交通灯报告.docx

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交通灯报告

电子课程设计报告

题目名称：

交通灯模拟控制系统

姓名：

专业：

班级学号：

同组人：

指导教师：

南昌航空大学信息工程学院

2011年07月03日

摘要

　　随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。

交通事业蓬勃发展，交通流量年年增长，大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增，道路交通繁忙，经常有严重堵车现象，特别是在交叉口，机动车、非机动车、行人来往非常混乱，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。

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。

所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流，在岔口醒目处设置交通灯显的尤为必要。

在大、中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。

十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。

交通灯在安全行车过程中起着十分重要的作用，现在交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯，加上一个倒计时的显示计时器来控制行车，对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用，根据行车过程中出现的实际情况，也可全面有效地利用交通灯指示交通情况。

本次课程设计采用单片机来控制，红黄绿三色发光二极管定时发亮，数码管显示各灯亮的时间。

通过硬件的设计，51单片机，138译码器，8255芯片的功能使用，并用软件编程来灵活有效的实现功能，方便采取改进措施。

本次设计是具有物美价廉、功能强、运行稳定等特点。

　　关键字：

交通信号灯、单片机、自动控制

前言···································································1

第一章设计内容及要求·················································2

1.1设计内容与要求···················································5

1.2方案介绍·························································6

第二章系统组成及工作原理·············································2

2.189C52的工作原理················································5

2.28255的工作原理··················································5

2.37279的读写方法··················································4

2.4系统组成及工作原理···············································4

第三章硬件电路方案设计···············································2

3.1方案选择························································07

3.2硬件电路设计····················································17

3.3电路参数分析····················································27

第四章软件设计·······················································1

4.1程序设计原理····················································28

4.2程序流程图······················································28

第五章实验、调试和测试结果与分析······································2

5.1实验、调试·······················································38

5.2测试结果与分析··················································38

小结··································································39

参考文献······························································10

附录一································································11

附录二································································12

附录二································································12

附录二································································12

前言

当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。

而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。

本次课程设计主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。

交通的发达，标志着城市的发达，相对交通的管理则显得越来越重要。

对于复杂的城市交通系统，为了确保安全，保证正常的交通秩序，十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化，以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。

当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。

它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。

在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。

交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。

但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。

采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。

其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞。

目前，有一种“自动控制”控制交通灯的方法。

利用事先编制好的程序输入单片机，再利用单片机的定时、查询、中断功能；能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，采用查询的方式，根据具体情况，自动给予时间通行，其中利用中断方式来处理特殊情况。

这样既方便驾驶员、路人，同时还可以紧急处理一些紧急实况。

同样具有红、黄、绿灯的显示功能，为驾驶员、路人“照明”。

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。

第一章设计内容与要求

1.1设计内容与要求

1、用单片机扩展一片8255，用12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的红、绿、黄灯，并设置二个紧急放行按键

2、正常行驶时，东西或南北方向的灯按绿灯亮10秒，黄灯闪烁3秒，红灯亮12秒控制

3、当东西或南北方向的紧急放行按键按下时，如果禁行方向为红灯，则红灯继续维持12秒；如果禁行方向为绿灯，则立即变为黄灯闪烁3秒；如果禁行方向为黄灯，则黄灯继续维持

1.2方案介绍

基于STC89C52单片机的交通灯模拟控制系统：

（1）熟悉89C52单片机以及其外围电路，8255芯片；

（2）设计硬件电路原理图，实现方案的要求，焊接制作；

（3）画出程序流程框图，编写程序；

（4）将系统板连上PC机，进行仿真调试

第二章系统组成及工作原理

2.189C52的工作原理

89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能。

89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8K片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出（I/O）口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。

此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。

在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。

掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

下面介绍89C52各引脚的功能与连接方法：

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口作为AT89C51的一些特殊功能口，管脚备选功能

P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）

　P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

　RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持