南 京 工 程 学 院
毕业设计说明书(文)
作 者： 学 号：
系 部：
专 业： 通信工程
题 目： 基单片机控制交通信号灯
设计实现
指导者： 讲师
评阅者：
2013年X月 南 京
摘
年着国民济快速发展车辆数量飞速增长交通拥挤阻塞现象频繁出现交通阻塞已成城市交通迫切解决难题设计合理控制交通灯系统具重意义
文介绍种基单片机控制交通信号灯控制系统该系统采8051单片机控制核心七段LED数码作等通行时间显示LED作交通灯红黄绿显示系统采电动复位时间显示采倒计时方式四组红黄绿三色灯发光二极作模拟交通信号灯模拟种道路交通灯控制情况
关键词：LED数码显示单片机交通灯
Abstract
In recent years with the rapid development of the national economy the number of vehicles is also growing rapidly traffic congestion and blocking the emergence of the phenomenon frequently Urban traffic congestion has become a problem to be solved urgently So the reasonable control of designing a traffic light system is important
This paper describes a microcontrollerbased control of traffic lights control system The system uses 8051 as the control core sevensegment LED digital tube as waiting or travel time display LED traffic lights as red yellow green display System uses the power automatically reset the countdown time display mode using four groups of red yellow and green lights with lightemitting diodes as a simulation of traffic lights you can simulate a variety of road traffic lights control the situation
Key words： LED digital displaySCMTraffic
目录
第章 绪 1
11 课题研究背景意义 1
12 研究现状 1
121 城市交通作 1
122 国外交通系统发展现状 3
123 国交通中存问题 3
124 城市交通解决途径 4
13 文研究容 5
14 章节安排 5
第二章 系统总体设计 6
21 具体介绍交通信号系统 6
211 信号控制方式分类 6
212 交通规介绍 7
213 交通信号控制硬件设备简介 7
214 交通信号控制系统信息传输系统简介 7
215 常交通标志简介 8
216 交通信号控制原理 9
22 设计方案 10
23 系统工作原理 11
24 简单介绍STC89C52RC单片机 11
25 总体设计 15
251 功概述 15
252 系统构成 16
第三章 系统硬件设计 17
31 交通灯通行模式行车方指示 17
32单元电路模块功 18
321 时钟电路模块 18
322 复位电路模块 19
323 控制系统模块 19
324 交通灯输出控制模块 21
325 时间显示电路模块 22
326 系统电源模块电路 22
第四章 系统软件设计 24
41 软件总体流程图 24
42 软件子程序流程 25
421 复位状态子程序 25
422 显示状态子程序 26
第五章 系统调试分析结果 28
51 电路板实物制作 28
511 印制电路板PCB图绘制 28
512 实物制做 28
52 系统硬件调试 29
53 系统软件调试 29
54 系统总体调试 29
总结展 31
致谢 33
参考文献 34
附录 35
附录A元器件清单 35
附录B总体电路原理图仿真图实物图 35
附录C程序 37
第章 绪
11 课题研究背景意义
交通掌握着城市济活动命脉发展城市济提高民生活水非常重城市交通问题困扰城市发展制约城市济建设重素导致交通问题根原限城市道路限增加车辆矛盾城市街道网络交通容量断增加表明车辆道路容量求然高短期改变[1]
文提出种利单片机动控制交通灯时间倒计时显示方法整系统缩块单片机提高产品济性轻便性设计程包括硬件电路设计程序设计两步骤硬件电路结构较简单包括核心器件单片机12二极组成模拟交通灯复位电路振荡电路显示数码模块单片机开发中必硬件外样离开软件文Keil编程相硬件设计程序较复杂必需时考虑灯控制时间显示紧急开关等问题具定C语言基础定思维力逻辑力智交通灯控制系统设计显示出研究意义根道路交通拥护交叉路口常出现拥堵情况利单片机控制技术实现道路通行效率通单片机课程设计熟练掌握C语言编程方法理联系实践中提高动脑动手力时通交通信号灯控制系统设计掌握定时计数器中断方法简单程序编写终提高逻辑抽象力
12 研究现状
121 城市交通作
城市类事济政治社会文化活动中心社会发展起非常重作汽车现代社会文明产物方面带巨便利方面面交通拥挤道路交通安全事等问题国伴改革开放政策贯彻实施时国民济迅速发展道路交通飞速发展城市化进程加速进行城市规模断扩张城市济贸易城市社会活动越越频繁员流动社会交越越交通拥挤道路交通安全事等问题更加突出城市交通作城市基础设施里重部分改善发展城市交通问题越越重视城市交通城市基础设施支撑着城市活动进行城市枢纽命脉果没时治理城市居民生活水提高城市济发展会受严重影响国城市基础设施发展城市建设发展落城市周边区济发展受严重影响城市交通问题解决生命财产保障加快济发展社会进步
城市交通系统城市系统中占着例中非常重系统发展城市国民济提高民生活水需社会生产环环相连维系着千家万户日常生活城市交通两面性：城市结构济状况生产布局口分布等素然制约效性安全性性济性时影响城市济效益工作效率民生活水城市交通系统运行状况坏时反映城市发展高低先进科学技术理方法应交通理中保证道路安全畅通济发展需
交叉路口交通系统中非常重部分城市道路网核心通行力高低影响着城市道路通畅程度众周知提高交叉路口通行力办法修建立交桥受国道路基础设施现状城市济水等素立交桥广泛应更采交通控制更理交叉路口现实交通情况予适宜交通控制提高交叉路口通行力仅提高车辆通交叉路口速度减少交通延误节约出行时间时避免该交叉路口发生堵车影响交叉路口路段更远路段利通行关资料显示机动车辆减速制动起动期间排放害物质正常行驶时7倍左右解决城市交叉路口通行问题减少机动车辆交叉路口附停车延误提高社会济效益环境保护具重意义[1]
122 国外交通系统发展现状
着现代社会交通运输日趋赖交通系统控制越越受普遍重视年英国美国等西方国家均某城市建立智交通控制系统系统中部分路口附装车辆检测器路口控制设备工作员交通控制参数通电话线电缆光纤线网络等方式输入微处理器型计算机控制尤伴着信息技术发展交通控制概念已交通理者行改变交通理者道路者行交通优化全局优发展发展中新设备应外数采集传输处理存储发送等技术发展起关键作新型监测器包括摄机采集图信息进行图处理技术提供量时变数新通信技术包括光纤通信线通信等技术更快传送数计算机技术发展交通控制系统发展前进步控制技术现代控制理现代理方法相结合交通控制系统日趋完善
国外相国目前交通控制落目前中国城市问题呈现问题：理力秩序混乱没科学合理效城市交通监控系统带果表现道路通行力明显低设计求波动性出行难交通事发生率高交通环境恶化出行者易疲劳等问题
123 国交通中存问题
交通发展促进类社会发展社会发展时促进交通设施建设交通工具发展伴着车辆数目迅速增长方面享受着机动车辆予处方面面着汽车带系列问题
作发展中国家国济非常发达产生具中国特色城市交通局面先天劣势国城市交通控制系统问题没解决例系统应环境变数导致系统适应性差等问题问题应该国交通系统特点具体表现方面：（1）车辆种类繁杂混合交通严重
群消费需求导致道路种类型车辆量出现然目前世界广泛交通控制系统路网流量定求太适合汽车交通
（2）频繁交通事威胁着类生命安全
汽车问世交通事伴交通事产生道路状况环境驾驶员素质等素关车辆道路窄机动车辆非机动车辆混行部分司机行遵守交通规构成城市交通事原统计年10万中9死车祸数字战争中死亡数差西安说年死车祸
（3）交通拥挤严重导致出行时间增加源消耗增
国全国城市车速非常低形势非常严峻国国百万口城市年交通拥挤导致损失直接济达1600亿
（4）城市污染严重中空气噪音等污染尤严重情况日益恶化
