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毕业设计（论文）-基于AT89S52的交通灯控制器
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3秒自动关闭窗口基于AT89C51的交通灯控制系统设计
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基于AT89C51的交通灯控制系统设计
摘要：本文设计了一种基于单片机芯片的交通信号灯控制系统该系统除具有控制功能外，增加了现场实时控制及交通信号灯故障检测功能，提高了的智能化、可靠性和实用性，可有效提高交叉口的车辆通行能力。本文引用地址：
如今，红绿灯安装在各个路口，成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。这一技术但是，随着社会的不断进步，传统的的缺陷也日益出现，其设计过于死板，红绿灯交替变换时间过于程式化，达不到道路的最大通行效率是最明显的问题。
文中研究的是以AT89C52单片机为控制器的交通灯控制系统，该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆(119、120等)自动放行;通过车辆检测电路采集路况信号，经单片机处理后，分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节，LED数码管显示通行倒计时;系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。
1 交通控制系统的总体框图设计及原理
该交通灯控制系统用单片机直接控制信号灯的状态变化，接入的LED数码管就可显示倒计时以提醒行使者。本系统在此基础上加入了违规检测电路和车流量检测电路为单片机采集数据，同时接上蜂鸣器。本设计以单片机为控制核心，连接成最小系统，由车流量检测模块、违规检测模块和按键设置模块等产生输入，信号灯状态模块、LED倒计时模块和蜂鸣器状态模块接受输出。系统的总体框图如图1所示。
2 系统硬件总电路构成及工作原理
本设计选用AT89C52单片机及外围器件构成最小控制系统，12个发光二极管分成4组红绿黄三色灯构成信号灯指示模块，8个LED东西南北各两个构成倒计时显示模块，车流量检测传感器采集流量数据，光敏传感器捕获违规信号，若干按键组成时间设置和模式选择按钮和紧急按钮等，以及用1个蜂鸣器进行报警。
系统硬件电路构成：单片机为核心，组成一个集车流量采集、处理、自动控制为一身的闭环控制系统。系统硬件电路由车流量检测电路、单片机、违规检测电路，状态灯，LED显示，按键，语音提示器组成。其具体的硬件电路总图如图2所示。
其中P0，P2用于送显两片LED数码管，P1用于控制红绿黄发光二极管，XTAL1和XTAL2接入晶振时钟电路，RESET引脚接上复位电路，P3.3即INT1接违规检测电路和P3.2即INT0接紧停/东西时间设置键J，P0.6，P0.7接车流量检测电路，P3.6接南北时间设置键S，P3.7接自动模式选择/返回键F，P3.4接语音提示器。系统上电或手动复位后，系统等待模式选择设置键按下，模式分两种：红绿灯时间自动和红绿灯时间设置。若此时F键按下，则为自动模式，若此时按下的是S键，则为时间设置模式，依次按S若干次，J键若干次可设置好两个方向的红绿灯时间，再按F键确认。其实这个过程就是将存储时间值的寄存器进行设置，以及标志是否要进行车流量检测及调整。
接下来，系统必须先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1口，将要显示的时间值送显P0口和用P2口来选通LED数码管的显示导通，在此同时以50 ms为周期，用软件方法计时1 s，到达1 s就要将时间值减1，刷新LED数码管。
时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，开启两个外部中断，其一为违规信号或禁停信号输入，一旦信号有效，中断开始，进入中断服务子程序，开启蜂鸣器禁止全部通行，当按下F键，中断结束返回。其二为车流量检测信号输入，若检测到车辆经过，进入相应的中断子程序，将存储车流量的计数器加1，然后中断结束返回。
3 各控制模块
3.1 车检测模块
本设计采用视频图像的车流量检测，基本思想是视频图片中每条车道上设置一个固定区域作为虚拟的检测线，对该区域内图像进行处理，完成对车辆信息的获取，车流量检测工作原理图和车流量检测图分别如图3和图4所示。
3.2 信号灯模块
信号灯用来显示车辆通行状况，对于一个十字路口，每个路口的信号的的转换顺序为：绿&&&黄&&&红，绿灯的最短时间为20秒，最长时间为40秒，红灯最短时间为25秒，最长时间为45秒，黄灯时间为5秒。
3.3 时间显示模块
在交通信号灯的正上方安装一个显示绿灯通行时间，红灯等待时间的显示电路，采用数码管显示电路。由于东往西、西往东方向显示的时间相同，南往北、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，数码管连接方法如图6所示。
3.4 紧急转换模块
当有特殊车辆(如119、120)急需通行时，文中设计了紧急通行开关，当特种车辆到来时能自动关闭所有绿灯，让特种车辆通过。设计中特种车辆可采用红外线发生器为发信器，用实时中断来响应特种车的通行要求。红外接收器采用的是一体化红外接收器，具有灵敏度高和抗干扰能力强的性质。红外遥控接收电路原理框图如图7。
3.5 违规检测电路及模拟
在红灯和黄灯期间，车辆是禁行的，为了对那些违反规则的车辆进行检测，可使用超声波车辆传感器。但是，用于受到条件的限制，本系统设计中只是使用了普通光敏二极管。
基于单片机的多功能交通灯控制系统充分利用AT89S52单片机芯片的功能，提高了系统的可靠性和稳定性，系统设计简便、实用性强、操作简单、程序可靠，实现了各种情况下交通灯的正常指示和倒计时功能，应用此系统可简便灵活地通过遥控的方式调整十字路口的控制参数，使紧急车辆及时顺利通过，更重要的是本系统在此过程中还很好的完成了对交通灯的故障检测，有较强的实际应用价值。
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毕业设计-基于AT89S52单片机的简易十字路口交通灯设计 《单片机技术》课程设计说明书基于单片机的简易交通灯设计院、部: 电气与信息工程学院学生姓名: 方挣挣指导教师: 桂友超职称讲师专业: 电子信息工程班级: 电子 1004 班完成时间: 湖南工学院《单片机课程设计说明书》摘要对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。系统功能为:以MCS-51 系列单片机作为控制核心,设计并制作交通灯控制系统,东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人4 种通行指示灯,用计时器显示路口通行转换剩余时间,在特种车辆如119、120 通过路口时,系统可转为特种车辆放行,其他车辆禁止通行状态。在对系统功能分析的基础上,选择性能较优的LED 动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件部分包括单片机最小系统、交通灯显示二部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心,东西南北四个方向设置了LED 时间显示和交通灯显示,时间显示采用二位LED显示器,交通灯显示则采用红绿黄三种高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法,主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显子程序四部分。