基于单片机交通灯控制新版系统的设计.doc
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1、单片机系统开发与应用工程实习报告选题名称:基于AT89S52单片机交通灯控制系统设计 系(院): 计算机工程学院 专 业: 计算机科学与技术(嵌入式软件设计) 班 级: 姓 名: 学 号: 指引教师: 年学期: 年 第 2 学期年 5 月 30 日摘要:随着国内经济高速发展,私家车、公交车增长,无疑会给国内交通系统带来沉重压力,诸多大都市都不同限度地受到交通阻塞问题困扰。下面以AT89S52单片机为核心,设计出以人性化、智能化为目交通信号灯控制系统我用发光二极管模仿交通信号灯,用按键开关模仿车辆检测信号。正常状况下,A、B两车道轮流放行,A车道放行45s,其中5s用于警告;B车道放行25s,其
2、中5s用于警告。交通灯繁忙时,可人为地变化信号灯状态,以缓和交通拥挤状况。遇到紧急状况时,A、B两车道均为红灯,禁行20s。本设计重要做了如下几方面工作:一是拟定系统交通控制总体设计,涉及,十字路口详细通行禁行方案设计以及系统应拥有各项功能,二是显示电路等设计和基本功能规定。三是进行软件系统设计,对于本系统,本人采用单片机汇编语言编写,总体上完毕了软件编写。核心词:交通控制;AT89S52;汇编语言;目录1 绪论11.1单片机交通控制系统选题背景11.2单片机交通控制系统选题现实意义12 项目概述22.1 项目规定22.2 系统设计33 硬件设计43.1 电路图原理43.2 单片机控制交通信号
3、灯模仿系统电路图54 软件设计64.1 程序流程图64.2 程序清单85 系统仿真及调试10总 结12参照文献131 绪论1.1单片机交通控制系统选题背景随着人口迅速增多,交通工具爆炸性发展,以及道路资源有限性,交通控制就应运而生,在人类生活、工作环境中,交通扮演着极其重要角色,人们出行都无时不刻与交通打着交道。自18世纪工业革命以来,工业发展带动整个交通运送发展,从而催生了单独交通控制学问与管理机构。交通控制系统是近当代社会随着物流、出行等交通发展产生一套独特公共管理系统。要保证高效安全交通秩序,除了制定一系列交通规则,还必要通过一定技术手段加以实现。当代人类科学技术,特别是电子科学技术发展
4、和成熟能比较好解决系统建立中硬软件方面规定技术难题。当前,交通控制方面研究能完全实现自动智能化,甚至将整个区域整合成一种统一系统范畴,还能依照正常时段以及特定突发时段状况进行科学自动调节。交通对于社会工业经济和人们生活生产中有着十分重要意义。随着单片机和传感技术迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化,交通自动监测控制方面研究有了明显进展,并且必将以其优秀性能价格比,逐渐取代老式交通控制办法。1.2单片机交通控制系统选题现实意义都市道路交通自动控制系统发展是以都市交通信号控制技术为前导,与汽车工业并行发展。在其各个发展阶段,由于交通各种矛盾不断浮现,人们总是尽量地把各个历史阶段当时最新科技成果应用
5、到交通自动控制中来,从而增进了交通自动控制技术不断发展。早在1850年,都市交叉口处不断增长交通就引起了人们对安全和拥堵关注。世界上第一台交通自动信号灯诞生,拉开了都市交通控制序幕,1868年,英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色煤气照明灯,用来控制交叉路口马车通行,但一次煤气爆炸事故致使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。19及稍晚某些时候,美国克利夫兰、纽约和芝加哥才重新浮现了交通信号灯,它们采用电力驱动,与当前乎义上信号灯已经相差无几。1926年英国人第一次安装和使用自动化控制器来控制交通信号灯,这是都市交通自动控制起点。初期交通信号灯使用“固定配时”方式实行自动
6、控制,这种方式对于初期交通流量不大状况曾起过一定作用。但随着汽车工业发展、交通流量增长、随机变化增强,采用以往那种单一模式“固定配时”方式已不能满足客观需要,于是一种多时段多方案信号控制器开始浮现并逐渐取代了老式只有一种控制方案控制器。 20世纪30年代初,美国最早开始用车辆感应式信号控制器,之后是英国,当时使用车辆检测器是气动橡皮管检测器。车辆感应控制器特点是它能依照检测器测量交通流量来调节绿灯时间长短,使绿灯时间更有效地被运用,减少车辆在交叉口时间延误,比定期控制方式有更大灵活性。车辆感应控制这一特点刺激了车辆检测器技术发展。继气动橡皮管式检测器之后,雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、
