单片机课程设计报告--基于单片机的数字交通灯

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1、 单片机课程设计报告单片机课程设计报告 设计题目： 基于单片机的数字交通灯 系 别： 信息工程学院 专业班级：电子信息 1 班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2 一、一、设计设计要求要求及设计方法及设计方法 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续 一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑 色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态 1 开始变换，直至状态 6 然后循环至状态 1，周而 复始，即如图 2.1 所示 图 1 交通状态 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： 东西方向红灯灭，同时

2、绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时 20 秒。此状态下， 东西向禁止通行，南北向允许通行。 东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时5 秒。此状态下，除了已经正在 通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。 南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时 20 秒。此状态下， 东西向允许通行，南北向禁止通行。 南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时5 秒。此状态下，除了已经正在 通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。 下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下： 3 表 1 交通状态及红绿灯状态 状态 1 状态 3 状态 4 状态 6 东西向 禁

3、行 等待变换 通行 等待变换 南北向 通行 等待变换 禁行 等待变换 东西红灯 1 1 0 0 东西黄灯 0 0 0 1 东西绿灯 0 0 1 0 南北红灯 0 0 1 1 南北绿灯 1 0 0 0 南北黄灯 0 1 0 0 东西南北四个路口均有红绿黄 3 灯和数码显示管 2 个，在任一个路口，遇红灯禁止通 行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表 1 所示。说 明：0 表示灭，1 表示亮。 二、二、系统组成及工作原理系统组成及工作原理 单片机设计交通灯控制系统， 可用单片机直接控制信号灯的状态变化， 基本上可以指挥 交通的具体通行，当然，接入 LED 数码管就可

4、以显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。本 系统在此基础上，加入了紧急情况处理与时间调整功能。 据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入， 信号灯状态模块，LED 倒计时模块模块接受输出。系统的总体框图如上所示。 单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒 计时输入到 LED 数码管上实时显示。在此过程中随时调用急停按键和时间调节中断。 单片机交通控制系统的功能要求 本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的 信号发生，还能进行倒计时显示，通行时间调整和紧急处理等功能。 单片机 最小系统 外围接口电路 LE

5、D 数码管显示 红黄绿信号灯 按键 控制电路 4 （1）倒计时显示 倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两 者间作出合适的选择。 驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式， 并且认 为有倒计时显示的路口更安全。 倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做 出复杂判断的 1 种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和 “通过”两者间作出合适的选择 。 （2）时间的设置 本设计中可通过键盘对时间进行手动设置，增加了人为的可控性，避免自动故障和 意外发生，并再紧急状态下，可设置所有灯变为红灯。键盘是单片机系统中最常用的

6、人 机接口，一般情况下有独立式和行列式两种。前者软件编写简单，但在按键数量较多时 特别浪费 I0 口资源，一般用于按键数量少的系统。后者适用于按键数量较多的场合， 但是在单片机 I0 口资源相对较少而需要较多按键时，此方法仍不能满足设计要求。本 系统要求的按键控制不多，且 I0 口足够，可直接采用独立式。 （3）紧急处理 交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车等急行车通过等，我们都 必须尽量允许其畅通无阻， 毕竟在这种情况下是分秒必争的， 时时刻刻关系着公共财产安全， 个人生死攸关等。由此在交通控制中增设禁停按键，就可达到想此目的。 主要引脚功能 VCC：电源电压 GND：接地 5 P0 口：P0 口是一组 8 位双向 I0 口。P0 口即可作地址数据总线使用，又可以作为 通用的 I/O 口使用。当 CPU 访问片外存储器时，P0 口分时先作低 8 位地址总线，后作双向 数据总线，此时，P0 口就不能再作 I/O 口使用了。在访问期间激活要使用上拉电阻。 P1 口：Pl 是一个带