单片机课程设计交通灯设计

课程设计（论文）任务书学院：电气工程学院

题目：基于单片机的

交通灯控制

起止时间2016年8月20日至2016年9月9日

学生姓名：abc

专业班级：本13电力05班

指导教师：ABC

系主任：ABC

院长：ABC

2016 年8月20日

摘要

当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。

中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。

关键词：单片机闯红灯检测车流量

abstract

Today, the traffic lights installed in each crossing, vehicle to ease the traffic has become the most common and most effective means. But the technology has already appeared in nineteenth Century.

In 1858, the main street in London to install a gas-fired light red, blue and white mechanical wrench style lights, for directing traffic carriage. This is the world's first traffic signal lights. In 1868, British Mechanical Engineer Nait in the London District of Westminster square in front of the parliament building, installed the world's first gas lights. It consists of red and green with two rotary Square Glass Lantern, red means "stop", "Green said that". In January 2, 1869, the gas explosion, so that the police were injured, was canceled.

Electric start traffic lights appear in the United States, the red and green traffic lights from yellow circular optical components, a tower installation began in 1914 in New York City, the 5 Avenue. Red light means "stop", the green light indicates "passage"".

In 1918, there was a control of traffic lights and infrared lights. With the control of traffic lights, a pressure detector is an underground, a vehicle near the red light turns green; the other is using a megaphone to start the red lights, the driver in the red press the horn, makes the light changes from red to green. Infrared traffic lights when pedestrians on the road to the pressure sensitive, it can be aware that someone is going to cross the road. Infrared beam can put the red light of the red light for a period of time, delay the release of the car, so as to avoid traffic accidents.

The emergence of the signal light, so that traffic can be effectively controlled, to ease traffic flow, improve the capacity of road traffic, reduce traffic accidents have obvious effect. In 1968, the United Nations "road traffic and road signs signal agreement" on the meaning of a variety of signal lights are provided. Green light is the traffic signal, in the face of the green light of the vehicle can be straight, left and right turn, unless another sign prohibits a certain kind of. Left and right turn vehicles must be allowed to legally cross the road in the intersection of vehicles and pedestrians crossing the road pedestrian priority. Red light is a no line signal, in the face of the red light of the vehicle must be at the intersection of the parking lot after the car park. Yellow light is a warning signal, in the face of yellow lights of the vehicle can not cross the parking line, but the vehicle is very close to the parking line and can not safely stop when you can enter the intersection. With the development of economy, there are some problems which are difficult to be solved by the traditional methods. Road congestion is becoming more and more serious, resulting in the increasing economic losses, and has maintained a large proportion of growth. Nowadays transportation system can not meet the needs of economic development. Due

to the improvement of living standards, people are

The whole and service level put forward higher requirements. The management of the introduction of single chip control traffic lights instead of traffic services at the intersection in the traffic, help to improve traffic safety, improve traffic management service quality. And to a certain extent, as much as possible to reduce the economic losses caused by road congestion, but also reduces the labor intensity of the staff.

With the increasing number of vehicles in China, traffic control plays an increasingly important role in the traffic management in the future. Intelligent traffic lights management than the rehabilitation of a road no matter in economy, traffic operation rate has a very good efficiency, more conservation of resources. The traffic management personnel have paid more attention to the management of the whole city traffic control, bring greater economic and social benefits, play a greater role to create a better image of city traffic.

Key words: single chip running red light detection traffic flow

目录

一、设计目的 (9)

二、设计任务和要求 (9)

三、设计原理分析 (9)

四、硬件资源及其分配 (10)

五．硬件图 (13)

六、程序框图 (14)

七、程序 (15)

:八、调试运行 (20)

九、仿真截图 (20)

十、参考文献 (22)

十一、设计心得体会 (23)

一、设计目的

1、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。

2、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器及中断的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。

二、设计任务和要求

任务：设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统

要求：利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并用LED灯显示倒计时间。1、东西绿灯亮，南北红灯亮2、黄灯亮3、东西红灯亮，南北绿灯亮