关键词:单片机; AT89S52; 交通灯湖南工学院《单片机课程设计说明书》ABSTRACTTraffic light control system based on SCM (Single Chip puter) isdesigned in this paper. System requires that MCS-51 series SCM is used as CPU.Traffic light control system should be designed and made .There are four groups lightwhich indicate to turn left, turn right, and go straight ahead and pedestrian access ineast, west, north and south four directions. Timer shows traffic conversion remaindertime.When special vehicles, such as 119,120 go through, the system can automaticallyallow special vehicles running and other vehicles is prohibited.Based on analysis of the system functions, three schemes areput forward .parison, LED dynamic cycle display scheme has better functions and it is selectedto be designed. The design includes hardware part and software part. Hardware hasthree parts .They are SCM system, LED time display, traffic lights. AT89S52 SCM isselected as control CPU. LED display and traffic lights are set in east, west, north andsouth four directions. Three LED monitors are used to show time. Highlight andred-green two clor traffic lights are used as traffic lights. Software is designed bymodule. It is divided into main program, timer interrupting service subroutine, LEDdisplay subroutine, traffic display subroutine.Key words:AT89S52 ;traffic light湖南工学院《单片机课程设计说明书》目录1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍.......................................................................11.1 设计课题任务与功能要求.................................................................................................11.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明.........................................................................12 设计课题硬件系统的设计...........................................................................................................22.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍........................................................................22.1.1 主控制系统模块.....................................................................................................22.1.2 按键电路.................................................................................................................22.1.3 流水灯电路..............................................................................................................32.1.4 数码管电路.............................................................................................................32.1.5 下载口电路..............................................................................................................43 设计课题软件系统的设计...........................................................................................................43.1 设计课题软件系统各模块功能简要介绍........................................................................43.1.1 数码管显示子程序..................................................................................................43.1.2 延时子程序..............................................................................................................53.1.3 主程序.....................................................................................................................53.1.4 初始化函数..............................................................................................................53.1.5 定时器 0 中断函数..................................................................................................53.1.6 定时器 1 中断函数..................................................................................................53.2 设计课题软件系统程序流程框图....................................................................................63.2.1 主程序流程图..........................................................................................................63.2.2 