基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

1規(guī)范的成網(wǎng)控制交通燈控制系統(tǒng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。一般來說，交通燈系統(tǒng)采用固定周期換燈的控制模式。交叉口的交通燈通常只有紅色和黃色信號。行人通過交叉口時，他們會看到從路中間跳下來的綠燈。為符合以人為本的設(shè)計,我們可在路口安裝與信號燈同步的倒記時顯示器,行人和自行車可根據(jù)綠燈結(jié)束的時間決定是否過路口。實現(xiàn)路口交通燈系統(tǒng)的控制方法很多,可以用標準邏輯器件、可編程序控制器PLC、單片機等方案來實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用單片機控制交通燈和記時顯示,系統(tǒng)成本低,電路簡單。2交通燈控制系統(tǒng)十字路口的交通燈在工作時應(yīng)具有如下特點:紅燈亮表示該條道路禁止通行;黃燈亮表示該條道路上未過停車線的車輛禁止通行,已過停車線的車輛繼續(xù)通行;綠燈亮表示該條道路允許通行。設(shè)計任務(wù)與要求:(1)設(shè)計一個十字路口的交通燈控制電路,要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運行,每次通行時間都為1分鐘;(2)黃燈先亮5秒鐘,才能變換運行車道;(3)黃燈亮?xí)r,要求每秒閃亮一次。(4)如果發(fā)生緊急事件,例如救護車、警車經(jīng)過,則按下單脈沖按鈕,使得東、西、南、北四個方向紅燈亮。根據(jù)交通燈系統(tǒng)的控制要求,圖1所示為本系統(tǒng)的硬件電路圖。本原理圖畫出了一個路口的連線,其他路口與之相似。2.1內(nèi)程序usb空間80C51片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)空間為256B;片內(nèi)程序存儲器(ROM)空間為4KB。本系統(tǒng)所用到的數(shù)據(jù)單元不多,系統(tǒng)程序所占的空間也不大,利用80C51片內(nèi)的RAM與ROM就足夠,不用外擴數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器。2.2根據(jù)lunidale芯片的驅(qū)動數(shù)碼管段，六個大靈丹管驅(qū)動三個時數(shù)波管和三個紅燈信號燈采用超高亮度發(fā)光二極管開發(fā)的道路交通燈。LED應(yīng)用簡單、可靠性高、成本低。LED顯示方式為共陽極動態(tài)顯示方式。2.3信號輸出電路80C51的P0口的P00與P01經(jīng)地址鎖存器74LS373鎖存后,分別與四片8255的地址選擇線A0,A1相連,4片8255的片選信號CS分別由P27、P26、P25、P24提供。A0,A1的狀態(tài)與8255口的對應(yīng)關(guān)系如下(0,0)A口數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)總線;(0,1)B口數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)總線;(1,0)C口數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)總線;(1,1)總線數(shù)據(jù)——控制寄存器;因此四片8255口地址分別為:第一組:A口7F00H,B口7F01H,C口7F02H,控制寄存器7F03H。第二組:A口BF00H,B口BF01H,C口BF02H,控制寄存器BF03H。第三組:A口DF00H,B口DF01H,C口DF02H,控制寄存器DF03H。第四組:A口EF00H,B口EF01H,C口EF02H,控制寄存器EF03H。8255的基本工作方式為PA、PB口為基本輸出工作方式,PC口為基本輸入工作方式。顯示的倒記時和信號燈的狀態(tài)數(shù)據(jù)由80C51的P0口兼作的8位數(shù)據(jù)線輸出到8255的數(shù)據(jù)線D0～D7口。為簡化電路,各個路口紅、綠、黃信號燈的控制使用與倒記時顯示采用相同的電路,燈亮?xí)r送全亮代碼,燈滅時,送滅代碼。2.5單脈沖浪按鈕電路設(shè)計此電路采用基本RS觸發(fā)器電路,當(dāng)發(fā)生緊急事件時按下按鍵,產(chǎn)生負脈沖,引起INT0中斷,可進行緊急事件的處理。2.68外接陶瓷諧振器溫度的設(shè)計本系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式。外接石英晶體,電容C1與C2的值為30PF左右;如果外接陶瓷諧振器,電容C1與C2的值為47PF左右。在實際設(shè)計中采用的是外接晶體的方式。為提高溫度的穩(wěn)定性采用溫度穩(wěn)定性較好的電容,晶體頻率在1.2MHz—12MHz之間。2.780c51復(fù)制器的設(shè)計系統(tǒng)采用的是上電復(fù)位的方式。在通電的瞬間,在RC電路的充電過程中,RESET端出現(xiàn)正脈沖,用于復(fù)位。3各路口沖擊中斷按照路口交通運行的實際情況,在本系統(tǒng)中,設(shè)定系統(tǒng)的工作情況如下。本系統(tǒng)是循環(huán)顯示系統(tǒng),可根據(jù)交通燈的顯示規(guī)律設(shè)計軟件。設(shè)有一個十字路口東、西、南、北四個方向,以東、西路口綠燈亮為一個循環(huán)的開始。則一個循環(huán)過程中各路口狀態(tài)為:①首先,東西路口綠燈亮,紅燈滅,黃燈滅,倒記時顯示;南北路口綠燈滅,紅燈亮,黃燈滅,倒記時顯示;②其次,東西路口綠燈滅,紅燈滅,黃燈閃→紅燈亮,倒記時顯示;南北路口綠燈亮,紅燈滅,黃燈滅,倒記時顯示;③再次,南北路口綠燈滅,紅燈滅,黃燈閃→紅燈亮,倒記時顯示;東西路口綠燈亮,紅燈滅,黃燈滅,倒記時顯示;④最后,東西路口綠燈滅,紅燈滅,黃燈閃→紅燈亮到記時顯示;南北路口綠燈亮,紅燈滅,黃燈滅,倒記時顯示,到此本次循環(huán)結(jié)束。重復(fù)以上四個步驟即可。發(fā)生緊急事件時,按下按鈕執(zhí)行中斷程序,四個路口紅燈全亮,延時一定的時間后,恢復(fù)中斷前狀態(tài)。程序流程圖如圖2:4主代碼5交通燈承擔(dān)相關(guān)控制程序的設(shè)計對于交通燈這一類典型時間順序控制,利用單片機實現(xiàn)比較簡單、巧妙,其重點在于控制程