交通燈畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　交通燈是交管部分管理城市交通的重要工具。現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車，對(duì)于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)AT89C52為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示倒

2、計(jì)時(shí)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示；本系統(tǒng)還設(shè)置了一個(gè)緊急模式，按下緊急模式按鈕，各個(gè)方向都為紅燈，所有車輛禁止通行。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；交通燈 </p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)概述<

3、;/p><p>　　單片機(jī)(單片微型計(jì)算機(jī))是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù),微機(jī)應(yīng)用技術(shù)

4、的發(fā)展，使單片微型計(jì)算機(jī)也得到迅速的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和領(lǐng)域，它起到了越來(lái)越重要的作用。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域，智能儀器儀表，尖端武器，日常生活中最廣泛使用的控制器。</p><p>　　1.2 交通燈發(fā)展現(xiàn)狀</p>&

5、lt;p>　　最早的交通燈出現(xiàn)于一八六八年英國(guó)倫敦。那時(shí)的交通燈只有紅、綠兩色，經(jīng)改良后，再增加一盞黃色的燈，紅燈表示停止，黃燈表示準(zhǔn)備，綠燈則表示通行。顏色也有各自要表達(dá)的含意，要表達(dá)熱或劇烈的話，最強(qiáng)是紅色，其次是黃色。綠色則有較冷及平靜的含意。因此，人們常以紅色代表危險(xiǎn)，黃色代表警覺，綠色代表安全。由于紅光的穿透力最強(qiáng)，其他顏色的光很容易被散射，在霧天里就不容易看見，而紅光最不容易被散射，即使空氣能見度比較低，也容易被看見，

6、不會(huì)發(fā)生事故。所以我們用紅色表示禁止。</p><p>　　中國(guó)最早的馬路紅綠燈，是于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。 </p><p>　　從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。</p><p>　　目前，交通燈已是交管部分管理城市交通的重要工具。現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十

7、字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車，對(duì)于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用。目前絕大部分交通燈其時(shí)間都是設(shè)定好的，采用的是單段式定時(shí)控制或多段式定時(shí)控制。</p><p>　　面向21世紀(jì)的智能化汽車的交通運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)使車、路高度智能化，使人、車、路三者合一，逐步實(shí)現(xiàn)汽車在公路上自動(dòng)安全地運(yùn)行。為解決交通堵塞，交通事故的國(guó)際難題而發(fā)展起來(lái)的智能交通系統(tǒng)，是將先

8、進(jìn)的信息技術(shù)，數(shù)據(jù)通訊和傳輸技術(shù)、電子自動(dòng)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地用于整個(gè)地面運(yùn)輸管理體系，全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的公路綜合管理系統(tǒng)。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案</p><p>　　2.1 系統(tǒng)要求指標(biāo)及其功能</p><p><b>　　本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)：</b></p><p><

9、;b>　　1.正常模式</b></p><p>　　第一階段：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)60秒。此時(shí)東西方向車輛通行，南北方向禁止。</p><p>　　第二階段：當(dāng)計(jì)時(shí)到最后5秒，東西方向綠燈滅，黃燈每秒閃爍一次。</p><p>　　第三階段：當(dāng)計(jì)時(shí)到零后，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，再次倒計(jì)時(shí)60秒。此時(shí)東西方向車輛禁

10、止，南北方向車輛通行。</p><p>　　第四階段：當(dāng)計(jì)時(shí)到最后5秒，南北方向綠燈滅，黃燈每秒閃爍一次。</p><p>　　2.緊急模式：按下緊急按鈕，各個(gè)方向都強(qiáng)制變?yōu)榧t燈。所有方向禁止通行。</p><p>　　2.2 各種方案選擇比較</p><p>　　2.2.1 實(shí)現(xiàn)方式的選擇</p><p>　　方