数码管显示函数流程图..........................................................................................63.2.3 定时器中断 0 函数流程图.....................................................................................83.2.4 定时器中断 1 函数流程图.....................................................................................94 设计结论及体会.........................................................................................................................104.1 设计课题的设计结论及使用说明...................................................................................104.2 设计课题的误差分析.......................................................................................................104.3 仿真结果图.......................................................................................................................114.4 实物结果图......................................................................................................................124.5 心得体会..........................................................................................................................16结束语.............................................................................................................................................17致谢.............................................................................................................................................18参考文献.........................................................................................................................................19附录 A.............................................................................................................................................20附录 B.............................................................................................................................................22附录 C.............................................................................................................................................23湖南工学院《单片机课程设计说明书》11 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 设计课题任务与功能要求设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”, 进入准备工作状态。按开始键则开始工作,按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,甲车道为主车道,每次通车时间为 60 秒,乙车道为次车道,每次通车时间为 30秒,要求黄灯亮 3 秒,并且 1 秒闪烁一次。有应急车辆出现时,红灯全亮,应急车辆通车时间 10 秒,同时禁止其他车辆通过。1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明本设计采用单片机以及其外部设备组成硬件电路,其中包括单片机、数码管显示器、按键。数码管的 P0 口接段控,P2 口接位控。键盘接在 P1 口上。除此之外还有晶振电路,复位电路,电源电路和下载口电路。方案设计框图如图 1 所示:图 1 系统设计框AT89S52晶振电路复位电路数码管显示驱动电路交通灯状态显示电路键控电路湖南工学院《单片机课程设计说明书》22 设计课题硬件系统的设计2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1 主控制系统模块图 2.1.1 主控制系统模块2.1.2 按键电路图 2.1.2 按键电路湖南工学院《单片机课程设计说明书》3按键电路的设计就是在一端公共接地,另一端通过上拉电阻接到 P1 口,当有按键按下,相应的口就会变成低电平,产生一个下降沿。2.1.3 流水灯电路图 2.1.3 流水灯电路流水灯电路直接挂接在单片机的 P3 口上,采用共阳接法。2.1.4 数码管电路图 2.1.4 数码管电路湖南工学院《单片机课程设计说明书》4数码管的段控口接在单片机的 P0 上,而位控口通过三极管接在单片机的 P2口上。2.1.5 下载口电路图 2.1.5 下载口电路下载口的 1 脚接 P1.5 口,2 脚悬空,3 脚接单片机的复位口,4 脚接 P1.7口,5 脚接 P1.6 口,6 脚接 vcc,7、8、9、10 脚接地。3 设计课题软件系统的设计3.1 设计课题软件系统各模块功能简要介绍3.1.1 数码管显示子程序显示函数主要完成数码管的动态显示,将相应的段控码送往 P0 口,相应的湖南工学院《单片机课程设计说明书》5位控码送往 P2 口。实现显示需要的字符信息。3.1.2 延时子程序其中包括延时 1ms 函数。延时函数在显示函数中用到,由于时间比较短,就采用纯软件的方法延时。3.1.3 主程序主函数是程序的入口,在主函数中一直键扫描,当没有键按下时一直保证显示 P 点。当 S1 键按下后,开启交通灯;当 S2 键按下后,关闭交通灯,当 S3 键按下后,是应急车道通车。3.1.4 初始化函数初始化函数主要是对定时计数器 0、定时计数器 1 的一些设置和中断的一些控制。3.1.5 定时器 0 中断函数函数是对交通灯主通道和次通道进行定时,以刷新数码管显示;还控制黄、绿、红灯的显示。3.1.6 定时器 1 中断函数此函数主要是对应急事件 10s 的定时,以及对主、次通道黄灯闪烁的定时控制。湖南工学院《单片机课程设计说明书》63.2 设计课题软件系统程序流程框图3.2.1 主程序流程图图 3.2.1 主程序流程图3.2.2 数码管显示函数流程图开始数据初始化显示P.S3是否按下启动交通灯S1是否按下S2是否按下数码管显示关闭交通灯开启应急事件YNY YN结束播放器加载中，请稍候...
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毕业设计（论文）-基于AT89S52单片机的城市交通灯设计
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