南华大学电气工程学院
《电子技术课程设计》
设计题目： 简易交通信号灯控制器
专 业： 电力系统及其自动化 学生姓名: 王远璋 学 号: 20084450311 起迄日期: 2011 年1月3日 ~2011年1月14日
指导教师: 宁志刚、吴荣燕
教研室主任： 苏泽光副教授
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目 录
引言..................................................................................................................................................3
1 设计任务 ................................................................................................................... 3 1.1设计任务.................................................................................................................. 3 2 模块的方案选择与论证 ........................................................................................... 5 2.1显示模块.................................................................................................................. 5 2.2交通灯控制模块...................................................................................................... 5 3 系统硬件设计 ........................................................................................................... 6 3.1交通管理的方案论证.............................................................................................. 6 3.2硬件系统框图.......................................................................................................... 6 3.3单片机的选取介绍 ................................................................................................6 3.4显示模块原理图...................................................................................... ..............10 3.5 交通灯控制模块原理图.......................................................................................10 4 系统软件设计 ......................................................................................................... 11 4.1 主程序设计 ........................................................................................................... 11 5 心得体会 ................................................................................................................. 13 6参考文献 .................................................................................................................. 13 附录1 系统原理图 .................................................................................................... 16 附录2程序清单 ......................................................................................................... 17
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引言
当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段, 但这一技术在19世纪就已出现了。
信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
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相结合，加以完善。
交通信号灯控制方式很多。如采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）绿灯时间通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
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1.1设计任务
图1.1 路况模拟图 (1)技术要求：
①定周控制：主干道（东西）绿灯45s，支干道（南北）绿灯25s； ②每次由绿灯变为红灯时，应有5s黄灯亮作为过渡； ③分别用红、黄、绿色发光二极管表示信号灯； ④设计计时显示电路。 (2)工作要求：
①利用电子技术基础理论，分析系统工作原理，设计系统总体框图和各功能模块的电路图；
②掌握计算机辅助设计方法，利用Multisim对电路进行仿真设计； ③熟悉常用的电子元器件操作使用和测试方法；
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④掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法。
2 各模块的方案选择和论证
2.1计时显示模块
根据作品的设计，显示器的选择有以下二种方案：
方案一：用12864液晶显示。12864液晶可以清楚的显示汉字、字符、 数字等，并且自带中文字库，能够很好的显示所需的各项内容，并且电路连接比较简单。但是价格昂贵，并且一般为蓝屏显示不是很醒目，不适合作交通灯的计时显示屏。
方案二：使用传统的数码管显示模块来显示。数码管的显示比较简单，并且使用时不需要进行初始化的设置，且能够显示清楚。并且在模拟交通灯控制系统时很形象且颜色为红色，很醒目。
基于以上二种方案，从作品的要求，性能，成本等多方面考虑，在本作品中选用数码管很好的实现了设计要求。
2.2交通灯控制模块
通过51单片机的三个IO口控制红黄绿三个发光二极管。
小结：经过一系列的论证，系统最终采用的模块如下：
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