11、案一：采用純數(shù)字門電路。通過(guò)各種邏輯門電路的組合連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。此方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，電路復(fù)雜，功能單一，且需要門電路較多，成本較高，也不美觀。維護(hù)調(diào)試都比較麻煩。</p><p>　　方案二：采用單片機(jī)為主控制器。此方案電路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)工作主要是軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)較為靈活，功能都是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，硬件花費(fèi)少；應(yīng)用KEIL 軟件，C語(yǔ)言編程，軟件設(shè)計(jì)也較為方便。系統(tǒng)易于調(diào)試維護(hù)。應(yīng)用單片機(jī)使得系統(tǒng)更具有智能化的特色，是當(dāng)今

12、的主流。故采用本方案。</p><p>　　2.2.3 顯示模塊的選擇</p><p>　　方案一：采用大屏幕點(diǎn)陣顯示屏。此方案顯示效果較好，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本較高，性價(jià)比低。</p><p>　　方案二：采用數(shù)碼管顯示。此器件價(jià)格較低廉，能顯示數(shù)字，亮度較高，且規(guī)格較多，滿足系統(tǒng)顯示要求。本系統(tǒng)可選用大尺寸、高亮度的LED數(shù)碼管。故選用此方案。</p>

13、<p>　　2.2.4 時(shí)鐘電路的選擇</p><p>　　方案一：采用555集成電路組成振蕩電路，輸出信號(hào)作為單片機(jī)時(shí)鐘輸入。但此方案輸出頻率較低，且計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確，成本也較高。</p><p>　　方案二：采用晶振組成時(shí)鐘電路。此方案硬件花費(fèi)少，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，成本較低，系統(tǒng)工作頻率快。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的描述</p>&l

14、t;p>　　圖2.3.1 交通燈的系統(tǒng)框圖</p><p>　　本系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為控制核心，結(jié)合LED發(fā)光二極管，數(shù)碼管電路等外圍電路，通過(guò)單片機(jī)I/O口實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管亮滅的控制，數(shù)碼管顯示的控制。程序設(shè)計(jì)方面，東西，南北兩個(gè)方向轉(zhuǎn)換時(shí)間均為60秒，其中綠燈55秒，緊接著黃燈5秒，每秒閃爍一次，期間數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，60秒計(jì)時(shí)結(jié)束，轉(zhuǎn)換到另一方向，依次循環(huán)。緊急按鈕的作用是緊急狀態(tài)下，

15、所有方向均為紅燈，禁止一切車輛通行。</p><p><b>　　第三章 電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要電路有：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89C52最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵輸入模塊，LED發(fā)光二極管電路，交通燈仿真模擬模塊。</p><p>　　外圍電路都與單

16、片機(jī)引腳I/O口相連，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)外圍電路的控制，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。</p><p>　　3.2 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　圖3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　如圖3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。其他引腳I/O相應(yīng)的擴(kuò)充功能。</p&g

17、t;<p>　　3.2.2 電源電路</p><p>　　圖3.2.2 電源電路</p><p>　　本電源電路如上圖所示，應(yīng)用7805三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成。輸出穩(wěn)壓5V電壓，為單片機(jī)、LED燈和數(shù)碼管提供工作電壓。電容為濾波作用，使輸出電源更平滑穩(wěn)定。</p><p>　　3.2.3 數(shù)碼管與發(fā)光二極管電路</p><p&g

18、t;　　如右圖，數(shù)碼管為共陽(yáng)極數(shù)碼管，發(fā)光二極管為共陽(yáng)極，有紅、綠、藍(lán)三種顏色，代表紅綠燈。數(shù)碼管和發(fā)光二極管安放在東、西、南、北4個(gè)方向。</p><p>　　3.2.3 交通燈模擬仿真模塊</p><p>　　通過(guò)PROTUES 軟件仿真的方式搭建仿真模塊如圖。</p><p>　　圖3.2.3 交通燈仿真模塊</p><p><

