dpj00014 交通灯控制系统设计

摘要

本设计是交通信号灯控制系统，随着社会的不断的进步，社会的不断发展。交通也日渐复杂，交通的自动化也不断更新，交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不够的，这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。从而使交通指挥系统更加有秩序，更加安全。至此本人设计了交通信号灯控制系统，来指挥十字路口车辆的停通，使红绿灯指挥系统实现自动化，无人化。

该交通灯控制系统控制的是东西和南北两个方向上的车辆通行，系统共采用6个发光二极管来模拟各路交通信号灯，4个LED七段数码管以倒计时的方式显示各个方向上允许通行或禁止通行的信号灯剩余的时间。停35S，准备5S，之后通行30S，并在东西和南北两个方向上这两种状态不断循环。此系统核心元件为单片机AT89C51，单片机）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。对其编写相关程序来控制交通信号灯和数码管的时间显示，并采用外部中断来控制紧急情况。此设计的硬件电路不是很复杂，关键在于软件的设计，即程序的编写。本设计采用的程序编写语言为现在流行的C语言，简单又便于阅读。编写程序的原则是：1.满足设计的要求。2.尽量采用最好，最有效的算法。3.编写时应尽量用最简洁的语言。编写好源程序后，采用keil软件对其进行编译，使其生成单片机可以识别的.hex文件，再把此文件导入单片机89C51中即可。

硬件电路和源程序及目标文件都设计完后，我们可以采用相关软件进行仿真，以使交通信号灯控制系统的设计更加准确，可靠。设计者采用PROTUES软件进行仿真调试，仿真时注意此软件使用，从而进一步熟悉并学习此软件。仿真成功后，就做好本次设计报告，写出此次设计的心得与体会。

1 概述

  1.1  交通灯设计方案选择与论证：

交通灯控制系统，可由多种电路来构成，我们这里提供三种方案供选择：

方案一：由普通的数字电路集成芯片组成

这种方案的特点是：硬件设计思路简单，但用元器件多，电路比较复杂，焊接调试容易出错，而且不利于智能控制，调时电路复杂。

方案二：用VHDL语言编程控制

这种方案的特点是：硬件设计简单，电路结构清晰，电路比较复杂 ，VHDL语言编程控制硬件，可方便的进行仿真，调试。

方案三：单片机控制

采用单片机控制，可提高电路的可靠性与稳定性，硬件电路比较简单，主要用软件来控制，控制方式灵活多样，能满足不同情况的控制，可利用中断等方式通过程序来方便的实现调时。

综合以上三种方案的特点，结合我们自身的知识结构，我们采用方案三，选择常用的51系列单片机构成。

1.2设计要求及目的：

1.2.1基本要求：

（1）采用AT89C51单片机控制交通信号灯；

（2）以南北方向的交通灯为例，结合实际情况，控制红、黄、绿交通灯的亮和灭；

（3）红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节。

1.2.2提高要求：

（1）采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时间；

（2）可由拨盘开关强制设置为东西红，南北绿//东西绿，南北红//东西南北都为红；

（3）控制东西方向和南北方向的红、黄、绿交通灯的亮和灭；

（4）控制系统的原理图和接线图采用PROTEL等专用绘图软件绘制。

1.2.3设计目的：

在该设计中通过学生自主地设计和调试某一简单实际系统，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术等课程方面的知识，熟练掌握单片机仿真系统的使用方法，达到提高综合应用相关知识的能力，掌握单片机系统设计全部设计过程的目的。

  1.3交通灯控制系统的简单说明：

      此系统核心元件为单片机AT89C51，对其编写相关程序来控制交通信号灯和数码管的时间显示，并采用外部中断来控制紧急情况。系统共采用6个发光二极管来模拟各路交通信号灯，4个LED七段数码管以倒计时的方式显示各个方向上允许通行或禁止通行的信号灯剩余的时间。停35S，准备5S，之后通行30S，

在东西和南北两个方向上这两种状态不断循环。源程序采用C语言编写，并通过keil软件进行编译，最后倒入AT89C51单片机中，运行系统。设计好后通过PROTUES软件仿真，并调试。