交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-14 07:27 本頁(yè)面
【正文】 串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。 單片機(jī)在人類(lèi)生活中的應(yīng)用自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類(lèi)生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛(ài)。單片機(jī)將使人類(lèi)生活更加方便、舒適、豐富多彩。 綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于 ，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專(zhuān)三 3 數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟 件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命 。 由單片機(jī)控制的交通燈 ， 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，和交通設(shè)施的日益健全，對(duì)交通的維持交通秩序的功能有了越來(lái)越高的要求，要求交通燈必須有一定的反饋功能，和計(jì)時(shí)功能。 2 系統(tǒng)總體方案及設(shè)計(jì) 總體方案 本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)復(fù)雜的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。本模擬交通信號(hào)燈系統(tǒng)利用 AT89C51 單片機(jī)作為核心元件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈對(duì)路面交通的智能控制。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車(chē)輛停車(chē)等待時(shí)間不合理、緊急車(chē)輛通行等問(wèn)題。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。 設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能：復(fù)雜的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，分東西道和南北道，設(shè)東西道為 A 道，南北道為 B 道。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定： A 道放行時(shí)間為 2min， B 道放行時(shí)間為 ；綠燈放行，紅燈停止；綠 燈轉(zhuǎn)紅燈時(shí)，黃燈亮 2s。 當(dāng)一道有車(chē)而另一道無(wú)車(chē)時(shí)，交通燈控制系統(tǒng)能立即讓有車(chē)的車(chē)道放行。 當(dāng)有緊急車(chē)輛（如 1 11 119 等急救車(chē)）要求通過(guò)時(shí)，此系統(tǒng)應(yīng)能禁止普通車(chē)輛通行，路口的信號(hào)燈全部變紅，以便讓緊急車(chē)輛通過(guò)。假定緊急車(chē)輛通過(guò)時(shí)間為 2s，緊急車(chē)輛通過(guò)后，交通燈恢復(fù)先前狀態(tài)。 交通燈 分析 首先，了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設(shè)一個(gè)十字路口如圖 2 所以，為東西南北走向。初始狀態(tài) 0 時(shí)東西南北四個(gè)方向都 是紅燈亮。然后轉(zhuǎn)狀態(tài) 1 東西綠燈亮，南北 紅燈亮。一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，東西 綠燈滅，黃燈閃 ，南北 還是紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài) 3，南北 綠燈亮 ，東西 紅燈亮。過(guò)一段時(shí)間后轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，南北 綠燈滅，黃燈 閃，東西 還是紅棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專(zhuān)三 4 燈。再一段時(shí)間后，又循環(huán)至狀態(tài) 1。正常情況下從狀態(tài) 1 到狀態(tài) 4 按照設(shè)定的時(shí)間循環(huán)。當(dāng)有緊急車(chē)輛（如 1 11 119 等急救車(chē)）要求通過(guò)時(shí)，此系統(tǒng)能夠設(shè)定為狀態(tài)0，禁止普通車(chē)輛通行，路口的信號(hào)燈全部變紅，以便讓緊急車(chē)輛通過(guò)。列出交通信號(hào)燈的狀態(tài)表如表 1 所示（其中， 1 代表燈亮， 0 代表燈滅）。 圖 2 十字路口示意圖 表 1 交通信號(hào)燈的狀態(tài)表 狀態(tài) 東 西 南 北 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 0 001 001 001 001 1 100 100 001 001 2 010 010 001 001 3 001 001 100 100 4 001 001 010 010 對(duì)于交通信號(hào)燈來(lái)說(shuō)，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號(hào)燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機(jī)內(nèi)部的 I/O 口上的 P1口中的 6 個(gè)引腳即可來(lái)控制 6 個(gè)信號(hào)燈。通過(guò)編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的控制，來(lái)模擬交通 信號(hào)燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會(huì)按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通過(guò)延時(shí)時(shí)間送顯，可以在原有的交通信號(hào)燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加倒計(jì)時(shí)顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。 棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專(zhuān)三 5 當(dāng)有緊急車(chē)輛（如 1 11 119 等急救車(chē)）要求通過(guò)時(shí)，此系統(tǒng)能夠設(shè)定為狀態(tài)0，禁止普通車(chē)輛通行，路口的信號(hào)燈全部變紅，以便讓緊急車(chē)輛通過(guò)。 單片機(jī)選擇及參數(shù) 這次設(shè)計(jì)用到了 AT89C51 單片機(jī)。采用這款芯片及克服了采用 8031 需要添加外部外部程序存儲(chǔ)器導(dǎo)致電路復(fù)雜的缺點(diǎn)，又克服了采用 8751 導(dǎo)致電路制作成本高的缺點(diǎn)。 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單
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