19、;b>　　第四章 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1程序總體流程圖</p><p>　　圖4.1.1 系統(tǒng)總體流程圖</p><p>　　程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能為東西，南北兩個(gè)方向轉(zhuǎn)換時(shí)間均為60秒，其中綠燈55秒，緊接著黃燈5秒，每秒閃爍一次，期間數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，60秒計(jì)時(shí)結(jié)束，轉(zhuǎn)換到另一方向，依次循環(huán)。緊急按鈕的作用是緊急狀態(tài)下，

20、所有方向均為紅燈，禁止一切車輛通行。</p><p>　　第五章 測(cè)試與仿真</p><p><b>　　5.1測(cè)試方法</b></p><p>　　測(cè)試仿真工具：Protues軟件仿真</p><p><b>　　5.2測(cè)試效果</b></p><p>　　圖5.2.1

21、 Protues仿真總體效果圖</p><p>　　以上為各個(gè)狀態(tài)下交通燈的顯示狀態(tài)。滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，結(jié)合周邊電路。經(jīng)過(guò)測(cè)試，各項(xiàng)功能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，程序設(shè)計(jì)也較為簡(jiǎn)單，界面效果簡(jiǎn)潔美觀，操作簡(jiǎn)單實(shí)用。&l

22、t;/p><p>　　通過(guò)此次畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到很多東西，一方面，它是3年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合應(yīng)用，考察了我大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，是一次徹底的知識(shí)鞏固和提高。另一方面，通過(guò)綜合的應(yīng)用設(shè)計(jì)，鍛煉了我應(yīng)用知識(shí)的能力和動(dòng)手能力。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也鍛煉了我解決問(wèn)題的能力，遇到問(wèn)題堅(jiān)持不懈的毅力和細(xì)心程度。讓我在以后求職就業(yè)中更好的學(xué)習(xí)和提高自己。</p><p><b>　　第六章

23、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李全利. 單片機(jī)原理及接口技術(shù).高等教育出版社</p><p>　　[2] 公茂法. 單片機(jī)原理與實(shí)踐.北京航空航天出版社</p><p>　　[3] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì). 第九屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編.北京理工大學(xué)出版社</p><p>　　[4] 及力. P

24、rotel 99原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程. 電子工業(yè)出版社</p><p><b>　　第七章附錄</b></p><p>　　/*===========================程序清單========================*/</p><p>　　#include<reg51.h></p><

25、;p>　　typedef unsigned char uchar;</p><p>　　typedef unsigned int uint;</p><p>　　#define DATA P0</p><p>　　#define ON 0</p><p>　　#define OFF 1</p>&l

26、t;p>　　sbit WE1=P2^0;</p><p>　　sbit WE2=P2^1;</p><p>　　sbit NS1=P2^2;</p><p>　　sbit NS2=P2^3;</p><p>　　sbit WE_R=P1^0; </p><p>　　sbit WE_Y=P1^1;</p>

27、;<p>　　sbit WE_G=P1^2;</p><p>　　sbit NS_R=P1^3;</p><p>　　sbit NS_Y=P1^4;</p><p>　　sbit NS_G=P1^5;</p><p>　　bit flag,alarm_flag;</p><p>　　uchar sec;

28、</p><p>　　uchar code lab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,//數(shù)碼管編碼</p><p>　　0x07,0x7f,0x6f};</p><p>　　/*======================自定義子程序===================*/</p><p>　

29、　void delays(uchar s,uchar init);</p><p>　　void init_T1();</p><p>　　void delay500ms();</p><p>　　void delay20ms();</p><p>　　void init_INT0();</p><p>　　/*===

30、=====================主程序=====================*/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　init_T1();</p>&

31、lt;p>　　init_INT0();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!alarm_flag)</p><p><b>　　{</b></p><p>

32、<b>　　WE_G=ON;</b></p><p><b>　　WE_Y=OFF;</b></p><p><b>　　WE_R=OFF;</b></p><p><b>　　NS_G=OFF;</b></p><p><b>　　NS_Y=O

33、FF;</b></p><p><b>　　NS_R=ON;</b></p><p>　　delays(55,59);</p><p><b>　　WE_G=OFF;</b></p><p><b>　　WE_Y=ON;</b></p><p&g