世界严重环境污染里面汽车尾气排放噪音导致空气噪音污染根发达国家调查显示：汽车排放污染物交通噪声占城市空气污染噪音污染绝例分问6070车辆制动起动两程容易导致种污染物产生
述四方面显示问题表明国现阶段城市交通系统突出问题具体表现混杂车辆频繁事拥挤交通日趋严重污染求找出根原分析问题找出解决办法采积极措施期彻底改善城市交通问题
124 城市交通解决途径
针城市交通拥挤提出修建新城市道路修建新立交桥长时间道路恢复原拥挤状态般说修建新道路会改变原拥挤引发交通量会极快速度占新增道路设施前道路供短缺制约导致部分潜交通量产生
修建新道路解决城市交通拥挤根问题开始寻找新解决方法伴着计算机技术发展控制理断解深入利控制理计算机技术解决交通问题显越越重国相继开发交通控制系统缓解交通问题做出贡献着工智新兴科学兴起开始引入城市交通控制中量探索研究实践相信智控制解决城市交通问题强力工具
13 文研究容
着国济发展汽车工业迅速发展果做城市规划城市交通控制城市交通会面严峻形式现较成熟交通控制系统存节中讲诸问题针问题文单片机控制引入城市交通控制系统中利需建立精确数学模型吸收工控制验控制程简化满足实时性控制精度求城市交通控制中定周期控制交通稳定情况简单效感应控制没什区担交通量拥挤车流变化快时候减少车辆延误时需采动态反馈控制系统设计采单片机系统动态检测电子警察遇紧急情况需四面红灯时候进行线遥控
14 章节安排
首先课题研究背景意义做出说明第章简单介绍关城市交通方面容第二章介绍系统通体设计第三章介绍系统硬件设计第四章介绍系统软件设计第五章讲系统调试分析结果出结课题未发展做出展
第二章 系统总体设计
21 具体介绍交通信号系统
211 信号控制方式分类
信号机控制交通流称交通信号控制交通信号控制目交通量相适应时间分配相互交错交通流通行权信号控制方式分类种文控制范围信号控制分点控线控面控
（1）点控
单点交叉口交通信号控制通常简称点控制 单交叉口控制象通灯色变化保证安全前提方车辆通交通信号控制基形式点控制分：定周期控制感应式信号控制模糊逻辑式信号控制
（2）线控
线控干道交通信号协调控制系统简称条干道批相邻交通信号联动起干线交叉口信号控制器具相周期绿信号开启时间相继错开干线行驶车辆少遇遇红灯减少延误便提高整干道通行力
（3）面控
区域交通信号控制系统简称面控整区域中信号交叉口作协调控制象控制区受控交通信号受中心控制室中央控制机集中控制提高道路通行力增加交通安全节省源减少污染等等
种控制控制变量三：信号周期绿信相位差点控制需控制前两变量总交通控制程描述：根交通法规通信号灯色变化指示提示车辆交叉口处通信暂停保证安全前提限度提高交叉路口通行力
212 交通规介绍
通行制道路交通规中基原然话道路意走动必然造成交通秩序车辆行行道交通秩序重表现
世界现存两种通行制：左行制右行制全世界约90国家实行右行制全世界统采右行制国采右行制
现基交通规介绍：
（1）驾驶员必须两边斑马线道非中间隔离岛
（2）果进入转盘左拐弯右拐弯必须分左右指示灯进入果转盘直行指示灯进入转盘时必须路右边车流 出转盘时必须着进入转盘时车道左转灯
（3）十字路口禁止左转灯时左转
（4）转盘左拐弯进入拐弯知道离开转盘必须直左转灯
（5）行车道仅供行车公车道仅供行车摩托车公交巴士 驾驶士穿越两种特殊车道道拐弯停车（果标志许话）必须路正合法两种车道车辆
213 交通信号控制硬件设备简介
交通信号灯硬件设备构成分五部分：
（1）信号灯：悬挂道路空设置路侧灯柱发光装置装彩色信号灯
（2）车辆检测器：车辆通检测器时感应原理检测交通参数设施感应式信号控制系统必设施
（3）线遥控装置：启闭信号灯控制紧急车辆通时红灯
（4）电子警察(摄机)：监控违章车辆
（5）单片机系统：整信号灯控制核心
（6）附属设施：包括灯杆灯柱基础装置信号控制机底座基础埋设悬挂传输线路道线杆等
214 交通信号控制系统信息传输系统简介
信息传输系统通讯系统信息方传输方信息传输系统交通信号控制系统中重组成部分通信系统组成：
（1）通信信道
a）信道容量 信息传送通路通常称信道线路描述信道仅通连接点点理通路根具携带信息容量
b）信道方
单工： 信息源接收器间提供单单性通道
半双工：种通信方式A站B站间通信信道数A站发送B站接收B站发送A站接收
双工： 允许信息时两方传输信道
（2）数字数传输
（3）调制解调
215 常交通标志简介
交通标志交通系统中重部分帮助驾驶员掌握方情况现部分常标志介绍：
表21 指示标志
直行
左转弯
右转弯
直行右转弯
左右转弯
右侧道路行驶
左侧道路行驶
立交直行右转弯 行驶
环岛行驶
直行左转弯
立交直行转弯行驶
鸣喇叭
机动车道
准许试刹车
单行驶（左右）
单行驶（直行）
216 交通信号控制原理
交通信号控制原理定控制程序交叉路口方通红黄绿三色灯循环显示指挥交通流时间实施隔离交通规规定：红灯——停止通行绿灯——放行黄灯——清尾允许已停车线车辆继续通行通交叉路口信号相位方案指交通信号灯轮流某方车辆行分配交通权种序安排种控制（进口道方显示色灯组合）称信号相位相位应步伐步伐应该时刻灯色状态
路口交通灯直进行着周期性相变控制车辆运行交通灯优化控制问题改变相持续时间相邻路口相周期目标达优
22 设计方案
方案：交通控制系统控制东西南北车道交通整系统STC89C52RC单片机核心芯片通控制三色LED亮灭控制车道通行外通复位键恢复程序初始状态总体设计框图图21示：
图21 方案设计框图
方案二：采标准STC89C52RC单片机控制器通行倒计时显示采3位数码车道指示灯采三色发光二极LED显示采动态扫描节省端口紧急车辆通行采实时中断完成识方法采手动钮系统构架设计单片机端口资源刚满足求该系统具电路简单设计方便显示亮度高耗电少性高占单片机资源太整框图设计图22示：
图22 方案二设计框图
方案三：采标准STC89C52单片机控制器通行倒计时东西南北车道通行指示采单块LCD液晶点阵显示器种方案设计占单片机端口少硬件少耗电少然显示图案精美亮度太暗晚开背光灯较少采
通综合分析出方案具综合设计优点城市道口交通灯控制系统模型采方案设计
23 系统工作原理
采单片机IO口P0口通拉电阻交通灯相连接P30P31口接数码控制位控制数码显示程序放STC89C52RC单片机ROM中十字路口四组红黄绿交通灯中单片机P10P12 P15P17P20P22P25P27控制交通灯发光二极阳极通限流电阻电源正极相连IO口输出低电时相连指示灯会亮通数码显示时间倒计时IO口输出高电时相应指示灯会灭交通出现障碍需恢复初始状态时复位键键单片机9脚RST键控制
24 简单介绍STC89C52RC单片机
STC89C52RCSTC公司生产低电压高性CMOS8位单片机片含8Kb反复擦写Flash读程序存储器512b机存取数存储器（RAM）器件采高密度非易失性存储技术生产兼容标准MCS—51指令系统片置通中央处理器（CPU）Flash存储单元功强STC89C52RC单片机您提供许高性价应场合灵活应种控制领域单片机擦读存储器反复擦100000次功8位CPU闪烁存储器组合单芯片中种高效微控制器 STC89C52RC单片机嵌入式控制系统提供种灵活性高价廉方案该器件采ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造工业标准MCS51指令集输出脚相兼容
1时钟电路
STC89C52部构成振荡器高增益反相放器引脚RXDTXD分放器输入端输出端时钟部方式产生外部方式产生部方式时钟电路图23(a) 示RXDTXD引脚外接定时元件部振荡器产生激振荡定时元件通常采石英晶体电容组成联谐振回路晶体振荡频率12～12MHz间选择电容值5～30pF间选择电容值频率起微调作
外部方式时钟电路图2—2（b）示RXD接TXD接外部振荡器外部振荡信号特殊求求保证脉宽度般采频率低12MHz方波信号片时钟发生器振荡频率两分频产生两相时钟P1P2供单片机
（a）部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路
图23 时钟电路
2复位复位电路
（1）复位操作
复位单片机进行初始化操作功PC初始化0000H单片机0000H单元开始执行程序系统正常初始化外操作失误程序运行出错导致系统进入死锁状态时样需复位键重新启动摆脱面困境
PC外复位操作寄存器影响复位状态表22示
表22 寄存器复位状态
寄存器
复位状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
00H
TL0
00H
PSW
00H
TH0
00H
SP
07H
TL1
00H
DPTR
0000H
TH1
00H
P0P3
FFH
SCON
00H
IP
XX000000B
SBUF
定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
00H
（2）复位信号产生