7、红外以及环形线圈等检测器相继问世。当今在都市道路交通自动控制、交通监测和交通数据采集系统中,应用最广是环形线圈车辆检测器。超声波检测器重要在日本等少数国家得到广泛应用。计算机技术浮现为交通控制技术发展注入了新活力,更是实现了以一种都市或者更大地区,而非简朴一种路口交通总体控制系统。1952年,美国科罗拉多州丹佛市初次运用模仿计算机和交通检测器实现了对交通信号机网配时方案自动选取式信号灯控制,而加拿大多伦多市于1964年完毕了计算机控制信号灯实用化,建立了一套由IBM650型计算机控制交通信号协调控制系统,成为世界上第一种具备电子数字计算机都市交通控制系统都市。这是道路交通控制技术发展里程碑。可
8、以说,在近百年发展中,道路交通信号控制系统经历了手动到自动,从固定配时到灵活配时,从无感应控制到有感应控制,从单点控制到干线控制,从区域控制到网络控制长远过程。交通控制研究发展,旨在解决人类交通因需求增多而日益繁重带来问题,局限于道路建设暂时局限性和交通工具迅速增长,就要使更多车辆安全高效运用有限道路资源,避免因无序和抢行等无控制因素导致不必要阻塞甚至瘫痪,此外,针对整个交通线路车辆多少实时调节和转移多条线路分流也十分必要。2 项目概述随着国内经济高速发展,私家车、公交车增长,无疑会给国内交通系统带来沉重压力,诸多大都市都不同限度地受到交通阻塞问题困扰。下面以AT89S52单片机为核心,设计出
9、以人性化、智能化为目交通信号灯控制系统。2.1 项目规定用AT89S52单片机控制一种交通信号灯系统,晶振采用12MHz。设A车道与B车道交叉构成十字路口,A是主车道,B是支道。设计规定如下: (1)用发光二极管模仿交通信号灯,用按键开关模仿车辆检测信号。(2)正常状况下,A、B两车道轮流放行,A车道放行50s,其中5s用于警告;B车道放行30s,其中5s用于警告。(3)交通灯繁忙时,交通信号灯控制系统应有手控开关,可人为地变化信号灯状态,以缓和交通拥挤状况。在B车道放行期间,若A车道有车而B车道无车,按下开关K1使A车道放行15s;在A车道放行期间,若b车道有车而A车道无车,按下开关K2使B
10、车道放行15s。 (4)有紧急车辆通过时,按下K3开关使A、B车道均为红灯,禁行20s。2.2 系统设计 2.2.1 总体设计思想交通灯控制系统重要控制A、B两车道交通,以AT89S52单片机为核心芯片,通过控制三色LED亮灭来控制各车道通行;此外通过3个按键来模仿各车道有无车辆状况和有紧急车辆状况。依照设计规定,制定总体设计思想如下:(1)正常状况下运营主程序,采用0.5s延时子程序重复调用来实现各种定期时间。(2)一道有车而另一道无车时,采用外部中断1执行中断服务程序,并设立该中断为低优先级中断。(3)有紧急车辆通过时,采用外部中断0执行中断服务程序,并设立该中断为高优先级中断,实现二级中
11、断嵌套。2.2.2 框图设计基于AT89S52单片机交通信号灯控制系统由电源电路、单片机主控电路、按键控制电路和道路显示电路几某些构成,框图如图1-1所示。图2-1 基于AT89S52单片机交通灯控制系统框图3 硬件设计3.1 电路图原理用12只发光二极管模仿交通信号灯,以AT89S52单片机P1口控制这12只发光二极管, 由于单片机带负载能力有限, 因而,在P1口与发光二极管之间用74LS07作驱动电路,P1口输出低电平时,信号灯亮;输出高电平时,信号灯灭。在正常状况和交通繁忙时,A、B两车道6只信号灯控制状态有5种形式,即P1口控制功能及相应控制码如表1-1所示。分别以按键K1、K2模仿A
12、、B道车辆检测信号,开关K1按下时,A车道放行;开关K2按下时,B车道放行;开关K1和K2控制信号经异或取反后,产生中断祈求信号(低电平有效),通过外部中断1向CPU发出中断祈求;因而产生外部中断1中断条件应是:=K1+K2 (3-1),可用集成块74LS266(如无74L266,可用74LS86与74LS04组合代替)来实现。采用中断加查询扩展法,可以判断出规定放行是A车道(按下开关K1)还是B车道(按下开关K2)。以按键K0模仿紧急车辆通过开关,当K0为高电平时属正常状况,当K0为低电平时,属状况直接将K0信号接至INT0(P3.2)脚即可实现外部中断0中断。表3-1 交通信号灯与控制状态
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