基于51單片機(jī)的交通信號(hào)燈系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(已修改)
2025-07-10 00:03 本頁(yè)面
【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的交通信號(hào)的燈控制系統(tǒng)一． 綜合實(shí)訓(xùn)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)一單片機(jī)控制的交通信號(hào)燈系統(tǒng)，模擬城市十字路口交通信號(hào)燈功能。 交通信號(hào)控制直行車道紅黃綠燈控制、左行車道綠燈控制、人行橫道紅綠燈控制。 通行時(shí)間顯示數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示通行時(shí)間。 時(shí)間參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ)按鍵實(shí)現(xiàn)通行時(shí)間的設(shè)置，并存儲(chǔ)到EEPROM（24C02）芯片中。二． 硬件方案設(shè)計(jì)與論證1. 顯示模塊設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想：由于該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)顯示通行時(shí)間的功能，且考慮到實(shí)際的交通系統(tǒng)中車輛及行人通行時(shí)間不會(huì)超過(guò)一分鐘，基于以上原因，我們考慮完全采用數(shù)碼管顯示，四個(gè)路口分別采用一個(gè)二位共陰極數(shù)碼管進(jìn)行顯示。（）共陰極共陽(yáng)極 數(shù)碼管原理圖原理圖分析：為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管（a,b,c,d,e,f,g）加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)(dp)，共計(jì)8段，構(gòu)成一個(gè)字節(jié)，通過(guò)對(duì)這八段給予高低平使二極管導(dǎo)通或截止，從而顯示不同的數(shù)字或字符。系統(tǒng)中所使用的是2位共陰數(shù)碼管（實(shí)物圖見附錄），其管腳從左上方起順時(shí)針依次為1,a,b,e,d,2,g,f,dp,c。 狀態(tài)燈顯示設(shè)計(jì)思想：由于該系統(tǒng)要求完成狀態(tài)燈顯示的功能，我們把各個(gè)路口的紅燈和黃燈設(shè)成直行和左拐兩個(gè)通行方式所共有，也就是說(shuō)，一個(gè)路口只需四個(gè)狀態(tài)燈，一個(gè)直行通行的綠燈，一個(gè)左拐通行的綠燈，一個(gè)共有的紅燈，一個(gè)共有的黃燈，人行橫道采用紅綠燈控制，綜上所述，我們共使用16個(gè)LED綠燈，12個(gè)LED紅燈，4個(gè)LED黃燈來(lái)完成狀態(tài)燈顯示功能。 設(shè)計(jì)思想由于本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)較容易，不需要大量的外圍擴(kuò)展，所以我們采用STC89C51單片機(jī)作為主控制器，STC89C51單片機(jī)具有體積小，功耗低，控制能力強(qiáng)，價(jià)格低、擴(kuò)展靈活，使用方便等特點(diǎn)，其最小系統(tǒng)由振蕩電路、復(fù)位電路構(gòu)成。 最小系統(tǒng)原理圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖原理圖分析：51單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路，振蕩電路組成。，振蕩電容選擇30pF瓷片電容；復(fù)位電路采用RC電路。 設(shè)計(jì)思想：系統(tǒng)掉電存儲(chǔ)模塊采用串行E2PROM，它是基于IIC總線的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)。 24C02芯片原理圖管腳描述 ：A0A1A2引腳 器件地址選擇SDA引腳 串行數(shù)據(jù)/地址SCL引腳串行時(shí)鐘WP 寫保護(hù)VCC電源 ~6V VSS 地4．系統(tǒng)理論分析依次循環(huán)共分4種狀態(tài)：南北方向直行通行、南北方向左拐通行、東西方向直行通行，東西方向左拐通行。南北方向直行：南北段直行通行（綠燈）、東西段禁止（紅燈），,此時(shí)，南北段人行道通行（綠燈），東西段人行道禁止（紅燈），同時(shí)南北段和東西段方向的數(shù)碼管分別從20s和30s（加上南北段左拐時(shí)間）開始倒計(jì)時(shí)，至最后5s時(shí)南北段綠燈變成黃燈閃爍；此后南北段左拐（左拐綠燈亮）通行、東西段禁止（紅燈）10s，南北段、東西段人行道都禁止（紅燈），同時(shí)南北段和東西段方向的數(shù)碼管都從10s開始倒計(jì)時(shí)，至最后5s時(shí)南北段左拐燈變成黃燈閃爍；再后東西段直行通行（綠燈）、南北段禁止（紅燈），東西段人行道通行（綠燈），南北段人行道禁止（紅燈），同時(shí)東西段和南北段方向的數(shù)碼管分別從20s和30s開始倒計(jì)時(shí)，至最后5s時(shí)東西段綠燈變成黃燈閃爍；最后東西段左拐（左拐燈亮）通行、南北段禁止（紅燈）10s，東西段、南北段人行道都禁止（紅燈），同時(shí)東西段和南北段方向的數(shù)碼管都從10s開始倒計(jì)時(shí)，至最后5s時(shí)東西段左拐燈變成黃燈閃爍，即完成一次循環(huán)。 狀態(tài)切換系統(tǒng)中共設(shè)置了四種模式，分別為開始模式、延長(zhǎng)通行時(shí)間模式、減少左拐時(shí)間模式、急停模式，這幾種模式分別通過(guò)相應(yīng)的按鍵進(jìn)行切換。開始模式：直行20s,左拐10s。延長(zhǎng)通行時(shí)間模式：直行40s，左拐20s。減少左拐時(shí)間模式：直行40s,左拐10s急停模式：當(dāng)有緊急事故發(fā)生時(shí)，所有指示燈全變成紅燈，禁止通行，數(shù)碼管顯示00.利用定時(shí)器中斷，設(shè)置 TH0=TH1＝(6553650000)/256。每到第20次中斷即過(guò)了20*＝1秒時(shí)，使時(shí)間的計(jì)數(shù)值減1，便實(shí)現(xiàn)了倒計(jì)時(shí)的功能。黃燈閃爍利用定時(shí)器中斷。每到第10次中斷即過(guò)了10*＝，使黃燈標(biāo)志位反置，即可讓黃燈1秒閃爍一次。 狀態(tài)切換的實(shí)現(xiàn)方法狀態(tài)切換在定時(shí)器中實(shí)現(xiàn)，完全可以檢測(cè)按鍵的發(fā)生?？紤]到實(shí)際的交通系統(tǒng)不可能立即切換狀態(tài)，程序一個(gè)周期內(nèi)檢測(cè)兩次狀態(tài)，若在南北左拐前按鍵修改狀態(tài)，則南北左拐結(jié)束后切換狀態(tài)，若在南北左拐后修改狀態(tài)，則在東西左拐后切換狀態(tài)。 三． 軟件編程開始南北直行通行東西禁止南北左拐通行東西禁止STC89C52初始化南北黃燈閃爍南北黃燈閃爍通行20秒YN閃爍5秒YN通行10秒YN閃爍5秒YN東西黃燈閃爍東西直行通行南北禁止東西左拐通行南北禁止東西黃燈閃爍通行20秒YN閃爍5秒YN通行10秒YN閃爍5秒YN
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