RST引脚复位信号输入端复位信号高电效效时间应持续24振荡周期(二机器周期)颇率6MHz晶振复位信号持续时间应超4us完成复位操作产生复位信号电路逻辑图24示：
图24 复位信号电路逻辑图
整复位电路包括芯片部芯片外部外部电路产生复位信号(RST)送施密特触发器接着部复位电路机器周期S5P2时刻施密特触发器输出进行采样然部复位操作需信号
复位操作电动复位键手动复位两种方式
电动复位通外部复位电路电容充电实现电路图25（a）示佯电源Vcc升时间超1ms实现动电复位接通电源成系统复位初始化
键手动复位电方式脉方式两种中键电复位通复位端电阻Vcc电源接通实现电路图25（b）示键脉复位利RC微分电路产生正脉实现
电路图25（c）示：
（a）电复位 （b）键电复位 （c）键脉复位
图25 复位电路
述电路图中电阻电容参数适6MHz晶振保证复位信号高电持续时间2机器周期
系统复位电路采图25（b）电复位方式
3．STC89C52RC引脚图
图26AT89C51引脚图
图26 51系列单片机引脚图
AT89C51中断源量址图27 示：
图27 中断源量址
4．STC89C52RC特性功
功图28示：
图28 STC89C52功
25 总体设计
251 功概述
设计单片机LED数码显示模块键等构成单片机集成IC芯片STC89C52单片机需根实际选型部分需根应求性指示设计
①系统交通灯控制规：
1）系统设置四组红黄绿交通指示灯配置四队LED显示器正常情况两干线红黄绿灯进行转换
2)东西方南北方交通行东西方次放行30秒南北方次放行30秒
3)绿灯亮表示通行红灯亮表示禁止通行次绿灯变红灯前黄灯亮5秒钟
4）十字路口倒计时显示便更方便直观握时间具体求东西方南北方通行时间黄灯亮时间均秒单位作减计数
252 系统构成
整系统构成STC89C52RC单片机核心IO口扩展LED数码显示复位电路时钟电路等组成单片机作整硬件系统核心协调整机工作控制器数处理器单片机晶振电路复位电路等组成
行车方指示采LED发光二极红绿两种颜色指示放行禁止黄灯作红绿转换提示形象直观系统采双数码倒计时计数功显示数字99
第三章 系统硬件设计
31 交通灯通行模式行车方指示
交通灯控制规道口红黄绿三种指示灯交道口模型图21示：
图31 交道口模型图
2组LED数码设置通行时间（路口默认通行时间均30s）进行倒计时倒计时5S时绿灯变成黄灯进行红黄绿灯显示两种通行方式分：
图32 通行方式示意图 图33 通行方式二示意图
通行方式：倒计时时间30s（通行时间）红绿灯状态：东西通行：绿南北禁行：红图32示
通行方式二：倒计时时间30s（通行时间）红绿灯状态：南北通行：绿东西禁行：红图33示
通行默认时间30s系统设置意更改功根实际情况进行调整提高车辆通率缓减交通压力通行结束前5秒钟黄灯亮直结束设计选LED发光二极红绿灯状态指示交通指示信息绿色表示通行红色表示禁止通行黄灯等指示信息目然
32单元电路模块功
321 时钟电路模块
时钟电路晶体振荡器12MHZ两30pF瓷片电容组成时钟电路产生单片机工作需时钟信号时序研究指令执行中信号间相互关系单片机身复杂步时序电路保证步工作方式实现电路应唯时钟信号控制严格工作电路图34示
图34 时钟电路模块
322 复位电路模块
复位电路单片机CPU系统中部件处某确定初始状态状态开始工作进入系统正常初始化外程序运行出错
操作错误系统处死锁状态时摆脱困境需复位电路重新启
动设计采键复位电路电路图35示：
图35 复位电路模块
323 控制系统模块
控制器采STC89C52RCSTC89C52RC 单片机宏晶科技推出新代高速功耗低抗干扰力强单片机8051单片机指令代码兼容12时钟机器周期6时钟机器周期意选择
特点：
1增强型8051单片机6时钟机器周期12时钟机器周期意选择8051单片机指令代码兼容
2工作时电压：55V～33V（5V 单片机）38V～20V（3V 单片机）
3工作频率范围：0～40MHz基普通80510～80MHz样实际工作频率基达48MHz
4户应程序空间 8K 字节
5片集成 512 字节 RAM
6通IO口（32）复位：P1P2P3P4准双口弱拉P0口漏极开路输出作IO口需加拉电阻作总线扩展时需加拉电阻
7ISPIAP需专门编程器需专门仿真器通串口（RxDP30TxDP31）直接载户需程序秒钟完成片
8具EEPROM功
9具门狗功
10316位定时器计数器定时器 T0T1T2
11外部中断4路低电触发电路者降中断外部中断低电触发中断方式唤醒Power Down模式
12通异步串行口（UART）外定时器软件实现UART
13工作时温度范围：40～+85℃（工业级）0～75℃（商业级）
14DIP 封装
图36 控置系统模块电路
324 交通灯输出控制模块
道口交通灯指示采红黄绿发光二极进行提示图图37示：
图37 LED显示模块电路
R1000欧时公式A(518)R计算电路中电流应A32mA路口通行双指示处理相端口应具64mA吸收电流力
325 时间显示电路模块
考虑设计需方分二位数码显示倒计时时间构成交通提示信息形象逼真系统倒计时显示功数码实现方东西例数码面显示数值绿灯设置时间值停递减秒钟减1直减0然相原理红灯绿灯循环
系统1二位LED数码模拟交通灯控制板面四组交通灯中间分放置着基四方显示容应该相四组样组数码模拟四组数码位根信号线控制十位根信号线控制
道口通行剩余时间采红色7段数码显示采阴数码单片机P0口加拉电阻驱动P30P31控制数码位显示电路图38示：
图38 数码显示模块电路
326 系统电源模块电路
该系统中51单片机三极工作电压均5V电压保证系统稳定工作需设计稳定提供5V电压供电系统设计采外置5V稳压开关电源作系统供电电源系统电源输入接口加滤波电容确保工作电压稳定电源输出接口加LED 电源指示灯判定电源否正常工作该系统电源电路设计图39示：
图39 系统电源电路
第四章 系统软件设计
根实际交通灯变化情况规律假设十字路口东南西北走初始状态1东西绿灯通车南北红灯亮30s转状态2东西绿灯灭黄灯亮南北红灯灭黄灯亮5s转状态3南北绿灯通车东西红灯亮30s转状态4南北绿灯灭黄灯亮东西红灯灭黄灯亮5s循环状态1交通信号灯说东西南北四组灯道两组信号灯显示情况相采单片机部IO口控制12信号灯通编写程序实现发光二极控制模拟交通信号灯理
41 软件总体流程图
软件总体设计流程图见图41完成部分软件控制协调系统程序模块完成工作系统初始化发送显示数时键进行扫描等外部中断根需功进行相应操作流程图图42示
图41 软件总体流程图 图42 正常情况交通灯控制流程
42 软件子程序流程
421 复位状态子程序
现社会济发展状况身边交通状况显越越拥挤道路交通突然状况越越特车流辆较集中十字路口设计紧急状态车辆禁行行通行紧急情况结束复位钮转成动状态图43示：
图43 复位状态子程序
422 显示状态子程序
图44 显示状态子程序
设计路口灯较通行状态前文已描述赘述然整系统LED灯数量较方灯司职交通指挥更加显明手动复位初始化情况路口交通灯均点亮时LED灯出现障目然时检修紧急中断信号出现显示子程序优先处理中断程序路口信号灯置红色禁止通行紧急状态解信号灯进入正常状态显示
第五章 系统调试分析结果
设计身求稳定性高免维护抗干扰力强等功系统调试验证数处理精度确保判断准确性外时必须确认项功正常运行
51 电路板实物制作
511 印制电路板PCB图绘制
电路硬件设计中单片机IO口控制路交通灯循环点亮芯片单片机P0口控制数码显示点亮芯片中接线路较硬件布局中位LED灯数码布局较固定化集中分布控制两路口采双面PCB板话电路布线较容易实现现实水中做双面板会出现焊点接触良导致电路调试程易实现决定单面板布线单片面板布线需牺牲设计电路板部分实际电路美观印刷电路板设计基原理基础电路设计实现需功印刷电路板设计指布局设计考虑述外部连接布局部电子元件金属线通孔优化布局电磁保护佳布局种素散热等原出色布局设计降低生产成达良电路性散热性
512 实物制做
准备工作：采购万板干张实物电路需种元器件
基电子器件制板工具
①总制板工艺程序
1)先元器件摆放万板确实原件位置原美观容易焊接
2)摆位置元器件焊板子焊台完成
3)根原理图连线连接起连接导线量细点
②制板心：制板程中
1)首先PROTEL设计时候出现错误导致印制电路板制作错误
2)次设计理实际误差导致法实现目标
3)焊接程中出现问题焊跳线时候接线太手工焊接焊接设备烙铁头高温容易老化氧化温度控制导致焊盘脱落原件烫伤等原导致报废块板子外焊盘太损坏迹象焊接方便出现虚焊花长时间焊焊点美观
4)焊接程中时候焊锡会心相邻两根引线短路次做板积累验次做板时候定注意PCB引线间距离设置太手工制作精度密度必须度力范围考虑手工制板局限性线路细密导致氧化短路障拥宝贵验相信制板定会完美保证电路实现
52 系统硬件调试
设计程中交通灯控制系统PCB电路板需焊接工作量非常电路安装完成首先需进行检查确保电路没虚焊没短路断路集成元件安装没错误电路调试功模块分类根电路功进行步步：通行方式功（包括两种通行方式）指示灯亮度驱动电路倒计时功数码亮度复位功等调试
