智能交通灯设计与实现.docx
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智能交通灯设计与实现
智能交通灯设计与实
现
RevisedonNovember25,2020
辽宁工程技术大学
集成电路EDA技术课程设计报告
题目:
智能交通灯设计与实现
指导教师：
李淑艳
院（系、部）:
电子与信息工程学院
专业班级：
电子09—2
学号：
姓名:
穆加林
日期：
智能交通灯设计与实现
摘要：
智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行，实现红、黃、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题。
在城乡街道的十字交义路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黃、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黃灯亮，表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮，表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黃、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口城乡交通管理自动化。
本文为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。
分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硕件设汁方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
关键词：
交通信号灯单片机
1.技术指标
1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交义路口的车辆交替运行。
2）每次绿灯变红灯时,要求黃灯先亮5S,才能变换运行车辆。
3）东西方向、南北方向车道除了有红、黃、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。
4）同步设置人行横道红、绿灯指示。
5）考虑到特殊车辆情况，设置紧急转换开头。
2.智能交通灯的方案选择
1）智能交通灯的研究现状
其实，用红黄绿三色来作交通讯号和人的视觉机能结构和心理反应有关。
我们的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞。
杆状细胞对黄色的光特别敏感，三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。
山于这种视觉结构，人最容易分辨红色与绿色。
虽然黃色与蓝色也容易分辨，但因为眼球，对蓝光敬感的感光细胞较少，所以分辨颜色，还是以红、绿色为佳。
颜色也有活动的含意，要表达热或剧烈的话，最强是红色，其次是黃色。
绿色则有较冷及平静的含意。
因此，人们常以红色代表危险，黃色代表警觉，绿色代表安全。
而且，由于红光的穿透力最强，其他颜色的光很容易被散射，在雾天里就不容易看见，而红光最不容易被散射，即使空气能见度比较低，也容易被看见，不会发生事故。
所以我们用红色表示禁止。
2）智能交通灯的设计方案
针对道路交通拥挤，交义路口经常出现拥堵的情况。
利用单片机控制技术提出了软件和硬件
由于AT89S51单片机自单带有2计数器，6个中断源，能满足系统的设计要求。
用单片机设计不但设计简单，而且成本低，用其设计的交通灯也满足了要求，所以本文采用单片机设讣交通灯，系统构图如图1所示：
图1系统结构框图
3.智能交通灯方案的实现
根据设汁任务和要求，可画出该控制器的原理框图，为确保十字路口的交通安全，往往都采用交通灯自动控制系统来控制交通信号。
其中红灯亮，表示禁止通行；黃灯亮表示暂停；绿灯亮表示允许通行。
1）控制器的系统框图如图2所示
图2交通灯控制器系统框图
2）电路图
智能交通灯电路图如图3所示。
3）智能交通灯系统的组成
交通灯系统山四部分组成：
车检测电路，信号灯电路，时间显示电路，紧急转换开关。
4）工作原理
十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。
有一个主干道和一个支干道的十字路口如图3-1所示。
每边都设置了红、绿、黃色信号灯。
红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黃灯亮儿秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。
I、信号灯电路
信号灯用来显示车辆通行状况，下面以一个十字路口为例，说明一个交通灯的四种状态见图5。
每个路口的信号的的转换顺序为：
绿一一〉黃一一＞红，绿灯表示允许通行，黃灯表示禁止通行，但已经驶过安全线的车辆可以继续通行，是绿灯过渡到红灯提示灯。
红灯表示禁止通行，绿灯的时间为20秒，红红最短时间为25秒，黄灯时间为5秒。
II、时间显示电路
在交通信号灯的正上方安装一个可以显示绿灯通行时间，红灯等待时间的显示电路，采用数码管显示电路是一种很好的方法。
山于东往西方向和西往东方向显示的时间相同，南往北方向和北往南方向显示的时间也相同，所以只需要考虑四位数码管显示电路，其中东西方向两位，南北方向两位，两位数码管可以时间的时间为0-99秒完全可以满足系统的要求。
4.智能交通灯方案的仿真图
五•结束语:
1、能实现的功能
交通灯的状态转换和计时时间的显示，基本能实现甲、乙道路直行和转弯灯的显示功能。
2、不足之处
设讣过程中用的芯片太多。
传统的定时交通灯控制还是起到了一定的作用，但随着社会的高速发展，城市化日益完善，车的数量必然增多，给交通的压力也增大，这是传统的交通控制等已经无法满足现在的通行状况，功能还不够完善。
