【正文】 專業(yè)課程設(shè)計 — 基于 51 單片機(jī)的交通燈設(shè)計 組員： 蔡余敏 、覃珍 、 李海浪、于小艷 （ 按字母順序 ） 學(xué)院： 電氣工程學(xué)院 班級： 10 自動化 3 班 指導(dǎo)教師： 王彩霞 1 摘 要 交通信號燈是城市交通安全、有序、快速運行的重要保障。本文提出了一種基于單片機(jī)的交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)模擬現(xiàn)實中十字路口的通行指示，倒計時和緊急 車輛強(qiáng)行通過等功能。采用 STC89C52 芯片為中心器件來設(shè)計交通燈控制電路，結(jié)合七段共陰極數(shù)碼管顯示時間的模塊，交通燈顯示模塊，晶振電路，復(fù)位電路以及按鍵電路等模塊組成。通過軟件仿真與硬件調(diào)試，實現(xiàn)紅、黃、綠燈燃亮?xí)r間以及雙位數(shù)碼管顯示倒計時，三種顏色燈交替點亮以及緊急情況下的中斷處理功能。本系統(tǒng)性價比高，實用性強(qiáng)，操作簡單，功能全面，有廣泛的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞 ： 交通信號燈 ； STC89C52單片機(jī)；緊急通行； 中斷處理 2 Abstract The traffic lights are an important guarantee of city traffic safety, order and rapid running. This paper presents a design scheme of traffic signal lamps control system, which is based on MCU. The system simulates the functions of the traffic indication, counting down and emergency vehicles passing at real crossroads. STC89C52 chip device is used as the center device to design the traffic lights control circuit, bined with mon cathode seven segments digital tube display time module, traffic lights display module, crystals circuit, reset circuit and key circuit modules. By software simulation and hardware debugging, the functions have been achieved, which include red, yellow, and green lights brightening, onoff digital tube displaying time countdown, as well as 3 kinds of color lamps lightening alternately and interrupt processing function of emergencies. This system is costeffective, strong practicability, simple operation, fully functional. It has a broad application prospect. Key words: traffic signal lamp。 MCU STC89C52。 emergency access。 interrupt processing 3 目 錄 摘要 ............................................................ 1 （一）總體設(shè)計思路 .............................................. 4 ................................................ 4 設(shè)計目的及思路 .......................................... 6 設(shè)計目的 ........................................... 6 設(shè)計思路 ........................................... 6 交通燈顯示時序及狀態(tài)轉(zhuǎn)換的理論分析 ...................... 7 （二）方案比較、設(shè)計與論證 ...................................... 7 總體設(shè)計方案 ........................................... 7 控制模塊選擇方案 ........................................ 8 電源模塊方案 ............................................ 9 ............................................ 9 倒計時顯示界面方案 ................................. 9 狀態(tài)燈顯示 ......................................... 9 （三）硬件設(shè)計 ................................................. 10 ................................... 10 STC89C52RC 單片機(jī)簡介 ................................. 11 ......................................... 15 時鐘電路 .......................................... 15 .......................................... 16 顯示電路 ............................................... 17 ....................................... 18 總電路圖 ................................................. 19 ................................. 21 （四）軟件設(shè)計 ................................................... 22 程序流程圖 ............................................. 22 ...................................... 22 ............................................... 23 （五）結(jié)果分析 ................................................. 35 ...................................... 35 的仿真結(jié)果 ................................ 35 .................................... 36 ： .............................. 39 ...................................... 41 （六）總結(jié) ..................................................... 43 （七）參考文獻(xiàn) ................................................. 44 （八） 附錄 ....................................................... 46 4 （一）總體設(shè)計思路 設(shè)計背景 自從 1858 年英國人，發(fā)明了原始的機(jī)械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會活動日益增加， 經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠， 交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對于交通疏導(dǎo)，提高道路導(dǎo)通能力，減少交通事故有顯著的效果。今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。 1868 年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩塊以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年 1 月 2 日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。 1914 年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，當(dāng)車輛接近時 ,紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。 5 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問題。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來越大，并一直保持大比例的增長?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。由于生活水平的提高，人們對交 通運輸?shù)陌踩约胺?wù)水平提出了更高的要求。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運輸?shù)陌踩?、提高交?