53 系统软件调试
系统软件系统选般单片机通信C语言程序进行编写调试语法差错外确认程序没问题时通直接载单片机调试采取调试方法单独调试模块然连接成完整系统完成完整系统调试
54 系统总体调试
系统做进行系统完整调试务检验实现功效果校正误差
测试开始发现系统出现两问题：部分交通灯亮度够发出光非常微弱致感觉亮度二数码工作没时间显示设计求完全符找出问题解决方法查找电路输出部分输出电发现现象采数码阴极数码控制数码段显示P30P31口输出高电
方查阅资料解决第二问题两解决方法硬件电路作修改数码换成阳极数码样数码正常进行时间显示二修改程序控制数码段码P0输出低电采修改硬件电路方法话硬件电路作变动已布线必须相应变动操作起较麻烦采第二种方法修改程序电路中段码代码次调试设计求指标系统数码电路部分基预先设定求进行倒计时显示亮度求基符合预先设想
接问题解决交通灯亮度足致部分交通灯勉强出亮已明显满足设计求方检测认LED灯驱动力足引起亮度弱问题修正问题LED灯增加驱动电路提高电路驱动力实现步骤必须硬件电路进行定改动LED灯驱动电路集成电路电路芯片进行驱动初步方案中考虑集成电路完成客观方面原没制作实物环境条件部分改进作设想没时间付诸实施基问题解决问题原理定解
总结展
次设计程中发现问题感觉难手似简单电路动手设计出难件事原没常动手设计电路资料查找难题求学中应该注意点更重学会书中学知识实际电路联系起业学会起促进帮助相信通次毕业设计学中会更加努力力争门课学学精时通次毕业设计巩固学专业知识理实践真正意义
时通次毕业设计巩固学专业知识理实践真正意义相结合起考验助互联网络搜集查阅相关文献资料组织材料综合力中测验认识方面欠缺足便日学中改进提高通电路CAD 软件Multisim解计算机辅助设计(CAD)智化利提高工作效率
题目非常重选择题目满足适合组制作考虑身力容易找相关参考资料等条件符合说条件做出设计选择数控直流稳压电源设计课程查找量方面相关参考资料单片机原理机应电子技术基础等查阅种需芯片脚资料参考资料基础构想设计方案确定设计方案
确定终设计方开始着手完善理方案根设计方案容画出具体原理图进行逻辑分析理计算然电子市场根设计求购买量需原器件准备设计需切材料
次难忘历觉充实许学东西更重学会协合作学会遇问题应该解决学工作中起着重作总次设计程中收获次设计完成验生路着非常重意义
致谢
设计部分工作导师XX精心指导悉心关怀完成学业设计部分工作中倾注着老师责心耐心教诲导师严谨治学断探索科研作风孜孜倦敬业精神深受启迪尊敬导师身仅进步增长知识见解深步掌握学知识更提高分析问题解决问题力走工作岗位结实基础导师致衷心感谢深深敬意
设计（文）撰写程中专业老师予指导性意见文撰写修改提供许帮助表示衷谢意年学生活中许学院领导系领导许老师指导帮助
日常学生活中班学予帮助
感谢帮助父母朋友领导老师学表示谢意
衷感谢位老师抽空评阅设计参加答辩
XX
2013年6月
参考文献
1．杨兆升新代智化交通控制系统关键技术应[M]中国铁道出版社(第1版)2008年
2．刘成C51应[M]海：华东理工学出版社2009
3．谢维成杨加国单片机原理应C51程序设计[J]北京：清华学出版社2009
4．孙宇尖基MSC51单片机交通灯控制系统研究科技信息2009
5．王祝简易单片机交通灯控制系统[J]凯里学院学报201025(12)：2337
6．王全宇杜丽霞计数器交通灯控制电路中应[J]微计算机信息201015(11)：8185
7．王晓萍陈嫄嫄单片机十字路口交通灯控制系统中应[J]十堰职业技术学院学报201031(12)：3441
8 吕宁具倒计时功单片机交通灯模拟控制系统设计[J]职业201010(10)：1225
9 馀吉万等编城市文通计算机控制理[M]北京测绘出版杜1985
10张辉8051单片机控制交通信号灯方法研究[J] 邵阳师范高等专科学校学报200123(5)1820
11A Albagul M Hrairi Wahyudi etal Design and Development of Sensor Based Traffic Light System[J] American Journal of Applied Science20063 (3) 17451749
12Shilpa S Chavan (Walke) Dr R S Deshpande J G RanaDesign of intelligent traffic light controller using embedded system[C] Second International Conference on Emerging Trends in Engineering and Technology ICETET09200910861091
附录
附录A元器件清单
元器件名称
参数
数量（）
IC插座
DIP40
1
单片机
STC89C52RC
1
发光二极
LED
12
电阻
1K
21
瓷片电容
22pF
2
开关
键开关
1
电解电容
10uF
1
七段数码
阴极
1
晶振
110592
1
锁键
6*6
1
附录B总体电路原理图仿真图实物图
电路原理图
仿真图
实物图
附录C程序
#include
#include
Sbit smg1P3^0
sbit smg2P3^1
sbit N_greenP2^0
sbit N_redP2^1
sbit N_yellowP2^2
sbit S_greenP2^7
sbit S_redP2^6
sbit S_yellowP2^5
sbit W_greenP1^0
sbit W_redP1^1
sbit W_yellowP1^2
sbit E_greenP1^7
sbit E_redP1^6
sbit E_yellowP1^5
int djs30js0bt30 djsbt初始倒计时时间修改
int table[]{0xc00xf90xa40xb00x990x920x820xf80x800x90}
int table[]{0x3f0x060x5b0x4f 0x660x6d0x7d0x07 0x7f0x6f0x40}
void jtd()
void djsxs()
void delayms(int x)
{
char i
while(x)
{
for(i150i>0i)
}
}
setxs()
{
int b1b2
b1djs10
b2djs10
P0table[b1]
smg10
delayms(3)
smg11
P0table[b2]
smg20
delayms(3)
smg21
}
void delayms2(int p)
{
char i
while(p)
{ setxs()
for(i150i>0i)
setxs()
}
}
Timer0_init()
{
js0
TMOD0x01 T0定时器方式1
TH00x4c
TL00x00
TR01 IT11
ET01 EX11
EA1
}
void timer0() interrupt 1 using 1
{
TF00
TH00x4c
TL00x00
js++
if(js20)
{ js0
djs
led1~led1
}
}
void djsxs()
{ int b1b2
b1djs10
b2djs10
P0table[b1]
smg10
delayms(3)
smg11
P0table[b2]
smg20
delayms(3)
smg21
}
void jtd()
{
int tp1
while(1)
{
tp1
djsxs()
if(djs>5)
次数djs>5 djs<5表示倒计时等5时开始亮黄灯
四次修改
{
W_red0
E_red0
N_green0
S_green0
}
if(djs<5)
{
N_green1
S_green1
N_yellow0
S_yellow0
}
if(djs0)
{
djsbt
while(tp)
{
djsxs()
if(djs>5)
{
W_red1
E_red1
W_green0
E_green0
N_yellow1
S_yellow1
N_red0
S_red0
}
if(djs<5)
{
W_green1
E_green1
W_yellow0
E_yellow0
}
if(djs0)
{
djsbt
N_red1
S_red1
W_yellow1
E_yellow1
tp0
}
}
}
}
}
main()
{
Timer0_init()
W_red1
E_red1
W_green1
E_green1
W_yellow1
E_yellow1
N_green1
S_green1
N_yellow1
S_yellow1
N_red0
S_red0
jtd()
}
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
