文档介绍：单片机仿真训练
---------------交通信号灯灯控制系统设计

院别:电气工程及自动化学院
专业班级:电信02-5班
姓名:
学号:02030131
指导老师:
交通信号灯控制系统设计
一、内容摘要:
除随着社会的经济的快速发展,人们生活水平的日益提高,繁忙的道路交通变得越来越受到广泛的重视,因此设计适当的交通灯电路对我们的生活息息相关。本系统以89C52单片机为核心,加上适当的驱动电路,数码管显示,红、黄、绿交通灯显示。本系统的特色是具有硬件调时功能与应对紧急事件功能,并且使用仿真软件模拟实现交通信号灯控制情况良好。
关键词:交通控制  交通灯定时器数码管
二、设计目的
在该设计中通过学生自主设计和调试某一简单实际系统,综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术等方面的知识,熟练掌握单片机仿真系统的使用方法,达到提高综合应用的能力,掌握单片机仿真系统设计过程和目的。
三、交通灯的控制系统基本工作原理
时间
设定
单片机
89C52
驱动
LED显示
数码管
显示
图1
四、总体方案设计
1、设计要求
A、设计基本要求
(1)采用89C52单片机控制交通信号灯
(2)以南北方向的交通灯为例,结合实际情况,控制红黄绿交通灯的亮和灭。
(3)红、黄、绿交通灯的亮和灭时间可调、软件可调。
B、设计提高要求
(1)采用LED数码管显示红灯或绿灯亮的剩余时间。
(2)按钮去控制红、绿灯亮的时间。
(3)控制东西和南北方向的红、黄、绿灯的亮和灭。
(4)控制系统的接线图和原理图采用PROTEL等专用绘图软件绘制。
2、总体设计思想
单片机选用美国Atmel公司生产的AT系列中的AT89C52芯片,信号灯选用红黄绿三种颜色的发光二极管,计时显示使用四位LED数码管。
本系统以89C52单片机为核心,加上适当的驱动电路,数码管显示,红、黄、绿交通灯显示。本系统的特色是具有硬件调时功能与应对紧急事件功能,并且使用仿真软件模拟实现交通信号灯控制情况良好。首先,我们经过对交通灯流程的分析,画出了交通灯的时序流程图(如图2所示),由流程图可以看出主干道的红黄绿交通灯与次干道的红黄绿交通灯存在以下逻辑关系:主干道绿灯+主干道黄灯=次干道红灯,次干道绿灯+次干道黄灯=主干道红灯。于是两条干道上的绿灯时间可调就可以满足两条干道的交通灯时间可调,在此,我门设定黄色交通灯时间固定为3秒,而主干道绿灯点亮为20秒,次干道绿灯点亮为15秒,这样我们只需要3个寄存器。控制简单方便。除了交通灯的正常流程以外,我们还外加了两个功能,在运行期间我们可以通过对两条干道绿灯的时间调节来调整整个交通灯的流程,在时间调整返回后,继续执行原来的流程,当上次的流程结束后便转入时间调整后的流程。另外一个功能是在遇到紧急交通情况下,两条干道上的红灯同时亮起,在紧急情况结束之后,交通灯返回原来的流程继续执行。总体的交通信号灯控制系统电路原理图如后面附图示。
连线说明
本课程设计所设计的是道路交通灯,设计要求是一共有四组红黄绿灯,为了更好的仿真实际生活中的交通灯,我们采用如图3所示的方式来布局设计我们的交通信号灯。G代表绿色,Y代表黄色,R代表红色。
图3
每组还有一组两组的LED显示灯显示剩余时间,南北方向的时间为20秒而东西方向的时间为15秒,时间是可以随意设置的,这里我们设定的时间较短是为了很快的见到效果,更好的模拟现实中交通灯的实际情况,这个时间是可以通过软件和硬件进行调节的。我们这里共用了六个按键,、、、、、RST口,RST的功能为复位,,,,,、退出时间调节和紧急情况。
交通灯电路的设计,我们共用了12个交通灯,、、、、、,考虑到南北路上的六个灯其中两两相同,于是我们可以让其中各条路上的红黄绿交通灯两两并联,电路图如图4所示。
图4
对于显示模块,我们共采用四块共阴极数码管来分别显示两条路上的时间,我们分别用P0口控制数码管的数据输入、用P2口的高四位控制数码管的选种。由于小数点不需要,。为了使数码管的亮度更亮,-,代替驱动器件来驱动数码管。接线图如图5所示。
晶振电路连接为:由89C52上的XTAL1和XTAL2连接晶体振荡器,利用RST作为复位电路; 端接+5的直流电源,GND端接公共端,即接地