proteus十字路口交通信号灯控制系统仿真课程设计

目录

一、项目名称 (1)

二、选题背景 (1)

2.1 课题背景 (1)

2.2 交通灯的历史 (1)

三、单片机简介 (2)

四、设计基本要求和步骤 (3)

4.1 基本要求 (3)

4.2 设计步骤 (4)

五、硬件和软件设计 (5)

5.1 硬件电路图 (5)

5.2 程序流程图 (6)

5.3 程序运行效果图 (10)

六、心得体会 (12)

七、参考文献 (13)

一、项目名称

十字路口交通信号灯控制系统

二、选题背景

2.1 课题背景

由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。

2.2 交通灯的历史

1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。

随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。

中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。三、单片机简介

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列和52子系列。每个子系列有诺干中型号。51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是

80c52/87c52、80c32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。Inter

公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单

片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗

单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。

四、设计基本要求和步骤

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。

4.1 基本要求

本系统需要采用MSC-51系列单片机AT89C52作为中心器件来设计交通灯控制器，实现以下功能：

1.初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西方向通车。

2.延时27s，东西路口绿灯熄灭，黄灯闪烁3次。

3.黄灯闪烁后，东西路口红灯亮同时南北路口绿灯亮，南北

方向开始通车。

4.延时27s，南北方向绿灯灭，黄灯闪烁3次，然后又切换成

东西方向通车，如此重复。

5.当发生交通意外(中断产生)时，全部亮红灯，进行交通事

故的处理。当事故处理完毕（再次按中断键），重新按上述方式工作。

6.当南北路口的流量大时，可以增加南北路口亮绿灯的时间，

当东西路口的流量大时，可以增加东西路口亮绿灯的时间，结束后调回正常状态。

4.2 设计步骤

1.利用Proteus 7.5 SP3仿真软件按下列要求绘制仿真实例

?用4个共阳极LED数码管的分别表示东、西、南、北四个方

向路口，以数码管的上、中、下3个横段分别代表红、黄、

绿3盏灯

?用P0、P1口分别输出控制模拟交通灯的状态显示的数码管

和倒计时显示数码管的状态码

?P3^1、P3^2、P3^4~~~P3^7控制数码管的位选

?P2^0~~~P2^4接收中断信号并反馈给INT0接口进行中断处

理

2.按照基本要求编制程序实现相应功能。

五、硬件和软件设计

5.1 硬件电路图

硬件电路图通过Proteus 7.5 SP3仿真之后如图1所示，其中：按钮K0连接P2^0端口实现红灯全亮，处理交通意外

按钮K1连接P2^1端口实现南北方向亮灯时间+1s

按钮K2连接P2^2端口实现南北方向亮灯时间-1s

按钮K3连接P2^3端口实现东西方向亮灯时间+1s

按钮K4连接P2^4端口实现东西方向亮灯时间-1s

整体实验连接电路如下图所示：

5.2 程序流程图

5.3 程序运行效果图

图2 正常状态

图3 黄灯状态

图4 紧急状态

六、心得体会

通过这次交通灯的课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。在此，由于自身能力有限，在课程设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流得到解决。

还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西，对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼，能够为我们以后的工作于学习打下基础。

由于本人的水平有限，设计中难免会有一些不合理的部分，系统的稳定性还有待提高。

七、参考文献

●张文涛PROTEUS仿真软件应用华中科技大学出版社●王静霞单片机应用技术（C语言版）电子工业出版社●王东峰等单片机C语言设计100例电子工业出版社●周景润等基于Proteus的电路及单片机系统设计与仿真

北航大学出版社

●林志琦等基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真

北航大学出版社