文档介绍：单片机原理及应用
课程设计报告书
题目: 城市道口交通灯控制系统设计
系别: 电子与信息工程学院
专业: 电子信息科学与技术
学号:
姓名:
指导老师:
设计时间: 2011年12月
电子与信息工程学院
目录
1. 引言 1
设计意义 1
系统功能要求 1
本组成员所做的工作 1
2. 方案设计 1
1
2
2
3. 硬件设计及原理说明 3
3
最小系统电路及介绍 3
3
4
5
4. 软件设计 5
5
5
6
5. 系统调试 8
8
8
8
8
6. 设计总结 9
10
8. 参考文献 10
9. 附录1源程序 11
实验图 20
作品实物图片 21
城市道口交通灯控制系统设计
近年来。随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新,在车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊的道路上,靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。在现代文明高速发展的社会,道路的高度发达使整个社会进步的速度得以进一步加快,交通灯的出现是社会大发民用工业下得必然产物。交通灯在道路事业中占有举足轻重的地位,它直接影响公路以及市区内的通车质量,所以城市道口交通灯控制系统的设计具有重大意义。
城市道口交通灯控制系统模型采用单片机作为主控制器,用于十字路口的车辆及行人的交通管理,每个方向既有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯,计时牌显示路口通行转换剩余时间。
三人合作讨论城市道口交通灯控制系统的原理与方案,然后确定实验板布局;柯善发——画原理图以及主要连线工作;周冬梅与王玲玲——负责实验报告的完成及基本的连线、焊接工作。
方案A:
采用标准AT89C52单片机作为控制器;显示倒计时显示采用3位LED数码管;左拐、右拐、直行及行人4中通行指示灯采用双色高亮发光二极管;LED显示采用动态扫描,以节约端口数。特种车辆通行采用实时中断完成,识别方法采用红外线发射及接受方案。按以上系统构架设计,单片机端口资源刚好满足要求。该系统具有电路简单,设计方便,显示亮度高,耗电较少,可靠性高等特点。
整个电路组成框图如图2-1所示。
上电复位
P1
P2
AT89C52
p0
INT1
P3 P3
南北通行灯(2组)
东西通行灯(2组)
3位LED显示器(4组)
列扫驱动
串口通信
119、120车辆监测
自动/手控键盘
图2-1 采用LED动态扫描的交通灯控制系统
方案B:
采用AT89C2051单片机作为控制器;通行倒计时显示采用16×16点阵LED发光管,左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯也采用16×16点阵LED发光管。该系统设计框架如图2-2所示。列驱动采用74LS595以实现串行端口扩展,行驱动采用4/16译码器74LS154动态扫描,译码器74LS154生成16条行选通信号线,再经过驱动器驱动对应的行线。每条行线上需要较大的驱动电流,应选用大功率三极管作为驱动管。这种设计方案的图案显示逼真,单片机占用端口资源少;缺点是需要大量的硬件,电路复杂,耗电量大,在模型制作中较少采用。
RED
TXD
单
片
机
I/O口
电源
行
驱
动
器
列驱动器74LS595
双色LED
显示点阵
(每个路口7个)
图2-2 采用16×16点阵LED发光管设计的交通灯控制系统
方案C:
采用AT89C2051单片机作为控制器,通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD液晶点阵显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少,硬件也少,耗电量也最小;虽然显示图案也很精美,但由于亮度太暗,晚上还得开背光灯,所以较少采用。
通过以上综合分析可以看出,方案A具有综合设计优点,因此城市道口交通灯控制系统采用方案A设计。
整套电路系统由控制系统模块、通行灯输出控制显示模块、时间显示模块和电源电路等组成。
主控制系统
主控制器采用AT89C52,是ATMEL公司生产的一款性能稳定的8位单片机。AT89C52具有1个8KB的Flash程序存储器,1个512字节的R