34、t;<b>　　WE_R=OFF;</b></p><p><b>　　NS_G=OFF;</b></p><p><b>　　NS_Y=OFF;</b></p><p><b>　　NS_R=ON;</b></p><p>　　for(i=5;i>

35、0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　WE_Y=ON;</b></p><p>　　delay500ms();</p><p><b>　　WE_Y=OFF;</b></p><p>　　delay500ms(

36、);</p><p><b>　　sec--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　WE_G=OFF;</b></p><p><b>　　WE_Y=OFF;</b></p><p><

37、b>　　WE_R=ON;</b></p><p><b>　　NS_G=ON;</b></p><p><b>　　NS_Y=OFF;</b></p><p><b>　　NS_R=OFF;</b></p><p>　　delays(55,59);</p

38、><p><b>　　WE_G=OFF;</b></p><p><b>　　WE_Y=OFF;</b></p><p><b>　　WE_R=ON;</b></p><p><b>　　NS_G=OFF;</b></p><p>&l

39、t;b>　　NS_Y=ON;</b></p><p><b>　　NS_R=OFF;</b></p><p>　　for(i=5;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　NS_Y=ON;</b></p&

40、gt;<p>　　delay500ms();</p><p><b>　　NS_Y=OFF;</b></p><p>　　delay500ms();</p><p><b>　　sec--;</b></p><p><b>　　}</b></p>&

41、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　sec=0;</b></p><p><b>　　WE_G=OFF;</b></p><p>　　WE_Y=OFF;</p><p><b>　　WE_R=ON;</b></p&

42、gt;<p><b>　　NS_G=OFF;</b></p><p><b>　　NS_Y=OFF;</b></p><p><b>　　NS_R=ON;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

43、}</b></p><p>　　void delay500ms()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=10;i>0;i--)</p><p><b>　　{

44、</b></p><p>　　TMOD=TMOD|0X10;</p><p>　　TH0=15536/256;</p><p>　　TL0=15536%256;</p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　while(!TF0)</p><

45、p><b>　　{</b></p><p>　　if(alarm_flag) return;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　TF0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p>&l

46、t;p><b>　　}</b></p><p>　　void delays(uchar s,uchar init)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　if(init) sec=init;&l

47、t;/p><p>　　while(s--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=20;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=TMOD|0X10;</p><p>　

48、　TH0=15536/256;</p><p>　　TL0=15536%256;</p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　while(!TF0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(alarm_flag) retur

49、n;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　TF0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　sec--;</b></p><p><b>　　}

50、</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay20ms()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(i=40;i>0;i--)</p>

51、;<p>　　for(j=250;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_T1()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0X11;</p><p>　　TH1=6

52、0536/256;</p><p>　　TL1=60536%256;</p><p><b>　　ET1=1;</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　

53、　}</b></p><p>　　void init_INT0()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　

54、　IT0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void INT0_SIR() interrupt 0</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0=0;</b></p><p&g

55、t;　　delay20ms();</p><p>　　if(INT0)return;</p><p>　　alarm_flag=~alarm_flag;</p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void T

56、1_SIR()interrupt 3</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH1=60536/256;</p><p>　　TL1=60536%256;</p><p><b>　　if(flag)</b></p><p><b>　　{&

57、lt;/b></p><p><b>　　WE1=0;</b></p><p><b>　　WE2=0;</b></p><p><b>　　NS1=0;</b></p><p><b>　　NS2=0;</b></p><p&g

58、t;　　DATA=~lab[sec/10];</p><p><b>　　WE1=1;</b></p><p><b>　　NS1=1;</b></p><p><b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　}</b></p>

59、<p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　WE1=0;</b></p><p><b>　　WE2=0;</b></p><p><b>　　NS1=0;</b

60、></p><p><b>　　NS2=0;</b></p><p>　　DATA=~lab[sec%10];</p><p><b>　　WE2=1;</b></p><p><b>　　NS2=1;</b></p><p><b>