基于51单片机的交通灯设计

0学号：0121009320612课程设计题目交通灯控制电路的设计与实现学院信息工程学院专业通信工程班级1006班姓名王康指导教师付琴2012年7月4日武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书1课程设计任务书学生姓名：王康专业班级：通信1006班指导教师：付琴工作单位：信息工程学院题目:交通灯控制电路的设计与实现初始条件：AT89C52、两位数码管LG3622BH、LED灯（红、黄、绿）要求完成的主要任务:在南北、东西方向道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。根据特殊情况，可调设置单（1）基本部分：①可用LED作为信号灯模拟交通灯；②南北方向道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、50秒、10秒；东西方向道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、50秒、10秒；③道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。（2）扩展部分①按下功能键“1”键，停止计时，数码管显示“00”，同时仅南北方向红灯亮；②按下功能键“2”键，停止计时，数码管显示“00”，同时仅东西方向红灯亮。时间安排：7.1：理论设计7.2～7.3：仿真与焊接电路7.3：撰写报告7.4：答辩指导教师签名：2012年6月7日系主任（或责任教师）签名：2012年6月7日武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书2目录摘要...................................................................................................................3Abstract..................................................................................................................41．原理电路的设计任务与内容..........................................................................51.1初步设计思路.........................................................................................52.方案论证与比较..............................................................................................63.方案概述.........................................................................................................83.1交通灯控制电路的方案设计..................................................................83.2交通灯控制电路的原理框图..................................................................84.单元电路设计.................................................................................................104.1单片机最小系统....................................................................................104.2数码管模块............................................................................................114.3LED信号灯模块.....................................................................................114.4独立按键模块.......................................................................................125.总电路图........................................................................................................136.仿真部分.......................................................................................................146.1proteus软件介绍...................................................................................146.2仿真结果................................................................................................158.参考文献........................................................................................................18武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书3摘要随着城市化的推进，我们对交通工具的要求越来越高，希望舒适快速的交通，可是快速加快的交通负荷也给尘世交通出了比较难题，我们不难发现现在城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，频繁发生交通事故，为了保证交通秩序和行人安全，交通部门在每条街上都安装了一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮，表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停车线的的车辆继续通行；绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。学习了半年的数字电路，深深知道数字电路的强大，在老师布置课题的时候就已经决定选择交通控制灯这个课题了，然后抽了时间去十字路口观察了一下，心里知道了它的工作过程，在这个基础上根据我的水平就开始了设计。关键字：交通灯单片机AT89C52武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书4AbstractWithurbanization,wehavebecomeincreasinglydemandingtransport,hopingcomfortablefasttransport,butalsofasttospeedupthetrafficloadcomparedtotheearthoutoftrafficproblems,wefindnowaseriousurbantransportproblemshasbecomeincreasinglyprominent,especiallyincitiescrossthestreetintersection,frequenttrafficaccidents,inordertoensuretrafficorderandsafetyofpedestrians,thetrafficdepartmenthasinstalledineverystreet,agroupofred,yellowandgreentrafficlights.Oneredlight,saidtheroadclosedtotraffic;yellowlightindicatesthattheroadvehiclehasnotbeenclosedtotrafficstopline,stoplinehasbeenthevehicletopass;greenlightisthattheroadtoallowpassage.Automatictrafficlightcontrolcircuitcrossroadsofred,yellowandgreentrafficlights.Trafficlightsbythestatetransition,commandvehicles,pedestrians,vehiclesandpedestrianstoensuresafety,trafficmanagementautomationtoachieveacrossroads.Halfayearstudyingdigitalcircuits,digitalcircuitsareveryawareofthepowerful,theteachersarrangedwhenthesubjecthasdecidedtochoosethesubjectofatrafficcontrollight,thenpumpingthecrossroadsoftimetoobserveamoment,knewthattheprocessofitsworkInthisbasis,asIbeganthedesignlevelKeywords:Urbanization,trafficautomationdesign武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书51．原理电路的设计任务与内容1.1初步设计思路根据设计要求，道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、10秒、50秒。其时序关系如图1所示。图1交通灯时序工作图设计交通灯。要求南北车道和东西道两条交叉道路上的车辆交替运行（以红绿灯指示），每次通行时间设为60秒（可通过软件参数预置）；变更车道以前，黄灯亮10秒钟；两个车道均以减计数方式显示时间。武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书62.方案论证与比较方案一：利用单片机来实现。该系统要求倒计时，信号灯状态等显示等功能，可完全采用数码管与LED灯显示。题目中要求在特殊状态下时，处于常禁止通行状态，另一方向此时处于常通行状态。可以直接利用按键开关关闭定时器并单独显示单一方向的红灯。交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O口就可以实现。利用单片机设计精简和优化了电路。但是，需要对单片机进行编程并反复调试。方案二：图2为交通灯控制器的一个参考设计方案，在这一方案中，系统由控制器、定时器、秒脉冲信号发生器、信号灯组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的工作。秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需要的标准信号，译码器输出两路信号灯的控制信号。Tl和Ty为定时器的输出信号，St为控制器的输出信号.图2方案二方框图Tl：表示主道路或次道路绿灯亮的时间间隔，即车辆正常通行的时间间隔。定时到Tl=1，否则Tl=0.Ty：表示黄灯亮的时间间隔，定时到，Ty=1，否则Ty=0.St：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书7方案二：利用单片机来实现。通过AT89C52单片机编写程序，来控制LED的亮灭与数码管的倒计时。方案比较：使用方案二利用单片机实现交通信号灯控制器，焊接起来比较简单，要进行编程，然后刻进单片机。使用中规模集成芯片实现交通信号灯控制器，思路明确，但是焊接时比较繁琐，电路比较复杂容易出错。由于学习过单片机的相关知识，而且此次数电课设的难度不是很大，综合以上考虑及现有知识，选用单片机来搭建交通信号灯控制电路武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书83.方案概述3.1交通灯控制电路的方案设计甲、乙两干道交于一个十字路口，各干道有一