毕业设计

基于单片机的交通信号的灯控制系统

一． 综合实训的主要内容 1.设计任务

设计一单片机控制的交通信号灯系统，模拟城市十字路口交通信号灯功能。

2.基本功能要求

2.1 交通信号控制

直行车道红黄绿灯控制、左行车道绿灯控制、人行横道红绿灯控制。 2.2 通行时间显示

数码管倒计时显示通行时间。 2.3 时间参数设置存储

按键实现通行时间的设置，并存储到EEPROM（24C02）芯片中。

二． 硬件方案设计与论证 1. 显示模块设计

1.1倒计时时间显示

设计思想：由于该系统要求完成倒计时显示通行时间的功能，且考虑到实际的交通系统中车辆及行人通行时间不会超过一分钟，基于以上原因，我们考虑完全采用数码管显示，四个路口分别采用一个二位共阴极数码管进行显示。（其实物图见附录1图5.3）

＋5V gfGNDaba aab bcc fgbdd 共阴极 共阳极 ceee dpffd·g g dpdpedGNDcdp （a）（b） 图2.1 数码管原理图

原理图分析：

为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管（a,b,c,d,e,f,g）加上一个小数点(dp)，共计8段，构成一个字节，通过对这八段给予高低平使二极管

导通或截止，从而显示不同的数字或字符。系统中所使用的是2位共阴数码管（实物图见附录），其管脚从左上方起顺时针依次为1,a,b,e,d,2,g,f,dp,c。 1.2 状态灯显示

设计思想：由于该系统要求完成状态灯显示的功能，我们把各个路口的红灯和黄灯设成直行和左拐两个通行方式所共有，也就是说，一个路口只需四个状态灯，一个直行通行的绿灯，一个左拐通行的绿灯，一个共有的红灯，一个共有的黄灯，人行横道采用红绿灯控制，综上所述，我们共使用16个LED绿灯，12个LED红灯，4个LED黄灯来完成状态灯显示功能。

2.控制模块设计

2.1 设计思想

由于本系统结构简单，实现较容易，不需要大量的外围扩展，所以我们采用STC89C51单片机作为主控制器，STC89C51单片机具有体积小，功耗低，控制能力强，价格低、扩展灵活，使用方便等特点，其最小系统由振荡电路、复位电路构成。 2.2 最小系统原理图

图2.2 单片机最小系统原理图

原理图分析：51单片机最小系统由复位电路，振荡电路组成。振荡电路使用11.0592MＨz高精度晶振，振荡电容选择30pF瓷片电容；复位电路采用RC电路。

3.存储模块

3.1 设计思想：系统掉电存储模块采用串行E2PROM，它是基于IIC总线的存储器件，遵循二线制协议，其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点。 3.2 24C02芯片原理图

管脚描述 ：A0A1A2引脚 器件地址选择

SDA引脚 串行数据/地址 SCL引脚串行时钟 WP 写保护

VCC电源 1.8~6V VSS 地

4．系统理论分析

4.1交通灯显示时序的理论分析

依次循环共分4种状态：南北方向直行通行、南北方向左拐通行、东西方向直行通行，东西方向左拐通行。

南北方向直行：南北段直行通行（绿灯）、东西段禁止（红灯），,此时，南北段人行道通行（绿灯），东西段人行道禁止（红灯），同时南北段和东西段方向的数码管分别从20s和30s（加上南北段左拐时间）开始倒计时，至最后5s时南北段绿灯变成黄灯闪烁；此后南北段左拐（左拐绿灯亮）通行、东西段禁止（红灯）10s，南北段、东西段人行道都禁止（红灯），同时南北段和东西段方向的数码管都从10s开始倒计时，至最后5s时南北段左拐灯变成黄灯闪烁；再后东西段直行通行（绿灯）、南北段禁止（红灯），东西段人行道通行（绿灯），南北段人行道禁止（红灯），同时东西段和南北段方向的数码管分别从20s和30s开始倒计时，至最后5s时东西段绿灯变成黄灯闪烁；最后东西段左拐（左拐灯亮）通行、南北段禁止（红灯）10s，东西段、南北段人行道都禁止（红灯），同时东西段和南北段方向的数码管都从10s开始倒计时，至最后5s时东西段左拐灯变成黄灯闪烁，即完成一次循环。 4.2 状态切换

系统中共设置了四种模式，分别为开始模式、延长通行时间模式、减少左拐时间模式、急停模式，这几种模式分别通过相应的按键进行切换。 开始模式：直行20s,左拐10s;

延长通行时间模式：直行40s，左拐20s; 减少左拐时间模式：直行40s,左拐10s

急停模式：当有紧急事故发生时，所有指示灯全变成红灯，禁止通行，数码管显示00.

4.3倒计时显示的具体实现

利用定时器中断，设置 TH0=TH1＝(65536-50000)/256，即每0.05秒中断一次。每到第20次中断即过了20*0.05秒＝1秒时，使时间的计数值减1，便实现了倒计时的功能。

4.4状态灯显示的实现方法