毕业设计说明书(文)
作 者： 学 号：
系 部：
专 业： 通信工程
题 目： 基单片机控制交通信号灯
设计实现
指导者： 讲师
评阅者：
2013年X月 南 京
摘
年着国民济快速发展车辆数量飞速增长交通拥挤阻塞现象频繁出现交通阻塞已成城市交通迫切解决难题设计合理控制交通灯系统具重意义
文介绍种基单片机控制交通信号灯控制系统该系统采8051单片机控制核心七段LED数码作等通行时间显示LED作交通灯红黄绿显示系统采电动复位时间显示采倒计时方式四组红黄绿三色灯发光二极作模拟交通信号灯模拟种道路交通灯控制情况
关键词：LED数码显示单片机交通灯
Abstract
In recent years with the rapid development of the national economy the number of vehicles is also growing rapidly traffic congestion and blocking the emergence of the phenomenon frequently Urban traffic congestion has become a problem to be solved urgently So the reasonable control of designing a traffic light system is important
This paper describes a microcontrollerbased control of traffic lights control system The system uses 8051 as the control core sevensegment LED digital tube as waiting or travel time display LED traffic lights as red yellow green display System uses the power automatically reset the countdown time display mode using four groups of red yellow and green lights with lightemitting diodes as a simulation of traffic lights you can simulate a variety of road traffic lights control the situation
Key words： LED digital displaySCMTraffic
目录
第章 绪 1
11 课题研究背景意义 1
12 研究现状 1
121 城市交通作 1
122 国外交通系统发展现状 3
123 国交通中存问题 3
124 城市交通解决途径 4
13 文研究容 5
14 章节安排 5
第二章 系统总体设计 6
21 具体介绍交通信号系统 6
211 信号控制方式分类 6
212 交通规介绍 7
213 交通信号控制硬件设备简介 7
214 交通信号控制系统信息传输系统简介 7
215 常交通标志简介 8
216 交通信号控制原理 9
22 设计方案 10
23 系统工作原理 11
24 简单介绍STC89C52RC单片机 11
25 总体设计 15
251 功概述 15
252 系统构成 16
第三章 系统硬件设计 17
31 交通灯通行模式行车方指示 17
32单元电路模块功 18
321 时钟电路模块 18
322 复位电路模块 19
323 控制系统模块 19
324 交通灯输出控制模块 21
325 时间显示电路模块 22
326 系统电源模块电路 22
第四章 系统软件设计 24
41 软件总体流程图 24
42 软件子程序流程 25
421 复位状态子程序 25
422 显示状态子程序 26
第五章 系统调试分析结果 28
51 电路板实物制作 28
511 印制电路板PCB图绘制 28
512 实物制做 28
52 系统硬件调试 29
53 系统软件调试 29
54 系统总体调试 29
总结展 31
致谢 33
参考文献 34
附录 35
附录A元器件清单 35
附录B总体电路原理图仿真图实物图 35
附录C程序 37
第章 绪
11 课题研究背景意义
交通掌握着城市济活动命脉发展城市济提高民生活水非常重城市交通问题困扰城市发展制约城市济建设重素导致交通问题根原限城市道路限增加车辆矛盾城市街道网络交通容量断增加表明车辆道路容量求然高短期改变[1]
文提出种利单片机动控制交通灯时间倒计时显示方法整系统缩块单片机提高产品济性轻便性设计程包括硬件电路设计程序设计两步骤硬件电路结构较简单包括核心器件单片机12二极组成模拟交通灯复位电路振荡电路显示数码模块单片机开发中必硬件外样离开软件文Keil编程相硬件设计程序较复杂必需时考虑灯控制时间显示紧急开关等问题具定C语言基础定思维力逻辑力智交通灯控制系统设计显示出研究意义根道路交通拥护交叉路口常出现拥堵情况利单片机控制技术实现道路通行效率通单片机课程设计熟练掌握C语言编程方法理联系实践中提高动脑动手力时通交通信号灯控制系统设计掌握定时计数器中断方法简单程序编写终提高逻辑抽象力
12 研究现状
121 城市交通作
城市类事济政治社会文化活动中心社会发展起非常重作汽车现代社会文明产物方面带巨便利方面面交通拥挤道路交通安全事等问题国伴改革开放政策贯彻实施时国民济迅速发展道路交通飞速发展城市化进程加速进行城市规模断扩张城市济贸易城市社会活动越越频繁员流动社会交越越交通拥挤道路交通安全事等问题更加突出城市交通作城市基础设施里重部分改善发展城市交通问题越越重视城市交通城市基础设施支撑着城市活动进行城市枢纽命脉果没时治理城市居民生活水提高城市济发展会受严重影响国城市基础设施发展城市建设发展落城市周边区济发展受严重影响城市交通问题解决生命财产保障加快济发展社会进步
城市交通系统城市系统中占着例中非常重系统发展城市国民济提高民生活水需社会生产环环相连维系着千家万户日常生活城市交通两面性：城市结构济状况生产布局口分布等素然制约效性安全性性济性时影响城市济效益工作效率民生活水城市交通系统运行状况坏时反映城市发展高低先进科学技术理方法应交通理中保证道路安全畅通济发展需
交叉路口交通系统中非常重部分城市道路网核心通行力高低影响着城市道路通畅程度众周知提高交叉路口通行力办法修建立交桥受国道路基础设施现状城市济水等素立交桥广泛应更采交通控制更理交叉路口现实交通情况予适宜交通控制提高交叉路口通行力仅提高车辆通交叉路口速度减少交通延误节约出行时间时避免该交叉路口发生堵车影响交叉路口路段更远路段利通行关资料显示机动车辆减速制动起动期间排放害物质正常行驶时7倍左右解决城市交叉路口通行问题减少机动车辆交叉路口附停车延误提高社会济效益环境保护具重意义[1]
122 国外交通系统发展现状
着现代社会交通运输日趋赖交通系统控制越越受普遍重视年英国美国等西方国家均某城市建立智交通控制系统系统中部分路口附装车辆检测器路口控制设备工作员交通控制参数通电话线电缆光纤线网络等方式输入微处理器型计算机控制尤伴着信息技术发展交通控制概念已交通理者行改变交通理者道路者行交通优化全局优发展发展中新设备应外数采集传输处理存储发送等技术发展起关键作新型监测器包括摄机采集图信息进行图处理技术提供量时变数新通信技术包括光纤通信线通信等技术更快传送数计算机技术发展交通控制系统发展前进步控制技术现代控制理现代理方法相结合交通控制系统日趋完善
国外相国目前交通控制落目前中国城市问题呈现问题：理力秩序混乱没科学合理效城市交通监控系统带果表现道路通行力明显低设计求波动性出行难交通事发生率高交通环境恶化出行者易疲劳等问题
123 国交通中存问题
交通发展促进类社会发展社会发展时促进交通设施建设交通工具发展伴着车辆数目迅速增长方面享受着机动车辆予处方面面着汽车带系列问题
作发展中国家国济非常发达产生具中国特色城市交通局面先天劣势国城市交通控制系统问题没解决例系统应环境变数导致系统适应性差等问题问题应该国交通系统特点具体表现方面：（1）车辆种类繁杂混合交通严重
群消费需求导致道路种类型车辆量出现然目前世界广泛交通控制系统路网流量定求太适合汽车交通
（2）频繁交通事威胁着类生命安全
汽车问世交通事伴交通事产生道路状况环境驾驶员素质等素关车辆道路窄机动车辆非机动车辆混行部分司机行遵守交通规构成城市交通事原统计年10万中9死车祸数字战争中死亡数差西安说年死车祸
（3）交通拥挤严重导致出行时间增加源消耗增
国全国城市车速非常低形势非常严峻国国百万口城市年交通拥挤导致损失直接济达1600亿
（4）城市污染严重中空气噪音等污染尤严重情况日益恶化
