智能交通灯控制系统设计.docx
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智能交通灯控制系统设计
湖南工程学院
等级:
课程设计
课程名称单片机原理及应用
课题名称智能交通灯控制系统设计
专业自动化
班级
学号
姓名
指导教师王迎旭李晓秀
2014年12月1日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称单片机原理及应用
课题智能交通灯控制系统设计
专业班级自动化
学生姓名xxx
学号
指导老师王迎旭李晓秀
审批
任务书下达日期2014年12月1日
任务完成日期2014年12月14日
设计内容与设计要求
设计内容：
本课题要求以单片机核心，设计一个智能交通灯控制系统。
使其能模拟城市十字路口的交通灯功能，并能满足控制的特殊要求（有三个按键输入），以便处理特殊事件。
设计要求：
1）分析开发系统的硬件构成；
2）进行系统的硬件设计；
3）完成必要的参数计算与元器件选择；
4）完成应用程序设计；
5）进行单元电路及应用程序的调试；
6）写出使用说明书。
主要设计条件
1.控制十字路口四个方向的红、黄、绿型号灯的正常工作，规则应符合我国交通法规的规定；
2.南北方向的准行基本时间均为60秒（可在线调整）；
3.在交通状况发生特殊情况时，可进行特殊处理：
1）消防车、救护车通过时，按下K1建，关闭倒计时器，四个路口同时黄色灯闪烁5秒然后，转为红灯亮，只允许紧急车辆通过，K1建松开，交通控制回复正常；
2）K2、K3键分别为南北和东西方向车辆多时的特殊处理，功能自行定义。
说明书格式
封面
课程设计任务书
第1章概述（课题设计的要求、目的及意义）
第2章系统总体方案选择与说明（系统硬件电路设计框图与工作原理）
第3章硬件电路设计（各部分电路设计、原理、参数计算、I/O分配等）
第4章应用软件设计（流程图、算法等）
*第5章系统仿真调试
第6章硬件调试与结果分析（开发板焊接、性能测试、结果、操作说明）
第7章总结（系统设计小结：
已完成的工作、效果、特色、不足与展望）
致谢
参考文献
附录A系统硬件电路原理图
附录B程序清单
评分表
进度安排
设计时间为两周
第一周
星期一、上午：
布置课题任务，讲课及课题介绍
下午：
借阅有关资料，总体方案讨论
星期二、确定总体设计方案
星期三、硬件模块方案设计
星期四、软件模块方案设计
星期五小系统焊接与调试；
第二周
星期一、各硬件模块设计
星期二、各软件模块设计
星期三、各软件模块设计
星期四、写说明书
星期五、上午：
写说明书，整理资料
下午：
交设计资料，答辩
参考文献
参考文献
[1]王迎旭等.单片机原理及及应用.机械工业出版社.2012年
[2]
[3]
[4]
第1章概述
1.1课题设计要求-------------------------------------1
1.2课题设计目的及意义-------------------------------2
第2章系统总体方案选择与说明
2．1系统方案设计------------------------------------3
2.2系统总体方案说明-------------------------------3
第3章硬件电路设计
3.1时钟振荡电路和复位电路----------------4
3.2交通灯指示灯电路模块----------------------------5
3.2.1指示灯-----------------------------5
3.2.2各交通灯正常状况下转换表-----------5
3.37段共阳极数码管显示电路------------------------6
3.4按键电路-----------------------------------------7
3.5门铃电路-----------------------------------------9
第4章应用软件设计
4.1主程序模块--------------------------------------10
4.2按键模块---------------------------------------12
4.2.1按键查询模块------------------------------12
4.2.2K5k6k7按键模块-------------------------14
4.2.3K1按键模块--------------------------------15
第5章硬件调试与结果分析
5.1硬件调试操作过程-----------------------------------16
5.2各键的调试----------------------------------16
5.2.1按下K1键调试--------------------------16
5.2.2K2键的调试----------------------------17
5.2.3K3键的调试----------------------------18
5.2.4K4键的调试---------------------------18
5.2.5K5键的调试---------------------------19
5.2.6K6键的调试---------------------------19
5.2.7K7键的调试---------------------------20
5.2.8K8键的调试---------------------------20
