交通和道路标志信号协定对 各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯 和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路 口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆 必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车 线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。 第二章 方案设计和论证 2.1 交通管理的方案论证 东西、南北两

5、干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯， 指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注 意红、 绿灯的状态即将切换， 且黄灯燃亮时间为东西、 南北两干道的公共停车时间。 设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表 2。 表 2 表 2 说明： （1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为 绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。时间为 60 秒。 （2）黄灯闪烁 5 秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。 60S 5S 80S 5S 东西道 红灯亮 黄灯亮 绿灯亮 黄灯亮 南北道 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 黄灯亮 3 （3

6、）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止 通过，行人通行。时间为 80 秒。 东西方向车流大 通行时间长。 （4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就 能安全畅通的通行。 （5）此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。 2.2 系统硬件设计 选用设备 8031 单片机一片选用设备：8031 弹片机一片，8255 并行通用 接口芯片一片，74LS07 两片，MAX692看门狗一片，共阴极的七段数码管 两个双向晶闸管若干，7805 三端稳压电源一个，红、黄、绿交通灯各两个， 开关键盘、连线若干。 2.3 系统总框图如下： 2.4 显示电路的方案选择 （1）LED 数码管显示 LED 是 Light Emiting Diode（发光二极管）的缩写，发光二极管是能将电信 号转换成光信号的电致发光器件。由条形发光二极管组成“8”字形的 LED 显示器， 4 也称数码管。通过数码管中发光二极管的亮暗组合，可以显示多种数字、字母记忆 其他符号。数码管有7段数码管和8段和数码管之分。8段数码管是在7段数