交通灯红、黃、绿时间还不能按交通紧松完成手控调整，软件编写实现功能还不能很好控制硕件。
通过这次设计，掌握了对Proteus的基本使用方法，掌握了一些单片机的使用及构造知识，对单片机有进一步的认识。
设计中遇到的问题也可以通过自己的查询和同学的帮助解决，锻炼了自己的独立思维能力和动手动脑能力。
要有一个明确的H标和一颗团结合作的心，还要保持一个良好的心态，才能把设计
做得更好！
参考文献：
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陈大钦主编
《电子技术基础实验》
高等教育出版社2004年
2、
陈梓城主编
《电子技术实训》
机械工业出版社2003年
3、
吴黎明主编
《单片机原理及应用技术》
科学出版社2003年
4、
李学海主编
《标准80C51单片机基础教程》
北京航空航天大学出版社2006年
5、
刘乐善主编
《微型计算机接口技术及应用》
华中科技大学出版社2004年
附录：
附智能交通灯控制程摩:
ORG0000H
ABIT
EQU
20H
;用于存放南北十位数
BBIT
EQU
21H
;用于存放南北十位数
CBIT
EQU
22H
；用于存放东西十位数
DBIT
EQU
23H
；用于存放东西位数
TEMPIEQU24H;用于存放第一二南北状态要显示的时间
TEMP2EQU25H;用于存放第一二东西状态要显示的时间
TEMP3EQU26H;用于存放第三第四南北状态要显示的时间
TEMP4EQU27H;用于存放第三第四南北状态要显示的时间
LJMPMAIN
CLR
CLR;南北通行，东西禁止通行
CLR
CLR
MOVPl,#OFFH;清除先前状态
MOVP2,#OFFH
CLR
CLR
CLR;东西通行，南北禁止通行
CLR
ORG0100H;初始情况
MOVPl,#OFFH
MOVP2,#0FFH;灭所有灯
MOVTMOD,#55H;计数方式方式1
MOVTEMPI,#20;
MOVTEMP2,#25
MOVTEMP3,#25
STAR:
MOVPl,#OFFH
MOVP2,#0FFH;灭所有灯
MOVA,24H;将显示时间送A
CJNEA,#20,T40T;判断时间，选初始值
T20T:
;南北通行要显示的时间为20的讣数器初始值
CLRTFO;清TFO
CLRTF1;清丁扌1
MOVTH1,#OFFH;送20秒时的初始值
MOVTHO,#OFFH
MOVTLO,#OFCH
LJMPTEMP20;跳到20秒
TEMP20:
;TEMPI二20情况
SETBTRO;开始讣数
SETBTR1
CLR
CLR;南北通行，东西禁止通行
CLR
CLR
MOVTEMPI,#20;南北要显示的时间,
MOVTEMP2,#25;东西要显示的时间
STLOP:
ACALLDISPLAYl
;调用显示
DECTEMPI
;时间够一秒显示时间减1
DECTEMP2
MOVA,TEMPI
CJNEA,#0,NEXT
;若显示时间不为0保持现在状态
LJMPSTAR2
;若显示时间为0跳到第二状态
NEXT:
LJMPSTLOP
STAR2:
;状态1
SETB
CLR;南北黃灯，东西禁止通行
SETB
CLR
MOVTEMPI,#05;南北要显示的时间,
MOVTEMP2,#05;东西要显示的时间，
STL0P2:
DECTEMPI
DECTEMP2
;时间够一秒显示时间减1
CJNEA,#0,NEXT2;若显示时间不为0保持现在状态
JBTF1,T40
;判断南北是否多车
JBTFO,T40
;判断北南是否多车
MOVTEMPI,#20
;少车下次显示时间为20秒
LJMPSTAR3
;若显示时间为0跳到第三状态
NEXT2:
LJMPSTL0P2
SETBTR0;开始计数
SETBTR1
CLR
CLR;南北通行，东西禁止通行
CLR
CLR
MOVTEMPI,#20;南北要显示的时间,
MOVTEMP2,#25;东西要显示的时间
STL0P11:
ACALLDISPLAY1
;调用显示
DECTEMPI
DECTEMP2
;时间够一秒显示时间减1
MOVA,TEMPI
CJNEA,#0,NEXT11;若显示时间不为0保持现在状态
LJMPSTAR22
;若显示时间为0跳到第二状态
NEXT11:
LJMPSTL0P11
STAR22:
;状态1
SETB
CLR;南北黃灯，东西禁止通行
SETB
CLR
MOVTEMPI,#05;南北要显示的时间,
MOVTEMP2,#05;东西要显示的时间，
STL0P22:
ACALLDISPLAY1;调用显示
DECTEMPI;时间够一秒显示时间减1
DECTEMP2
MOVA,TEMPI
CJNEA,#0,NEXT22;若显示时间不为0保持现在状态
LJMPSTAR3;若显示时间为0跳到第三状态
NEXT22:
LJMPSTL0P22
STAR3:
MOVA,26H
CJNEA,#25,T40T1;判断时间，选初始值
T20T1:
;南北通行要显示的时间为20的计数器初始值
CLRTFO;清溢出位
CLRTF1
MOVTH1,SOFFH;给初值
MOVTL1,SOFCH
MOVTHO,#OFFH
MOVTLO,#OFCH
LJMPTEMP320
CLRTFO;
CLRTF1
MOVTH1,#OFFH;给初值
MOVTL1,#0F8H
MOVTHO,#OFFH
MOVTLO,#0F8H
LJMPTEMP340
TEMP320:
;状态三
SETBTRI;南北停止计数
SETBTRO;东西开始计数
CLR
SETB
CLR
SETB
CLR
SETB
CLR
MOVTEMP3,#25
;南北要显示的时间，
MOVTEMP4,#20
STLOP33:
;东西要显示的时间，
ACALLDISPLAY
;调用显示
DECTEMP3
DECTEMPI
;时间够一秒显示时间减1
MOVA,TEMP4
CJNEA,#0,NEXT33;若显示时间不为0保持现在状态
LJMPSTAR34
;若显示时间为0跳到笫四状态
NEXT33:
LJMPSTLOP33
STAR34:
