基于单片机 的十字路口交通灯控制器的设计与仿真_百度文库
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基于单片机 的十字路口交通灯控制器的设计与仿真
本​课​题​是​以​p​r​o​t​e​u​s为​工​作​平​台​调​试​设​计​与​仿​真​分​析​一​款​交​通​信​号​灯​的​控​制​系​统​的​详​细​过​程​。​利​用​p​r​o​t​e​u​s软​件​,​自​主​编​写​应​用​程​序​,​设​计​一​款​交​通​信​号​灯​的​控​制​系​统​。
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基于AT89C51单片机的交通灯系统设计摘要：以单片机AT89C51作为城市交通灯的控制核心，模拟定周期交通信号灯的工作状态；针对复杂多变的路况环境，特别增设了路段遇忙调整、紧急情况处理、特种车检测、语音提示等模块，进一步完善了交通灯控制系统。关键词：AT89C51单片机；智能交通灯控制0引言近年来，随着国民经济的快速发展，车辆的增多，交通拥挤和阻塞现象时常出现。交通拥塞已成为城市交通中迫切需要解决的社会问题。而我国传统使用的定周期控制和各路口各自的独立控制方法，在解决这些问题时效果并不是很好。越来越多的证据表明，简单地扩大道路基础设施并不能解决交通拥堵问题。这要求在现有道路条件下，提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力，更加灵活有效地提高道路的利用率。本文采用51系列单片机AT89C51为中心器件设计交通灯控制系统。1交通灯硬件系统设计1.1控制流程分析(1)从循环图分析可知：东西方向和南北方向信号灯控制是中心对称的，即无论是主干道还是支干道两侧系统对同方向的信号灯控制是同步的。(2)从循环图分析可知：人行道无论哪个方向，系统对两侧4个信号灯的控制也是同步的，且人行道的红绿灯变化和行车道的红绿灯变化应该是一致的。(3)通过对上面整体思路的分析，可以用单片机P2口和P0口、锁存芯片和显示译码芯片的配合来实现控制LED灯和数码管。通过锁存芯片实现单片机口的分时复用，简单易行，且编程简单，能实现数据的快速交换以及单片机的资源的充分利用。
1.2系统硬件设计本系统选用通过P0和P2用做输出显示控制口。P0口通过锁存芯片74HC573和显示译码芯片TC4511BP分时复用控制LED数码管实现行车道上红绿灯规律变化。P2口当作普通输出口直接控制人行道红绿灯规律变化，记数采用2个40s的循环方式来控制。LED数码管通过静态显示方式实现倒计时读秒。总体硬件电路图如图2所示。1.3交通灯的正常显示
交通灯正常工作状态电路图和状态表如图3和表1所示：表1系统工作状态表
化，P2口直接输出控制的是行车道红绿灯状态的变化。由于P0口是作为分时复用总线使用，单片机P0口传送的数据首先通过74HC573锁存。通过P2口直接输出控制行车道上红绿灯的变化，通过编程控制，要和P0口控制的人行道红绿灯的变化相符合。通过P0口分时复用，同时控制LED数码管的显示，具体显示方式即倒计时读秒，而P0口并不能单独完成此功能。在这里，选用TC4511BP芯片。TC4511BP是BCD-七段LED锁存/译码/驱动器。其驱动LED数码管显示如图3，当使能端LE为低电平时，将加在
A、B、C、D端的数据译成段驱动信号，经限流电阻送到数码管的段控制线上。当使能端LE为高电平时，驱动信号被锁存在TC4511BP的输出端，实现静态显示。1.4其他硬件模块（1）紧急情况处理如图4，外部中断INT1用于对紧急情况、流量控制和恢复等情况的控制，模拟意外事故等实际情况导致交通突然瘫痪，此时就需要手动对交通状况进行紧急情况下的处理，待意外事故结束后按下恢复键恢复交通。
当按下紧急情况处理键时，通过外部中断INT1感应，通过P1.7口软件编程控制，系统实现车道人行道红灯全部亮起，禁止一切车辆和行人通行，LED数码管显示“88”。（2）交通遇忙调整为了增加交通灯指示的灵活性，提高交通的流通效率，可根据调查交道口的车流量或交警的经验来重设各交通灯的点亮时间。为简化处理，我们假设了两种情况：南北路段忙和东西路段忙。
当按下南北忙按键时，系统实现的功能是:通过外部中断INT1感应，通过P1.6口软件编程控制，系统实现下个循环按照如表2所示的调整时间表来实现循环。（3）特种车检测图4中，用到的特种车检测开关即干簧管，通过干簧管的开合直接控制外部中断INT0的变化，进而通过程序控制发光二极管及七段LED数码管的相应变化。（4）语音模块
语音模块设计的要求是模拟在交通灯十字路口处有紧急情况或者特种车辆通过时应用此模块实现录放功能，实现特殊情况下对车辆和行人的提醒和警示作用。在实际应用中，要求语音电路单独实现录放并能循环播放录音内容，实际电路图如图5和图6所示。图5实现的是循环播放功能，最高位地址(MSB)A8、A9都为高电平时，地址端就作为操作模式选择端（高电平有效），此时若A3/M3脚也为高电平，此电路就能实现从0地址位开始连续重复放音。图6添加了语音电路SP模块，解决了由于干扰大和电压不足等原因造成的播放不清和声音偏小的问题。
