单片机交通灯控制交通灯设计组员名单 132011081 计算机二班 阮志明 132011061 计算机二班 廖德章 交通灯的背景 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导 交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在 19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街 头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳 手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最 早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊 特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上， 安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以 旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿 色表示“注意”。交通灯的意义当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方 便人、车、路三者关系的协调，多值化方向发展随着社会经济 的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。这些城市纷纷 修建城市高速道路，在高速道路建设完成初期，它们也曾有效 地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高 速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作 用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路 的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约 。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决 的重要问题之一。 城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制 与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指 挥系统中最重要的组成部分。交通灯的四个状态东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯 亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许 通行。 东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时5 秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等 待状态转换。 南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯 亮，倒计时30秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止 通行。 南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时5 秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等 待状态转换。交通灯的四个状态图例交通状态及红绿灯状态表东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管4个 ，在任一个路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行 ，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状 态如表所示。说明：0表示灭，1表示亮。状态1状态3状态4状态6东西向禁行等待变换通行等待变换南北向通行等待变换禁行等待变换东西红灯1100东西黄灯0001东西绿灯0010南北红灯0011南北绿灯1000南北黄灯0100交通状态及红绿灯状态交通灯控制系统的功能要求显示模块功能显示模块分数码管显示和LED显示 ，数码管倒计时显示可以提醒驾驶员 在信号灯颜色发生改变的时间、在“停 止”和“通过”两者间作出合适的选择。 驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计 时显示的信号控制方式，并且认为有 倒计时显示的路口更安全。倒计时显 示是用来减少驾驶员在信号灯色改变 的关键时刻做出复杂判断的一种方法 ，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的 时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两 者间作出合适的选择 。通过两种显示 结合，是本设计更合理可靠。按键模块功能本系统要求的按键控制不多，且I 0口足够，可直接采用独立式。按键 可以设置系统的运行状态，禁行状态 为数码管均显示“00”，红灯全亮；复位 按键可以将整个系统复位；东西通行 是东西方向的绿灯亮，南北方向上的 红灯亮；南北通行为南北方向上的绿 灯亮，东西方向上的红灯亮；时间加 减可以设置通行和等待通行的时间； 切换按键可以切换加减的方向时间。 通过安检模块的控制，使得整个系统 具有灵活性，实用性。交通灯系统的总体框图系统硬件总电路构成 实现本设计要求的具体功能，可以选用stc89C51单片机及 外围器件构成最小控制系统，12个发光二极管分成4组红 绿黄三色灯构成信号灯指示模块，8个LED东西南北各两 个构成倒计时显示模块，若干按键组成时间设置和模式选 择按钮和紧急按钮等。 本系统以单片机为核心，组成一个处理、自动控制为一身 的闭环控制系统。系统硬件电路由单片机、状态灯、LED 显示、按键等组成。其具体的硬件电路总图如图3-1所示 。 其中P0，P1，用于送显LED数码管的型和位，P2用于控 制红绿黄发光二极管，XTAL1和XTAL2接入晶振时钟电路 ，REST引脚接上复位电路，P3用于口按键控制。单片机引脚图最小系统引脚图交通灯控制系统的功能要求LED显示 LED交通灯利用发光二极管来显示 不同颜色的信号指示灯。数码管显示数码管是一种半导体发光器件， 其基本单元是发光二极管。数码管按 段数分为七段数码管和八段数码管， 八段数码管比七段数码管多一个发光 二极管单元（多一个小数点显示）； 按能显示多少个“8”可分为1位、2位、 4位等等数码管：按发光二极管单元连 接方式分为共阳极数码管和共阴极数 码管。键盘输入电路 单片机键盘有独立键盘和矩 阵式键盘两种：独立键盘每 一个I/O 口上只接一个按键 ，按键的另一端接电源或接 地（一般接地），这种接法 程序比较简单且系统更加稳 定；而矩阵式键盘式接法程 序比较复杂，但是占用的 I/O少。根据本设计的需要 这里选用了独立式键盘接法 。 在用单片机对键盘处理的时 候涉及到了一个重要的过程 ，那就是键盘的去抖动。这 里说的抖动是机械的抖动， 是当键盘在未按到按下的临 界区产生的电平不稳定正常 现象，并不是我们在按键时 通过注意可以避免的, 这里 选择了软件去抖动.程序主体设计流程宏定义I/O初始化定义共阴极字型编 码表定义函数变量并初 始化定义状态数组定义字位码函数进入主函数 main()定时器0初始化初始化外部中断进入while(1)循环调用显示控制函数 statusdis（）调用dissmg()函数设置字型码和字位码，完 成显示返回while(1)函数子程序模块设计 中断子程序 定时中断流程图INT0保护现场红灯全亮 维持10S恢复现场中断返 回INT1保护现场方程式控制显 示恢复现场中断返回定时中断服务程序在系统中的函数系统原理图参考文献