太原理工大学现代科技学院
单片机原理与接口技术 课程设计
设计名称 交通灯控制器 专业班级 信息13-1班 学 号 2013100000 姓 名
指导教师 武 娟 萍
太原理工大学现代科技学院
课程设计任务书
专业班级 设计名称 信息13-1班 学生姓名 交通灯控制器 00 1.5周 课程名称 指导教师 “单片机原理与应用技术”课程设计 设计周数 武娟萍 设计 任务 主要 设计 参数 设计一个以单片机为核心的交通灯控制器 设计参数要求： （1）系统包括人行道直行、左转、右转以及基本交通灯功能。交叉道路上的车辆交替通行时间为25S，黄灯亮5S且每秒闪亮1次。 （2）系统除基本交通灯功能外，还具备倒计时、时间设置、紧迫环境处置以及根据具体环境手动节制等功能。 设计内容 设计要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料，掌握独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的设计分析比较、设计计算、元件选取、仿真、安装调试等环节，掌握实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）熟悉常用仪器设备的使用方法，掌握实验调试方法，提高动手能力。 主要参考 资 料 学生提交 1． 单片机原理与接口技术，李晓林等，电子工业出版社，2015。 课程设计说明书1份 归档文件 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺
序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
指导教师签名： 日期：2016.06.30
目 录
交通灯控制器 ................................................................................................................................... 1
一、前言 ................................................................................................................................... 1
1.1选题背景 ..................................................................................................................... 1 1.2设计意义 ..................................................................................................................... 1 1.3设计内容 ..................................................................................................................... 1 二、 设计目的和要求 ............................................................................................................. 2
2.1课程设计目的 ............................................................................................................. 2 2.2课程设计要求 ............................................................................................................. 2 三、设计硬件电路及其相关介绍 ........................................................................................... 2
3.1AT89C51 ...................................................................................................................... 2 3.1.1AT89C51简介 .......................................................................................................... 2 3.1.2AT89C51管脚功能介绍 .......................................................................................... 3 3.1.3AT89C51复位电路 .................................................................................................. 4 3.1.4时钟电路 .................................................................................................................. 4 3.2 74LS47 ........................................................................................................................ 5 3.2.1 74LS47管脚图和真值表 ........................................................................................ 5 3.2.2引脚功能 ................................................................................................................ 6 3.2.3实用电路连接 .......................................................................................................... 7 3.3 74LS139 ...................................................................................................................... 7 3.3.1 74LS139管脚 .......................................................................................................... 7 3.3.2 74LS139真值表 ...................................................................................................... 8 3.4设计中用到的其他器件 ............................................................................................. 8 3.4.1RESPACK-7 .............................................................................................................. 8 3.4.2反向器7405 ............................................................................................................. 8 3.4.3TRAFFIC LIGHTS ................................................................................................... 8 3.4.4 7SEG-MPX2-CA ..................................................................................................... 8 3.4.5 BUTTON.................................................................................................................. 9 四、设计总体方案 ................................................................................................................... 9
4.1课程设计总体思路 ..................................................................................................... 9 4.1.1路口状态设置 ........................................................................................................ 10 4.1.2实现主程序状态功能的流程图 ............................................................................ 10 4.1.3主程序汇编 ............................................................................................................ 11 4.2调显示时间程序 ....................................................................................................... 14 4.2.1设计思想 ................................................................................................................ 14 4.2.2设计重要部分流程图 ............................................................................................ 15 4.2.3调显示汇编程序 .................................................................................................... 16 4.3各类情况处置程序 ................................................................................................... 17 4.3.1各类情况介绍 ........................................................................................................ 17 4.3.2调配各模式流程图 ................................................................................................ 18 4.2.3调配各模式程序 .................................................................................................... 19 4.2.4少车模式H1 .......................................................................................................... 19 4.2.5手动指挥模式H2 .................................................................................................. 20
4.2.6单南北通行模式H3 .............................................................................................. 20 4.2.7单南北向左转模式H4 .......................................................................................... 20 4.2.8单东西通行模式H5 .............................................................................................. 20 4.2.9单东西向左转模式H6 .......................................................................................... 20 4.2.10智能调控模式 ...................................................................................................... 20 4.2.11智能调控模式演示 .............................................................................................. 20 4.2.12内部延时程序 ...................................................................................................... 21 4.2.13显示调用程序 ...................................................................................................... 21 五、 protues硬件连线图 ...................................................................................................... 22 六、 protues仿真 .................................................................................................................. 23
6.1基本交通灯显示功能 ............................................................................................... 23 6.1.1上电启动-南北向通行 .......................................................................................... 23 6.1.2黄灯闪烁 ................................................................................................................ 23 6.1.3南北向左转通行 .................................................................................................... 23 6.1.5东西向左转通行 .................................................................................................... 24 6.2调时显示功能 ........................................................................................................... 24 6.2.1调时基本操作 ........................................................................................................ 24 6.2.2调时 ........................................................................................................................ 24 6.2.3调时后交通灯显示 ................................................................................................ 25 6.3各类处置情况 ........................................................................................................... 26 6.3.1紧急处置模式 ........................................................................................................ 26 6.3.2夜间模式 ................................................................................................................ 26 6.3.3交警指挥模式 ........................................................................................................ 26 6.3.4单独通行模式 ........................................................................................................ 27 6.3.5智能控制模式-南北向1级 .................................................................................. 27 6.3.6智能控制模式-东西向2级 .................................................................................. 28 七、 设计心得体会 ............................................................................................................... 29 附录1：汇编源程序 .............................................................................................................. 30 附录2：整体设计图 .............................................................................................................. 40
专业班级 信息13-1班 学号 2013100000 姓名 00 成绩
交通灯控制器
一、前言
1.1选题背景
19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造。那时的交通灯只有红、绿两色，后来经改良后，再增加一盏黄色的灯，红灯表示停止，黄灯表示准备，绿灯则表示通行。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。
道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。
近年来，随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。
1.2设计意义
社会发展至今，全球人类将近有73亿人，中国人有13亿之多，在当今的城市，一块较小的地方容纳了大量的人、大量的汽车，那么如何有效的管理人们和汽车的出行方式才能合理的利用资源呢？在我国各大城市的交叉路口，随处可见交通信号灯，也就是说交通信号灯的使用量非常大，而且如何用一块尽可能的小的芯片来实现更全、更多的功能，具有很大的现实意义。总之，交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。交通关系着人们对于财产，安全和时间相关的利益。具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位，甚至是生命通道的延伸。
1.3设计内容
基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要进行如下方面的研究：用智能，集成，且功能强大的单片机芯片AT89C51为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥十字路口的实时通行状态。
本设计的工作：
确定系统交通控制的总体设计，其中包括交通信号灯的亮灭基本控制，左转、右转、直行、人行道控制、交通灯倒计时，交通灯手动调节和设置时间、交通灯紧迫环境处置惩罚（包括110、119、120通过、凌晨时间黄灯闪烁等）、分时段控制调整交通信号灯的点亮时间以及具体环境手动节制等功能。
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