三、设计原理分析

1、首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如上图所以，

为东南西北走向。初始状态0：为东西绿灯亮，南北红灯亮；然后转状态1：东西绿灯亮黄灯亮，南北红灯亮黄灯亮；过后转状态2：东西红灯亮，南北绿灯亮；再转状态3：东西红灯亮黄灯亮，南北绿灯亮黄灯亮。一段时间后，又循环至状态0。中间可通过中断按钮产生中断，跳入中断程序执行中断。

2、对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了，因此，采用单片机内部的

I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。

3、通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。

4、通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。

5．通过脉冲中断编写中断程序，可实现中断。

四、硬件资源及其分配

主要用到的硬件：P1口、P3口、LED数码管、LED发光二级管、定时器T0

硬件分配：

2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,数据(倒计时时间)从RXD端输入,TXD端输出。

3、LED发光二极管用来显示灯亮情况。

4、定时/计数器T0用来产生1秒的定时

5．Led显示器十位与p0相连接，个位与p2连接用来显示时间，下面是LED显示接口及原理。

1 LED是发光二极管的英文缩写，LED显示器是由发光二极管构成的，它在单片机中的应用非常普遍。通常所说的LED显示器由7个发光二极管组成，其排列形状如图所示。此外，显示器中还有一个圆点型发光二极管以dp表示，用于小数点表示。通过七个发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。LED显示中的发光二极管共有两种连接方法:

2 共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接+5V。这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不亮。

3共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接地。这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不亮。

4 控制数码管驱动级的控制电路有静态式和动态式两类：

5 静态驱动：它是指每个数码管都要用一个译码器译码驱动。

6动态驱动：它是所的数码管使用一个专门的译码驱动器，使各位数码管逐个轮流显示，它的扫描速度极快，因此显示效果与静态驱动相同。

7采用动态数码管显示，可以大幅度地降低硬件成本和电源的功耗，因为某一时刻只有一个数码管工作，就是所谓的分时显示，显示所需要的硬件电路可分时复用。

共阴极共阳极符号与引脚

如表1为共阳极与共阴极的代码表

表1 十六进制数字形代码表

五．硬件图

六、程序框图

1、主程序框图

2. 中断服务程序框图

七、程序

#include

#define port1 P0

#define port2 P2

sbit green1=P1^0;

sbit red1=P1^1;

sbit yellow1=P1^2;

sbit green2=P1^3;

sbit red2=P1^4;

sbit yellow2=P1^5;

unsigned char flag=0;

unsigned char mun=30;

unsigned char code

tab[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,

0x7 F,0x6F};

void init_timer0(void)

{

TMOD=0x01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

ET0=1;

EA=1;

TR0=1;

}

void display(unsigned char x) {

unsigned char m,n;

m=x/10;

n=x%10;

port1=tab[m];

port2=tab[n];

}

void init(void)

{

P1=0x00;

init_timer0();

}

void main()

{ init();

while(1)

{ do

{

display(mun);

green1=1;

red1=0;

green2=0;

red2=1;

}

while(mun!=3); do

{

if(mun==3)

{

yellow1=1;

yellow2=1;

}

display(mun);

}

while(mun!=0);

if(mun==0)

{

mun=30;

yellow1=0;

yellow2=0;

}

do

{

display(mun); green1=0;

red1=1;

green2=1;

red2=0;

}

while(mun!=3); do

{

if(mun==3)

{

yellow1=1;

yellow2=1; };

display(mun);

}while(mun!=0);

if(mun==0)

{

mun=30;

yellow1=0;

yellow2=0;

}

}

}

void timer(void) interrupt 1 using 1 {

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

flag++;

if(flag==20)

{

flag=0;

mun--;

}

}:

八、调试运行

1、接硬件图接线，为了确保东西南北红黄绿灯能够对应显示，实验时，对P1口的接线做了调整。即，P1.0接绿灯,P1.1接黄灯,P1.2接红灯,P1.3接绿灯,P1.4接黄灯,P1.5接L3红灯

2、从0100H单元开始连续运行，观察六个LED灯是否与交通显示情况对应，如果有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。

3、调试完灯的显示后，从0100H开始连续运行，观察数码管显示的是否正常，如果不正常，则运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。

4、整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满足要求。

九、仿真截图