第6章总结
6.1课程设计的总结---------------------------21
6.2特色-----------------------------------21
6.3不足-----------------------------------21
附件
附件A-------------------------------------22
附件B-------------------------------------23
第1章概述
1.1课题设计要求
当今社会机动车数量多，十字路口交通经常出现拥堵和交通事故的问题。
为解决此问题。
本课题是秉着为交通提供便利，减少堵车时间和交通事故的原则设计的智能交通灯系统。
利用STC89C52单片机，KEIL软件，PROTUES软件完成智能交通灯的原理设计，软件设计，硬件调试。
设计要求如下
1）控制十字路口四个方向的红、黄、绿型号灯的正常工作，规则应符合我国交通法规的规定；
2）南北方向的准行基本时间均为60秒（可在线调整）；
3）在交通状况发生特殊情况时，可进行特殊处理：
K1为紧急情况处理键。
消防车、救护车通过时，按下K1建，关闭倒计时器，四个路口同时黄色灯闪烁5秒然后，转为红灯亮，只允许紧急车辆通过，K1建松开，交通控制回复正常；
K2、K3键分别为南北和东西方向车辆多时的特殊处理，功能自行定义。
K4键为复位键。
K5、K6键分别为交警人员根据现场情况对东西方向通行时间做出调整的自动加1和减1功能键。
K7键为暂停键。
按一次暂停，显示当前时间。
再按一次从调整好的时间开始显示并倒计时。
K8为夜晚至凌晨期间车辆较少情况处理键，所有方向黄灯闪烁并所有显示时间为六十。
1.2课题设计目的及意义
1）用来指导车辆和人群正确的通行，以减少交通事故的发生率。
2）系统有东西和南北方向车辆多的处理键，可减少交通道路拥挤情况发生。
3）系统有紧急情况处理键，可以为110,120,119,节约时间。
更好的服务人民群众。
4）交警人员根据现场情况对东西方向通行时间做出调整的自动加1和减1功能键。
可以更实时有效的调节灯，疏导交通。
5）K8为夜晚至凌晨期间车辆较少情况处理键，所有方向黄灯闪烁并所有显示时间为六十，期间车辆可以观察周围车辆情况，通过交通路口。
为夜间行驶车辆节约时间。
第2章系统总体方案选择与说明
2.1系统总体方案设计
该系统采用STC89C52单片机。
主要分为时钟震荡电路，指示灯电路，7段共阳极数码管显示电路和倒计时电路，按键电路。
图2-1系统设计总框图
2.2系统总体方案说明
时钟振荡电路和复位电路由单片机内部构成。
P1口连接六个模拟交通灯信号灯的发光二极管做指示灯显示电路。
P0口做数码显示管的段码，P2口做数码显示管的位码，两者结合构成数码显示管电路。
按键电路由P2口直接驱动，P2.5，P2.4做行线，P2.0-P2.3做列线，构成4*2矩阵键盘。
P3.7接蜂鸣器构成响铃电路。
第3章硬件电路设计
3.1时钟振荡电路和复位电路
时钟振荡电路由单片机内部构成。
单片机外部引脚XTAL1，XTAL2分别接在晶振两端，XTAL1，XTAL2分别通过电容C1，C2后接地。
电容C1为30PF,C2为30PF。
图3-1时钟振荡电路接线图
复位电路由按键和一个上拉电阻R1，下拉电阻R2和电容C3构成。
按下按键，系统复位，同时C3充电。
其中C3和R2构成放电释放通道，是保护电路。
C3为22uF,R1,R2为10K。
图3-2复位电路接线图
3.2交通灯指示灯电路模块
3.2.1指示灯
该交通灯系统采用六个发光二极管来模拟东西方向和南北方向交通指示灯情况。
每个方向都有红绿黄三个灯。
D1，D2，D3为东西方向红绿黄灯，D4，D5，D6为南北方向红绿黄灯。
P1口通过各指示灯与上拉电阻相连。
各指示灯的点亮顺序和倒计时的时间由单片机扫描按键和调用程序来实现控制。
表2-1P1口各I/O口与指示灯的对应情况
P1口各I/O口与指示灯的对应情况
东西方向
南北方向
P1.0
红灯
P1.5
红灯
P1.1
绿灯
P1.6
绿灯
P1.2
黄灯
P1.7
黄灯
图3-3指示灯电路接线图
3.2.2各交通灯正常状况下转换表
上电后，东西南北方向所有黄灯闪烁5秒后，东西方向绿灯亮30秒并进入倒计时。
南北方向红灯亮35秒并进入倒计时。
当东西方向红灯熄灭同时，南北方向黄灯闪烁5秒，结束后，切换成南北方向绿灯亮30秒并进入倒计时，东西方向红灯亮35秒并进入倒计时，当南北方向红灯熄灭同时，东西方向黄灯闪烁5秒，结束后，切换成东西方向绿灯亮30秒，南北方向红灯亮35秒南北方向，黄灯闪烁。
表2-2各交通灯正常状况下转换表
状态
东西方向
南北方向
红灯
绿灯
黄灯
注释
红灯
绿灯
黄灯
注释
1
灭
灭
亮
通行提示
灭
灭
亮
通行提示
2
亮
灭
灭
红灯亮
黄灯闪烁
灭
亮
灭
绿灯亮
3
亮
灭
闪烁
灭
灭
灭
全灭
4
灭
亮
灭
绿灯亮
亮
灭
灭
红灯亮
黄灯闪烁
5
灭
灭
灭
全灭
亮
灭
闪烁
3.37段共阳极数码管显示电路
7段共阳极数码管显示电路分段码和位码两部分。
P0通过电阻接段码，位选通过9015和电阻连接P2口的高4位。
四个显示管都共用段码，用STC89C52单片机的P0口送数码管的段码，紧接着用P2口给数码管送位码。
通过这种方法，逐步的给4个数码管送段码、位码，实
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