世界严重环境污染里面汽车尾气排放噪音导致空气噪音污染根发达国家调查显示：汽车排放污染物交通噪声占城市空气污染噪音污染绝例分问6070车辆制动起动两程容易导致种污染物产生
述四方面显示问题表明国现阶段城市交通系统突出问题具体表现混杂车辆频繁事拥挤交通日趋严重污染求找出根原分析问题找出解决办法采积极措施期彻底改善城市交通问题
124 城市交通解决途径
针城市交通拥挤提出修建新城市道路修建新立交桥长时间道路恢复原拥挤状态般说修建新道路会改变原拥挤引发交通量会极快速度占新增道路设施前道路供短缺制约导致部分潜交通量产生
修建新道路解决城市交通拥挤根问题开始寻找新解决方法伴着计算机技术发展控制理断解深入利控制理计算机技术解决交通问题显越越重国相继开发交通控制系统缓解交通问题做出贡献着工智新兴科学兴起开始引入城市交通控制中量探索研究实践相信智控制解决城市交通问题强力工具
13 文研究容
着国济发展汽车工业迅速发展果做城市规划城市交通控制城市交通会面严峻形式现较成熟交通控制系统存节中讲诸问题针问题文单片机控制引入城市交通控制系统中利需建立精确数学模型吸收工控制验控制程简化满足实时性控制精度求城市交通控制中定周期控制交通稳定情况简单效感应控制没什区担交通量拥挤车流变化快时候减少车辆延误时需采动态反馈控制系统设计采单片机系统动态检测电子警察遇紧急情况需四面红灯时候进行线遥控
14 章节安排
首先课题研究背景意义做出说明第章简单介绍关城市交通方面容第二章介绍系统通体设计第三章介绍系统硬件设计第四章介绍系统软件设计第五章讲系统调试分析结果出结课题未发展做出展
第二章 系统总体设计
21 具体介绍交通信号系统
211 信号控制方式分类
信号机控制交通流称交通信号控制交通信号控制目交通量相适应时间分配相互交错交通流通行权信号控制方式分类种文控制范围信号控制分点控线控面控
（1）点控
单点交叉口交通信号控制通常简称点控制 单交叉口控制象通灯色变化保证安全前提方车辆通交通信号控制基形式点控制分：定周期控制感应式信号控制模糊逻辑式信号控制
（2）线控
线控干道交通信号协调控制系统简称条干道批相邻交通信号联动起干线交叉口信号控制器具相周期绿信号开启时间相继错开干线行驶车辆少遇遇红灯减少延误便提高整干道通行力
（3）面控
区域交通信号控制系统简称面控整区域中信号交叉口作协调控制象控制区受控交通信号受中心控制室中央控制机集中控制提高道路通行力增加交通安全节省源减少污染等等
种控制控制变量三：信号周期绿信相位差点控制需控制前两变量总交通控制程描述：根交通法规通信号灯色变化指示提示车辆交叉口处通信暂停保证安全前提限度提高交叉路口通行力
212 交通规介绍
通行制道路交通规中基原然话道路意走动必然造成交通秩序车辆行行道交通秩序重表现
世界现存两种通行制：左行制右行制全世界约90国家实行右行制全世界统采右行制国采右行制
现基交通规介绍：
（1）驾驶员必须两边斑马线道非中间隔离岛
（2）果进入转盘左拐弯右拐弯必须分左右指示灯进入果转盘直行指示灯进入转盘时必须路右边车流 出转盘时必须着进入转盘时车道左转灯
（3）十字路口禁止左转灯时左转
（4）转盘左拐弯进入拐弯知道离开转盘必须直左转灯
（5）行车道仅供行车公车道仅供行车摩托车公交巴士 驾驶士穿越两种特殊车道道拐弯停车（果标志许话）必须路正合法两种车道车辆
213 交通信号控制硬件设备简介
交通信号灯硬件设备构成分五部分：
（1）信号灯：悬挂道路空设置路侧灯柱发光装置装彩色信号灯
（2）车辆检测器：车辆通检测器时感应原理检测交通参数设施感应式信号控制系统必设施
（3）线遥控装置：启闭信号灯控制紧急车辆通时红灯
（4）电子警察(摄机)：监控违章车辆
（5）单片机系统：整信号灯控制核心
（6）附属设施：包括灯杆灯柱基础装置信号控制机底座基础埋设悬挂传输线路道线杆等
214 交通信号控制系统信息传输系统简介
信息传输系统通讯系统信息方传输方信息传输系统交通信号控制系统中重组成部分通信系统组成：
（1）通信信道
a）信道容量 信息传送通路通常称信道线路描述信道仅通连接点点理通路根具携带信息容量
b）信道方
单工： 信息源接收器间提供单单性通道
半双工：种通信方式A站B站间通信信道数A站发送B站接收B站发送A站接收
双工： 允许信息时两方传输信道
（2）数字数传输
（3）调制解调
215 常交通标志简介
交通标志交通系统中重部分帮助驾驶员掌握方情况现部分常标志介绍：
表21 指示标志
直行
左转弯
右转弯
直行右转弯
左右转弯
右侧道路行驶
左侧道路行驶
立交直行右转弯 行驶
环岛行驶
直行左转弯
立交直行转弯行驶
鸣喇叭
机动车道
准许试刹车
单行驶（左右）
单行驶（直行）
216 交通信号控制原理
交通信号控制原理定控制程序交叉路口方通红黄绿三色灯循环显示指挥交通流时间实施隔离交通规规定：红灯——停止通行绿灯——放行黄灯——清尾允许已停车线车辆继续通行通交叉路口信号相位方案指交通信号灯轮流某方车辆行分配交通权种序安排种控制（进口道方显示色灯组合）称信号相位相位应步伐步伐应该时刻灯色状态
路口交通灯直进行着周期性相变控制车辆运行交通灯优化控制问题改变相持续时间相邻路口相周期目标达优
22 设计方案
方案：交通控制系统控制东西南北车道交通整系统STC89C52RC单片机核心芯片通控制三色LED亮灭控制车道通行外通复位键恢复程序初始状态总体设计框图图21示：
图21 方案设计框图
方案二：采标准STC89C52RC单片机控制器通行倒计时显示采3位数码车道指示灯采三色发光二极LED显示采动态扫描节省端口紧急车辆通行采实时中断完成识方法采手动钮系统构架设计单片机端口资源刚满足求该系统具电路简单设计方便显示亮度高耗电少性高占单片机资源太整框图设计图22示：
图22 方案二设计框图
方案三：采标准STC89C52单片机控制器通行倒计时东西南北车道通行指示采单块LCD液晶点阵显示器种方案设计占单片机端口少硬件少耗电少然显示图案精美亮度太暗晚开背光灯较少采
通综合分析出方案具综合设计优点城市道口交通灯控制系统模型采方案设计
23 系统工作原理
采单片机IO口P0口通拉电阻交通灯相连接P30P31口接数码控制位控制数码显示程序放STC89C52RC单片机ROM中十字路口四组红黄绿交通灯中单片机P10P12 P15P17P20P22P25P27控制交通灯发光二极阳极通限流电阻电源正极相连IO口输出低电时相连指示灯会亮通数码显示时间倒计时IO口输出高电时相应指示灯会灭交通出现障碍需恢复初始状态时复位键键单片机9脚RST键控制
24 简单介绍STC89C52RC单片机
STC89C52RCSTC公司生产低电压高性CMOS8位单片机片含8Kb反复擦写Flash读程序存储器512b机存取数存储器（RAM）器件采高密度非易失性存储技术生产兼容标准MCS—51指令系统片置通中央处理器（CPU）Flash存储单元功强STC89C52RC单片机您提供许高性价应场合灵活应种控制领域单片机擦读存储器反复擦100000次功8位CPU闪烁存储器组合单芯片中种高效微控制器 STC89C52RC单片机嵌入式控制系统提供种灵活性高价廉方案该器件采ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造工业标准MCS51指令集输出脚相兼容
1时钟电路
STC89C52部构成振荡器高增益反相放器引脚RXDTXD分放器输入端输出端时钟部方式产生外部方式产生部方式时钟电路图23(a) 示RXDTXD引脚外接定时元件部振荡器产生激振荡定时元件通常采石英晶体电容组成联谐振回路晶体振荡频率12～12MHz间选择电容值5～30pF间选择电容值频率起微调作
外部方式时钟电路图2—2（b）示RXD接TXD接外部振荡器外部振荡信号特殊求求保证脉宽度般采频率低12MHz方波信号片时钟发生器振荡频率两分频产生两相时钟P1P2供单片机
（a）部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路
图23 时钟电路
2复位复位电路
（1）复位操作
复位单片机进行初始化操作功PC初始化0000H单片机0000H单元开始执行程序系统正常初始化外操作失误程序运行出错导致系统进入死锁状态时样需复位键重新启动摆脱面困境
PC外复位操作寄存器影响复位状态表22示
表22 寄存器复位状态
寄存器
复位状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
00H
TL0
00H
PSW
00H
TH0
00H
SP
07H
TL1
00H
DPTR
0000H
TH1
00H
P0P3
FFH
SCON
00H
IP
XX000000B
SBUF
定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
00H
（2）复位信号产生
