微机课程设计---交通灯控制系统设计

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1、 交通灯控制系统设计 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 系系 部部 ： 自动化系 专专 业业 ： 自动化 题题 目目 ： 交通灯控制系统的设计 指 导 教 师指 导 教 师 : 二O一二年十二月十九日 基于单片机最小系统的交通灯基于单片机最小系统的交通灯 PROTEUSPROTEUS 仿真仿真设计设计 摘要摘要：近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不地走向深入，同时带 动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单 片机往往是作为一个核心部件来使用，单片机方面知识是不够的，还应根据具体 硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的

2、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。本系统采用单片机 AT89C51 为中心器件来设计交通灯控制器，系 统实用性强、操作简单、扩展性强。 关键词：关键词：交通灯 单片机最小系统 PROTEUS 仿真 引言引言: :随着社会的快速发展，买车的人越来越多，尤其是在许多大城市出现了道 路交通超负荷运行的状况， 交通事故也频频发生， 对人类生命安全造成极大威胁， 城市交通堵塞导致出行时间增加，能源消耗加大，同时也严重影响了现代人们的 心情与生活。交通堵塞与交通事故频发是目前我国不得不解决的问题，结合我国 城市道路交通的实际情况， 开发出真正适合我们

3、自身特点的交通灯控制系统已经 成为当前的主要任务。基于微型计算机控制技术这门学科的学习，代课老师为了 让我们更较深入了解这一门课程， 让我们自行设计一个基于单片机的最小系统的 交通灯控制系统。由于没有实物，我的这个课题设计主要是应用PROTEUS仿真来 证明本人课题设计的可行性与否。 以下就该交通信灯控制系统的设计方案和实验 调试进行具体分析与论证。 一、一、 设计任务与要求设计任务与要求 1.11.1 总的设计任务：总的设计任务： 1、绘制交通灯控制系统原理图 2、单片机最小应用系统的软硬件设计 3、撰写设计报告（用科技八股的论文格式） 1.21.2 具体交通灯控制过程的要求：具体交通灯控制

4、过程的要求： 1、具体交通灯的布局示意图如下： 图一：交通灯示意图 2、交通等控制工作过程要求如下： 图二：交通灯流程图 二、设计方案二、设计方案 2.12.1总体方案设计总体方案设计 （一）、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交 叉路口的车辆交替运行 （二）、红、绿灯先各亮20s，在绿灯转为红灯时，要求绿灯先闪3次1s，然后黄 灯再亮1s，才能开始变换运行车道。 （三）、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时 间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。 （四）、同步设置人行横道红、绿灯指示。 2.22.2 具体方案描述具体方案描述 交通

5、控制系统主要控制两车道的交通，以 AT89C51 单片机为核心芯片，通过控 制三色 LED 的亮灭来控制各车道的通行 该控制的总体电路内容包括： 主控制系 统模块，时钟电路模块，复位电路模块，交通灯输出控制模块 总体设计框图如下图所示 图三 总体设计框图 三、硬件电路设计三、硬件电路设计 3.13.1 时钟电路模块时钟电路模块 时钟电路由一个晶体振荡器 12MHZ 和两个 30pF 的瓷片电容组成。时钟电路 用于产生单片机工作所需要的时钟信号， 而时序所研究的是指令执行中各信号之 间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方 式的实现，电路应在唯一的时钟信 号控制下严

6、格地工作。其电路如下图所示： A T89C51 单片机 复位电路 晶振电路 LED 显示路灯 图四 时钟电路 3.2 复位电路模块 复位电路是使单片机的 CPU 或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态， 并从这状态开始工作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或 操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位电路以重新启动。本 设计采用的是按键复位电路。其电路如图所示： 图五 复位电路 3.3主控制系统模块 主控制器采用 AT89C51，它具有 1 个 8KB 的 FLASH 程序存储器，1 个 512 字节 的 RAM，4 个 8 位的双向可位寻址 I/O 端口，3 个 16 位定时/计数器及 1 个串行 口和 6 个向量二级中断结构。其主控电路如图所示： 图六 主控制系统 3.43.4 交通灯输出控制模块交通灯输出控制模块 道口交通灯指示采用高亮度红、黄、绿发光二极管进行提示。其图如图所示 图七 LED显示灯 四四、总原电路及元器件清单、总原电路及元器件清单 4.14.1 总原理图如图所示总原理图如图所示 图八