；状态四
SETB
CLR
SETB
;东西黃灯，南北禁止通行
CLR
MOVTEMP3,#05
;南北要显示的时间，
MOVTEMP4,#05
STL0P34:
;东西要显示的时间，
ACALLDISPLAY
;调用显示
DECTEMP3
DECTEMP4
;时间够一秒显示时间减1
MOVA,TEMP4
CJNEA,#0,NEXT34;若显示时间不为0保持现在状态
JBTF1,T402
JBTF0,T402
MOVTEMP3,#25
NEXT34:
LJMPSTLOP34
TEMP340:
SETBTR1;南北停止计数
SETBTRO;东西开始计数
SETB;东西通行，南北禁止通行
CLR
SETB
CLR
SETB
CLR
SETB
CLR
MOVTEMP3,#25;南北要显示的时间，
MOVTEMPI,#20;东西要显示的时间，
STL0P43:
ACALLDISPLAY;调用显示
DECTEMP3;时间够一秒显示时间减1
DECTEMP4
MOVA,TEMP4
CJNEA,#0,NEXT43;若显示时间不为0保持现在状态
LJMPSTAR44;若显示时间为0跳到第四状态
NEXT43:
LJMPSTLOP43
STAR44:
;状态四
SETB
CLR
CLR
MOVTEMP3,#05
;南北要显示的时间，
MOVTEMP4,#05
;东西要显示的时间，
STL0P44:
ACALLDISPLAY
;调用显示
DECTEMP3
;时间够一秒显示时间减1
DECTEMP4
MOVA,TEMP3
CJNEA,#0,NEXT44;若显示时间不为0保持现在状态
JBTF1,T403
JBTFO,T403
MOVTEMP3,#25
LJMPSTAR
T403:
MOVTEMP3,#25
LJMPSTAR
NEXT44:
LJMPSTL0P44
；显示
DISPLAY1:
MOVA,TEMPI
;将南北要显示的数存放到A
MOVB,#10;B=10
DIVAB;A除以B商存A,余数B
MOVB_BIT,A
;将A放到20H
MOVA_BIT,B
;将8放到21H
MOVA,TEMP2
;将东西要显示的数存放到A
MOVB,#10
;B=10
DIVAB
；A除以B商存A,余数B
MOVC_BIT,A
;将人放到22H
MOVD_BIT,B
;将8放到23H
MOVDPTR,#NUMT;
MOVRO,#2;RO二2
DPLU:
MOVRl,#250;R1二250
DPL0P1:
MOVA,A_BIT;将南北要显示的10位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示南北10位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭南北10位数
MOVA,B_BIT;将南北要显示的个位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示南北个位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭南北个位数
MOVA,C_BIT;将东西要显示的10位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示东西10位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭东西10位数
MOVA,D_BIT;将东西要显示的个位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示东西东西位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭东西个位数
DJXZRl,DPLOP;循环扫描
DJXZR0,DPL1
RET;等待1秒返回
;显示
DISPLAY:
MOVA,TEMP3;将南北要显示的数存放到A
MOVB,#10
;B=10
DIVAB
；A除以B商存A,余数B
MOVB.BIT,A;将A放到20H
MOVA_BIT,B;将8放到21H
MOVA,TEMP4;将东西要显示的数存放到A
MOVB,#10
;B=10
DIVAB
；A除以B商存A,余数B
MOVC.BIT,A;将人放到22H
MOVD_BIT,B;将8放到23H
MOVDPTR,#NUMT;
MOVR0,#2
;R0=2
DPL1:
MOVRl,#250;R1=25O
DPLOP:
MOVA,A_BIT;将南北要显示的10位数送A
MOVCA,©A+DPTR;查表
MOVP0,A
;显示南北10位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭南北10位数
MOVA,B_BIT;将南北要显示的个位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示南北个位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭南北个位数
MOVA,C_BIT;将东西要显示的10位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示东西10位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭东西10位数
MOVA,D_BIT;将东西要显示的个位数送A
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVPO,A;显示东西东西位数
CLR
ACALLDIMS;延时IMS
SETB;灭东西个位数
DJXZRl,DPLOP;循环扫描
DJNZRO,DPL1
RET;等待1秒返回
DIMS:
MOVR7,#250;IMS延时程序
DJNZR7,S
RET;
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