RST引脚复位信号输入端复位信号高电效效时间应持续24振荡周期(二机器周期)颇率6MHz晶振复位信号持续时间应超4us完成复位操作产生复位信号电路逻辑图24示：
图24 复位信号电路逻辑图
整复位电路包括芯片部芯片外部外部电路产生复位信号(RST)送施密特触发器接着部复位电路机器周期S5P2时刻施密特触发器输出进行采样然部复位操作需信号
复位操作电动复位键手动复位两种方式
电动复位通外部复位电路电容充电实现电路图25（a）示佯电源Vcc升时间超1ms实现动电复位接通电源成系统复位初始化
键手动复位电方式脉方式两种中键电复位通复位端电阻Vcc电源接通实现电路图25（b）示键脉复位利RC微分电路产生正脉实现
电路图25（c）示：
（a）电复位 （b）键电复位 （c）键脉复位
图25 复位电路
述电路图中电阻电容参数适6MHz晶振保证复位信号高电持续时间2机器周期
系统复位电路采图25（b）电复位方式
3．STC89C52RC引脚图
图26AT89C51引脚图
图26 51系列单片机引脚图
AT89C51中断源量址图27 示：
图27 中断源量址
4．STC89C52RC特性功
功图28示：
图28 STC89C52功
25 总体设计
251 功概述
设计单片机LED数码显示模块键等构成单片机集成IC芯片STC89C52单片机需根实际选型部分需根应求性指示设计
①系统交通灯控制规：
1）系统设置四组红黄绿交通指示灯配置四队LED显示器正常情况两干线红黄绿灯进行转换
2)东西方南北方交通行东西方次放行30秒南北方次放行30秒
3)绿灯亮表示通行红灯亮表示禁止通行次绿灯变红灯前黄灯亮5秒钟
4）十字路口倒计时显示便更方便直观握时间具体求东西方南北方通行时间黄灯亮时间均秒单位作减计数
252 系统构成
整系统构成STC89C52RC单片机核心IO口扩展LED数码显示复位电路时钟电路等组成单片机作整硬件系统核心协调整机工作控制器数处理器单片机晶振电路复位电路等组成
行车方指示采LED发光二极红绿两种颜色指示放行禁止黄灯作红绿转换提示形象直观系统采双数码倒计时计数功显示数字99
第三章 系统硬件设计
31 交通灯通行模式行车方指示
交通灯控制规道口红黄绿三种指示灯交道口模型图21示：
图31 交道口模型图
2组LED数码设置通行时间（路口默认通行时间均30s）进行倒计时倒计时5S时绿灯变成黄灯进行红黄绿灯显示两种通行方式分：
图32 通行方式示意图 图33 通行方式二示意图
通行方式：倒计时时间30s（通行时间）红绿灯状态：东西通行：绿南北禁行：红图32示
通行方式二：倒计时时间30s（通行时间）红绿灯状态：南北通行：绿东西禁行：红图33示
通行默认时间30s系统设置意更改功根实际情况进行调整提高车辆通率缓减交通压力通行结束前5秒钟黄灯亮直结束设计选LED发光二极红绿灯状态指示交通指示信息绿色表示通行红色表示禁止通行黄灯等指示信息目然
32单元电路模块功
321 时钟电路模块
时钟电路晶体振荡器12MHZ两30pF瓷片电容组成时钟电路产生单片机工作需时钟信号时序研究指令执行中信号间相互关系单片机身复杂步时序电路保证步工作方式实现电路应唯时钟信号控制严格工作电路图34示
图34 时钟电路模块
322 复位电路模块
复位电路单片机CPU系统中部件处某确定初始状态状态开始工作进入系统正常初始化外程序运行出错
操作错误系统处死锁状态时摆脱困境需复位电路重新启
动设计采键复位电路电路图35示：
图35 复位电路模块
323 控制系统模块
控制器采STC89C52RCSTC89C52RC 单片机宏晶科技推出新代高速功耗低抗干扰力强单片机8051单片机指令代码兼容12时钟机器周期6时钟机器周期意选择
特点：
1增强型8051单片机6时钟机器周期12时钟机器周期意选择8051单片机指令代码兼容
2工作时电压：55V～33V（5V 单片机）38V～20V（3V 单片机）
3工作频率范围：0～40MHz基普通80510～80MHz样实际工作频率基达48MHz
4户应程序空间 8K 字节
5片集成 512 字节 RAM
6通IO口（32）复位：P1P2P3P4准双口弱拉P0口漏极开路输出作IO口需加拉电阻作总线扩展时需加拉电阻
7ISPIAP需专门编程器需专门仿真器通串口（RxDP30TxDP31）直接载户需程序秒钟完成片
8具EEPROM功
9具门狗功
10316位定时器计数器定时器 T0T1T2
11外部中断4路低电触发电路者降中断外部中断低电触发中断方式唤醒Power Down模式
12通异步串行口（UART）外定时器软件实现UART
13工作时温度范围：40～+85℃（工业级）0～75℃（商业级）
14DIP 封装
图36 控置系统模块电路
324 交通灯输出控制模块
道口交通灯指示采红黄绿发光二极进行提示图图37示：
图37 LED显示模块电路
R1000欧时公式A(518)R计算电路中电流应A32mA路口通行双指示处理相端口应具64mA吸收电流力
325 时间显示电路模块
考虑设计需方分二位数码显示倒计时时间构成交通提示信息形象逼真系统倒计时显示功数码实现方东西例数码面显示数值绿灯设置时间值停递减秒钟减1直减0然相原理红灯绿灯循环
系统1二位LED数码模拟交通灯控制板面四组交通灯中间分放置着基四方显示容应该相四组样组数码模拟四组数码位根信号线控制十位根信号线控制
道口通行剩余时间采红色7段数码显示采阴数码单片机P0口加拉电阻驱动P30P31控制数码位显示电路图38示：
图38 数码显示模块电路
326 系统电源模块电路
该系统中51单片机三极工作电压均5V电压保证系统稳定工作需设计稳定提供5V电压供电系统设计采外置5V稳压开关电源作系统供电电源系统电源输入接口加滤波电容确保工作电压稳定电源输出接口加LED 电源指示灯判定电源否正常工作该系统电源电路设计图39示：
图39 系统电源电路
第四章 系统软件设计
根实际交通灯变化情况规律假设十字路口东南西北走初始状态1东西绿灯通车南北红灯亮30s转状态2东西绿灯灭黄灯亮南北红灯灭黄灯亮5s转状态3南北绿灯通车东西红灯亮30s转状态4南北绿灯灭黄灯亮东西红灯灭黄灯亮5s循环状态1交通信号灯说东西南北四组灯道两组信号灯显示情况相采单片机部IO口控制12信号灯通编写程序实现发光二极控制模拟交通信号灯理
41 软件总体流程图
软件总体设计流程图见图41完成部分软件控制协调系统程序模块完成工作系统初始化发送显示数时键进行扫描等外部中断根需功进行相应操作流程图图42示
图41 软件总体流程图 图42 正常情况交通灯控制流程
42 软件子程序流程
421 复位状态子程序
现社会济发展状况身边交通状况显越越拥挤道路交通突然状况越越特车流辆较集中十字路口设计紧急状态车辆禁行行通行紧急情况结束复位钮转成动状态图43示：
图43 复位状态子程序
422 显示状态子程序
图44 显示状态子程序
设计路口灯较通行状态前文已描述赘述然整系统LED灯数量较方灯司职交通指挥更加显明手动复位初始化情况路口交通灯均点亮时LED灯出现障目然时检修紧急中断信号出现显示子程序优先处理中断程序路口信号灯置红色禁止通行紧急状态解信号灯进入正常状态显示
第五章 系统调试分析结果
设计身求稳定性高免维护抗干扰力强等功系统调试验证数处理精度确保判断准确性外时必须确认项功正常运行
51 电路板实物制作
511 印制电路板PCB图绘制
电路硬件设计中单片机IO口控制路交通灯循环点亮芯片单片机P0口控制数码显示点亮芯片中接线路较硬件布局中位LED灯数码布局较固定化集中分布控制两路口采双面PCB板话电路布线较容易实现现实水中做双面板会出现焊点接触良导致电路调试程易实现决定单面板布线单片面板布线需牺牲设计电路板部分实际电路美观印刷电路板设计基原理基础电路设计实现需功印刷电路板设计指布局设计考虑述外部连接布局部电子元件金属线通孔优化布局电磁保护佳布局种素散热等原出色布局设计降低生产成达良电路性散热性
512 实物制做
准备工作：采购万板干张实物电路需种元器件
基电子器件制板工具
①总制板工艺程序
1)先元器件摆放万板确实原件位置原美观容易焊接
2)摆位置元器件焊板子焊台完成
3)根原理图连线连接起连接导线量细点
②制板心：制板程中
1)首先PROTEL设计时候出现错误导致印制电路板制作错误
2)次设计理实际误差导致法实现目标
3)焊接程中出现问题焊跳线时候接线太手工焊接焊接设备烙铁头高温容易老化氧化温度控制导致焊盘脱落原件烫伤等原导致报废块板子外焊盘太损坏迹象焊接方便出现虚焊花长时间焊焊点美观
4)焊接程中时候焊锡会心相邻两根引线短路次做板积累验次做板时候定注意PCB引线间距离设置太手工制作精度密度必须度力范围考虑手工制板局限性线路细密导致氧化短路障拥宝贵验相信制板定会完美保证电路实现
52 系统硬件调试
设计程中交通灯控制系统PCB电路板需焊接工作量非常电路安装完成首先需进行检查确保电路没虚焊没短路断路集成元件安装没错误电路调试功模块分类根电路功进行步步：通行方式功（包括两种通行方式）指示灯亮度驱动电路倒计时功数码亮度复位功等调试
