文档介绍：基于AT89C51单片机的 交通灯控制系统设计
项目概述
项目要求
系统设计
硬件设计
软件设计
系统仿真及调试
项目概述
随着微控技术的口益完善和发展,单片机的应用不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。它在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛的应用,极大地提高了这些领域的技术水平和自动化控制。同时,伴随着我国经济的高速发展,私家车、公交车的增加,无疑会给我国的道路交通系统带来沉重的压力,很多大城市都不同程度地受到交通堵塞问题的困扰。下面以AT89 C51单片机为核心,设计出以人性化、智能化为目的的交通灯控制系统。
本项目主要从单片机应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用来控制过往车辆的正常化运作。
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项目要求
用AT89C51单片机控制一个交通灯系统,晶振采用12 MHz。设A车道与B车道交叉组成十字路口,A车道是主干道,B为支道。设计要求如下:
(1)用发光二极管模拟交通信号灯;
(2)正常情况下,A, B两车道轮流放行,A车道放行50 s,另有5s用于警告;东西南北车道放行30 s,另有5s用于警告;
(3)在交通繁忙时,交通信号灯控制系统应有手控开关,可人为地改变信号灯的状态,以缓解交通拥挤状况。在B车道放行期间,若A车道有车而B车道无车,按下模拟开关K1使A车道放行15s;在A车道放行期间,若B车道有车而A车道无车,按下模拟开关K2使B车道放行15s。
(4)有紧急车辆通过时,按下开关K3使A, B车道均为红灯,禁止通行20s。
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系统设计
交通灯控制系统主要控制A, B两车道的交通,以AT89C51单片机为核心芯片,通过控制三色LED灯的亮灭来控制各车道的通行;另外通过3个按键来模拟各车道有无车辆的情况和有紧急车辆的情况。根据设计要求,制定总体设计思想如下:
正常情况下运行主程序,采用0. 5s延时子程序的反复调用来实现各种定时时间。
一个车道有车而另一个车道无车时,采用外部中断1执行中断服务程序,并设置该中断为低优先级中断。
有紧急车辆通过时,采用外部中断0执行中断服务程序,并设置该中断为高优先级中断,实现二级中断嵌套。
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系统设计
基于AT89C51单片机的交通信号控制系统由电源电路、单片机主控电路、按键控制电路和道路显示电路几部分组成,。
通过学习和查阅资料,本项目需掌握和了解如下知识:
+5 V电源原理及设计。(见附录A)
单片机复位电路工作原理及设计。
单片机晶振电路工作原理及设计。
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系统设计
按键电路工作原理及设计。
驱动电路74 LS07的特性及使用。
LED的特性及使用。
AT89C51单片机引脚。
单片机汇编语言及程序设计。
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硬件设计
用12只发光二极管模拟交通信号灯,以AT89 C51单片机的P0控制这12只发光二极管,由于单片机带负载的能力有限,因此,在P0口与发光二极管之间用74 L507作驱动电路,P0口输出低电平时,信号灯亮;输出高电平时,信号灯灭。在正常情况和交通繁忙时,A, B两车道的6只信号灯的控制状态有5种形式,。分别以按键K1, K2模拟A,B车道的车辆检测信号,开关K1按下时,A车道放行;开关K2按下时,B车道放行;开关K1和K2的控制信号经异或取反后,产生中断请求信号(低电平有效),通过外部中断1向CPU发出中断请求;因此产生外部中断1中断的条件应是: ,可用集成块74 LS266(如无74LS266,可用74LS86与74 LS04组合代替)来实现。
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硬件设计
采用中断加查询扩展法,可以判断出要求放行的是A车道(按下开关K1)还是B车道(按下开关K2)
以按键K3模拟紧急车辆通过开关,当K3为高电平时属正常情况,当K3为低电平时,属紧急车辆通过的情况,直接将K0信号接至( P3. 2)脚即可实现中断0中断。
综上所述,可设计出基于AT89 。
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软件设计
主程序采用查询方式定时,,从而获取交通灯的各种时间。子程序采用定时器1方式1查询定时,定时器定时50ms,R3寄存器确定50 ms循环10次, s的延时时间。
有车车道放行的中断服务程序首先要保护现场,因需要用到延时子程