2系统的软件设计2.1软件设计思路软件设计应用单片机C语言编程，以其较好的可读性和可移植性很好的完成了本次设计任务。程序设计上使用定时器0中断来控制交通灯的正常工作。定时器1中断控制特殊车辆的通行时间；外部中断INT1用于紧急情况、流量控制和恢复等，外部中断INT0用于特种车辆通行处理。系统采用两个状态标志位“id”“id_int”，来记录交通灯的循环状态。紧急中断与特种车辆中断响应迅速，以体现紧急情况交通灯的处理。其中，车流量控制中断在下一个循环开始时响应，以避免突然的红绿灯变换使交通出现异常。2.2程序设计流程图（如图7、8、9、10所示）
3结束语本系统采用多种中断处理和P0口的分时复用功能，实现了各种情况下交通灯的正常指示和倒计时功能。在此过程中还很好的完成了对特种车的检测。经测试可以准确地利用交通灯和LED数码管指挥交通，其中附加的语音功能又进一步完善了本系统。从最终结果看，本系统模拟交通道口交通灯的情况与实际情况很吻合，有较强的实际应用价值。参考文献1 GB ,道路交通信号灯[S].1998蔡伟智.自动调光LED交通信号灯[J].国际光电与显示,2003,33(4):62-67查振亚,叶向阳.智能交通灯控制系统[J].华中理工大学学报,):63-65彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京:高等教育出版社,1996.15-18谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中理工大出版社,王奕凌,蔡伟智.自动调光L E D交通灯[P].中国专利:ZL03-01-26郑智斌,彭万华.LED发光特性分析[J].液晶与显示,):42-45彭万华.超高亮LED性能及可靠性[J].液晶与显示,):101-104方志烈.第三代LED交通信号灯[A].第七届全国LED产业研讨与学术会议论文集[C].中国光学光电子行业协会光电器件专业分会,彭志刚.利用单片机改进交通灯控制系统[J].湖南工业职业技术学院学报,):25-27.李广弟.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社.2001.45-47何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社.张毅坤.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,李鸿恩,熊国奎.数字电子技术[M].重庆:重庆大学出版社,1994.68-71胡宴如.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,23456789101112131415
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基于单片机的交通灯控制系统陈延奎( 达州职业技术学院, 达州635000)摘要: 介绍一种使用89C51 单片机作为控制中心的交通灯系统, 该系统具有红、绿、黄灯显示功能和显示时间倒计时功能。关键词: 交通灯; 控制系统; 单片机
随着汽车总量的不断增加, 城市交通越来越繁忙, 因而城市交通指挥变得越来越重要。一套性能可靠、功能齐全、安全有效的交通灯控制系统对一个城市来说必不可少。本文介绍一种使用89C51 单片机实现交通灯控制系统的方法。1 控制要求十字路口的东西向、南北向各有一组红绿灯和一个时钟系统, 时钟系统由两个LED 组成, 用于显示红绿灯的时间, 具体要求如下:( 1) 初始时东西、南北方向都亮红灯。( 2) 然后东西向路口绿灯亮40s 后转黄灯亮5s,再转红灯亮40s。( 3) 相应地南北向红绿灯工作顺序为红灯亮40s后转黄灯亮5s, 再转绿灯亮40s, 以此进行循环。( 4) 如果发生紧急事件, 则按下单脉冲按钮, 此时东西、南北向都亮红灯, 延时10s。( 5) 时钟采用倒计时方式显示, 即各灯亮时, 时钟为点亮的最大时间, 以后每1s 显示数据减1, 直到减为0 以后指示灯再进行变换。( 6) 所有的时间设置都可以根据车流量实际情况进行调整。2 硬件电路设计硬件电路设计系统框图如图1 所示。下面分别介绍其各部分内容。2.1 89C51 单片机89C51 是标准的40 引脚双列直插式集成电路芯片, 功能强、功耗低。片内有数据存储器(RAM)256B, 程序存储器( Flash) 4KB, 因而编程和修改方便, 使用非常普遍。由于本系统不大, 片内存储器足够使用, 无需外扩数据存储器和程序存储器[1]。2.2 接口芯片8255A8255A 是INTEL 公司专为需要扩展I/O 接口的各种微处理器专门设计的一种可编程I/O 扩展芯片。具有使用方便, 通用性强的特点, 也成为单片机与外部设备连接时所选用的中间接口芯片, 在单片机应用系统中得到广泛使用。2.3 交通灯交通灯采用双色LED, 它由一个红色LED 管芯和一个绿色LED 管芯封装在一起, 公用负端。当红色正端加高电平, 绿色正端加低电平时, 红灯亮; 红色正端加低电平, 绿色正端加高电平时, 绿灯亮; 两端都加高电平时, 黄灯亮。2.4 时间显示LED 是由发光二极管组成的显示字符段, 一般为七段数码显示管( 含小数点为八段) 。这些显示二极管的一端连接在一起, 形成公共端CC, 另外的端子a～g、dp 则通过引脚与外部总线相连, 通过对公共端与输入端施加一定的电压, 点亮其中的一些发光二极管来构成需要的显示字符。用LED 显示红、绿
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有没有电路图啊
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