53 系统软件调试
系统软件系统选般单片机通信C语言程序进行编写调试语法差错外确认程序没问题时通直接载单片机调试采取调试方法单独调试模块然连接成完整系统完成完整系统调试
54 系统总体调试
系统做进行系统完整调试务检验实现功效果校正误差
测试开始发现系统出现两问题：部分交通灯亮度够发出光非常微弱致感觉亮度二数码工作没时间显示设计求完全符找出问题解决方法查找电路输出部分输出电发现现象采数码阴极数码控制数码段显示P30P31口输出高电
方查阅资料解决第二问题两解决方法硬件电路作修改数码换成阳极数码样数码正常进行时间显示二修改程序控制数码段码P0输出低电采修改硬件电路方法话硬件电路作变动已布线必须相应变动操作起较麻烦采第二种方法修改程序电路中段码代码次调试设计求指标系统数码电路部分基预先设定求进行倒计时显示亮度求基符合预先设想
接问题解决交通灯亮度足致部分交通灯勉强出亮已明显满足设计求方检测认LED灯驱动力足引起亮度弱问题修正问题LED灯增加驱动电路提高电路驱动力实现步骤必须硬件电路进行定改动LED灯驱动电路集成电路电路芯片进行驱动初步方案中考虑集成电路完成客观方面原没制作实物环境条件部分改进作设想没时间付诸实施基问题解决问题原理定解
总结展
次设计程中发现问题感觉难手似简单电路动手设计出难件事原没常动手设计电路资料查找难题求学中应该注意点更重学会书中学知识实际电路联系起业学会起促进帮助相信通次毕业设计学中会更加努力力争门课学学精时通次毕业设计巩固学专业知识理实践真正意义
时通次毕业设计巩固学专业知识理实践真正意义相结合起考验助互联网络搜集查阅相关文献资料组织材料综合力中测验认识方面欠缺足便日学中改进提高通电路CAD 软件Multisim解计算机辅助设计(CAD)智化利提高工作效率
题目非常重选择题目满足适合组制作考虑身力容易找相关参考资料等条件符合说条件做出设计选择数控直流稳压电源设计课程查找量方面相关参考资料单片机原理机应电子技术基础等查阅种需芯片脚资料参考资料基础构想设计方案确定设计方案
确定终设计方开始着手完善理方案根设计方案容画出具体原理图进行逻辑分析理计算然电子市场根设计求购买量需原器件准备设计需切材料
次难忘历觉充实许学东西更重学会协合作学会遇问题应该解决学工作中起着重作总次设计程中收获次设计完成验生路着非常重意义
致谢
设计部分工作导师XX精心指导悉心关怀完成学业设计部分工作中倾注着老师责心耐心教诲导师严谨治学断探索科研作风孜孜倦敬业精神深受启迪尊敬导师身仅进步增长知识见解深步掌握学知识更提高分析问题解决问题力走工作岗位结实基础导师致衷心感谢深深敬意
设计（文）撰写程中专业老师予指导性意见文撰写修改提供许帮助表示衷谢意年学生活中许学院领导系领导许老师指导帮助
日常学生活中班学予帮助
感谢帮助父母朋友领导老师学表示谢意
衷感谢位老师抽空评阅设计参加答辩
XX
2013年6月
参考文献
1．杨兆升新代智化交通控制系统关键技术应[M]中国铁道出版社(第1版)2008年
2．刘成C51应[M]海：华东理工学出版社2009
3．谢维成杨加国单片机原理应C51程序设计[J]北京：清华学出版社2009
4．孙宇尖基MSC51单片机交通灯控制系统研究科技信息2009
5．王祝简易单片机交通灯控制系统[J]凯里学院学报201025(12)：2337
6．王全宇杜丽霞计数器交通灯控制电路中应[J]微计算机信息201015(11)：8185
7．王晓萍陈嫄嫄单片机十字路口交通灯控制系统中应[J]十堰职业技术学院学报201031(12)：3441
8 吕宁具倒计时功单片机交通灯模拟控制系统设计[J]职业201010(10)：1225
9 馀吉万等编城市文通计算机控制理[M]北京测绘出版杜1985
10张辉8051单片机控制交通信号灯方法研究[J] 邵阳师范高等专科学校学报200123(5)1820
11A Albagul M Hrairi Wahyudi etal Design and Development of Sensor Based Traffic Light System[J] American Journal of Applied Science20063 (3) 17451749
12Shilpa S Chavan (Walke) Dr R S Deshpande J G RanaDesign of intelligent traffic light controller using embedded system[C] Second International Conference on Emerging Trends in Engineering and Technology ICETET09200910861091
附录
附录A元器件清单
元器件名称
参数
数量（）
IC插座
DIP40
1
单片机
STC89C52RC
1
发光二极
LED
12
电阻
1K
21
瓷片电容
22pF
2
开关
键开关
1
电解电容
10uF
1
七段数码
阴极
1
晶振
110592
1
锁键
6*6
1
附录B总体电路原理图仿真图实物图
电路原理图
仿真图
实物图
附录C程序
#include
#include
Sbit smg1P3^0
sbit smg2P3^1
sbit N_greenP2^0
sbit N_redP2^1
sbit N_yellowP2^2
sbit S_greenP2^7
sbit S_redP2^6
sbit S_yellowP2^5
sbit W_greenP1^0
sbit W_redP1^1
sbit W_yellowP1^2
sbit E_greenP1^7
sbit E_redP1^6
sbit E_yellowP1^5
int djs30js0bt30 djsbt初始倒计时时间修改
int table[]{0xc00xf90xa40xb00x990x920x820xf80x800x90}
int table[]{0x3f0x060x5b0x4f 0x660x6d0x7d0x07 0x7f0x6f0x40}
void jtd()
void djsxs()
void delayms(int x)
{
char i
while(x)
{
for(i150i>0i)
}
}
setxs()
{
int b1b2
b1djs10
b2djs10
P0table[b1]
smg10
delayms(3)
smg11
P0table[b2]
smg20
delayms(3)
smg21
}
void delayms2(int p)
{
char i
while(p)
{ setxs()
for(i150i>0i)
setxs()
}
}
Timer0_init()
{
js0
TMOD0x01 T0定时器方式1
TH00x4c
TL00x00
TR01 IT11
ET01 EX11
EA1
}
void timer0() interrupt 1 using 1
{
TF00
TH00x4c
TL00x00
js++
if(js20)
{ js0
djs
led1~led1
}
}
void djsxs()
{ int b1b2
b1djs10
b2djs10
P0table[b1]
smg10
delayms(3)
smg11
P0table[b2]
smg20
delayms(3)
smg21
}
void jtd()
{
int tp1
while(1)
{
tp1
djsxs()
if(djs>5)
次数djs>5 djs<5表示倒计时等5时开始亮黄灯
四次修改
{
W_red0
E_red0
N_green0
S_green0
}
if(djs<5)
{
N_green1
S_green1
N_yellow0
S_yellow0
}
if(djs0)
{
djsbt
while(tp)
{
djsxs()
if(djs>5)
{
W_red1
E_red1
W_green0
E_green0
N_yellow1
S_yellow1
N_red0
S_red0
}
if(djs<5)
{
W_green1
E_green1
W_yellow0
E_yellow0
}
if(djs0)
{
djsbt
N_red1
S_red1
W_yellow1
E_yellow1
tp0
}
}
}
}
}
main()
{
Timer0_init()
W_red1
E_red1
W_green1
E_green1
W_yellow1
E_yellow1
N_green1
S_green1
N_yellow1
S_yellow1
N_red0
S_red0
jtd()
}
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档