河南理工大学
《微机原理与单片机接口技术》课程设计
交通灯课程设计报告
姓 名： XXXX 学 号：XXXXXXXX 专业班级：XXXXX 指导老师：王 新 所在学院：电气工程与自动化学院
2016年 3月 12日
2 河南理工大学本科课程设计报告
摘要
交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十 分重要的作用。城市交通问题是困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素。 城市道路增长的有限与车辆增加的无限这一对矛盾是导致城市交通拥挤的根本原因。城市街道网络上的交通容量的不断增加，表明车辆对道路容量的要求仍然很高，短期内还不可能改变。自从开始使用计算机控制系统后，不管在控制硬件里取得什么样的实际进展，交通控制领域的控制逻辑方面始终没能取得重大突破。 本设计是利用STC89C51，晶振，数码管，按键等元件，制作一个简易的程序控制的交通灯， 实现对南北东西路口的倒计时控制，本系统实现了通过P2口设置红、绿灯点亮时间的功能。红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示。经测试，系统达到课程设计的基本要求，具有计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强等优点。
根据STC89C51单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，本文提出一种用单片机自动控制交通灯及时间显示的方法。同时给出了软硬件设计方法，设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要设计问题都有涉足。本文对十字路口状态预设为三种，一种是正常状态，一种是紧急状态，另一种是方程式状态。增设路段遇忙调整时方程式控制状态和紧急情况处理模块，通过手动控制开关按钮A0和A1方便系统在正常状态和紧急状态、方程式控制间来回切换，进一步完善了交通灯控制系统。并分别用红、黄、绿灯的不同组合来指挥两个方向通车与禁行，用LED数码管作为倒计时指示，实时的控制当前交通灯时间使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通安全的同时最大限度的提高交通能顺畅交替运行。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时，论述了系统中交通现状、交通管理、交通规则及背景信息。
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3 河南理工大学本科课程设计报告
目录
概述??????????????????????????????
1设计要求与方案选择
1.1设计要求?????????????????????????
1.2方案选择?????????????????????????
2理论分析与设计
2.1交通灯控制系统的总电路的分析与设计????????????
2.2单片机交通控制系统的基本构成及原理设计?????????? 3系统总体方案及硬件设计
3.1总原理图电路设计????????????????????? 3.2最小系统电路设计????????????????????? 3.3按键电路设计??????????????????????? 3.4数码管显示电路设计???????????????????? 3.5红绿灯显示电路设计????????????????????
4 软件设计
4.1程序流程设计???????????????????????? 4.2程序设计??????????????????????????
5 Proteus软件仿真
6课程设计体会
参考文献
附1：源程序代码 附2：系统原理图
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4 河南理工大学本科课程设计报告
概述
1设计要求与方案选择 1.1设计要求
基本要求：
扩展部分：
完成交通灯的基本功能。
（1）交通灯的时间可以设定（及绿灯、红灯时间的长短）。 （2）具有应急情况。
1.2方案选择
方案一：PLC控制交通灯
PLC主要应用于强电方面的工业控制，或者整条流水线的控制。虽然比较稳
定,但是功耗要大，成本也比较高。
方案二：单片机控制交通灯
单片机具有结构简单、编程方便、经济、易于连接等优点，特别是其内部定时器计数器、中断系统资源丰富可对交通灯进行精确的控制，有应用价值，可扩展功能多，灵活性比较强，线路也非常简单，成本也是比较低的。
由于此次课程设计是单片机设计，还有结合从各方面优缺点来看，以及简便方面，成本方面，和结构、控制方面来看。为了同时满足课程设计要求，综上所述，选择了方案二，做为本设计的方案选择。
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5 河南理工大学本科课程设计报告
2理论分析与设计
2.1交通灯控制系统的总电路的分析与设计
交通灯系统由5个部分构成，分别是最小系统电路，按键电路，流量控制电路，数码管显示电路，红绿灯显示电路。这几个部分电路结合起来就是一个完整的交通灯系统电路。
通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： 东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。
东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。
南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管2个，在任一个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表1所示。说明：0表示灭，1表示亮。
本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示，通行时间调整和紧急处理，对车流量进行监控，并显示出来，以及清除流量数据等功能。 （1）倒计时显示
倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的1种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择 。 （2）时间的设置
本设计中可通过按键对时间进行手动设置，增加了人为的可控性，避免自动故障和意外发生，并再紧急状态下，可设置所有灯变为红灯，同时数码管暂停。 （3）紧急处理
交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车等急行车通过等，
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