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基于Proteus与单片机的交通灯控制电路设计

2018年01月09日 15:01 次阅读

城市道路错综复杂,相互交错,交通灯是城市交通的重要指挥系统。交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段,对减少交通事故有明显效果。但是车流量是随时变化的,而传统的交通灯模式采用的是定时控制,反而容易造成交通堵塞。因此设计一种基于Proteus与单片机的交通灯控制系统的设计与仿真,对减少交通事故,缓解交通阻塞,提高畅通率具有很重要的现实意义.

1、系统设计方案

东西、南北两干道交于一个十字路口,各干道有一组交通指示灯,每一个状态方向上均有一组红、绿灯,即一组交通指示灯都有左转、直行、右转3组红、绿灯和一个黄灯,指示车辆和行人安全通行.红灯点亮禁止通行,绿灯点亮允许通行.黄灯闪烁提示人们注意交通灯状态即将切换.

1.1、系统硬件电路的设计

利用单片机设计应用系统应考虑在满足设计要求的前提下,硬件电路要尽可能地简单,最大限度地用程序设计完成系统的各项功能.因此本文以STC89C52单片机为控制核心,设计交通灯的控制系统.在该系统中STC89C52和外围电路的各个模块进行信息交流并且进行相应的控制,系统组成框图如图1所示.

基于Proteus与单片机的交通灯控制电路设计

图1  交通灯系统组成框图

该系统由时钟电路、复位电路、控制系统电路、LED交通灯显示电路、七段数码管显示时间电路、自动和手动按键控制电路等组成.主控制器采用STC89C52单片机.P1口设置红、绿灯点亮和黄灯闪烁的功能,P0、P2口来显示时间,P3口设置系统工作模式.用发光二极管实现交通灯的红绿黄灯,时间的显示则采用七段数码管实现.

1.2、系统软件电路的设计

1)LED交通灯显示模块

89C52单片机P1口对LED交通灯进行控制,在不同的状态时控制相应的LED交通灯状态.

2)数码管显示模块

89C52单片机P0口进行时间倒计时段选,P2.0~P2.3端口进行数码管时间显示位选,用T2中断定时每2ms对七段数码管刷新一次.

3)键盘控制模块

89C52单片机P3.0~P3.3口与P3.6口外部键盘控制交通灯自动和手动状态及手动控制时的不同状态进行实时扫描,进入相应的运行状态.

2、系统工作模式

2.1、自动控制模式

本系统启动为自动控制模式.最初为南北直行方向导通即直行为绿灯,其余为红灯,并且数码管从15s开始倒计时,当倒计时至8s时黄灯开始闪烁(1s完成闪烁一次),闪烁3s后,即倒计时至5s时,南北方向左转和右转变为绿灯,直行为红灯;当倒计时至0s时,路口进入禁行等待状态,即绿灯全部熄灭红灯点亮,并且数码管从3s开始倒计时,同时黄灯开始闪烁3s;当倒计时再次为0s,黄灯闪烁完毕后,南北方向数码管从18s开始倒计时,同时东西直行方向导通即为绿灯,其余为红灯,并且数码管从15s开始倒计时,当倒计时至8s时黄灯开始闪烁(1s完成闪烁一次),闪烁3s后,即倒计时至5s时,东西方向左转和右转变为绿灯,直行为红灯;当倒计时至0s时,路口进入禁行等待状态,即绿灯全部熄灭红灯点亮,并且数码管从3s开始倒计时,同时黄灯开始闪烁3s;当倒计时再次为0s,黄灯闪烁完毕后,东西方向数码管从18s开始倒计时,同时南北直行方向导通即为绿灯,其余为红灯,并且数码管从15s开始倒计时,以此方式循环.

2.2、手动控制模式

1)当系统工作在自动模式时,如果按下当前正在导通状态的手动控制按键时,系统直接进入该导通状态,并且南北和东西方向的数码管均显示99;如果按下不是当前正在导通状态的手动控制按键时,系统将对当前正在导通的状态进行3s的黄灯闪烁倒计时状态,当倒计时结束后,系统将进入所按下的键的导通状态,同时南北和东西方向的数码管均显示99;此时再按下其余的手动控制按键时,系统将进入所按下的键的导通状态.

2)当系统工作在手动模式时,如果按下自动控制按键时,系统将对当前正在导通的状态进行3s的黄灯闪烁倒计时状态,当倒计时结束后,系统将进入最初的自动控制模式.

3)当系统工作时,如果系统处在南北直行方向导通时,此时南北方向的人行横道导通,人们可以通过人行横道穿越东西方向的人行横道;同理如果系统处在东西直行方向导通时,此时东西方向的人行横道导通,人们可以通过人行横道穿越南北方向的人行横道.

3、Proteus仿真设计

通过Proteus软件对系统硬件设计和软件设计结合仿真,程序代码通过Keil编辑、编译后生成HEX文件,然后通过点击单片机加载程序,实现硬件与程序的结合仿真.系统仿真结果如图2所示.

基于Proteus与单片机的交通灯控制电路设计

图2  基于Proteus和Keil的仿真结果

本文设计的交通灯控制系统以单片机STC89S52为主控制器,利用Proteus软件绘制硬件电路,利用Keil进行编程,然后进行整合仿真,实现了预定的功能.本系统分别在每一路,即南北和东西方向分别设有三路交通信号灯进行控制,即左转红绿灯、直行红绿灯、右行红绿灯,每个方向的三路交通灯同时运行.除此之外,本系统还设置了自动和手动两种模式可供选择,一般情况下,本系统在自动状态下运行,如果在交通运行高峰时,交警就会进行疏导,在此时,交警可以将本系统切换到手动模式,对交通进行疏导,特别适合在炎热和阴雨等不好的天气状况.本系统实用性较强、操作相对简单、扩展功能较强并且成本较低、功耗小,具有非常广泛的应用前景.

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为什么单片机不能直接驱动继电器和电磁阀?

单机片运用在那些方面呢?影响单片机晶振报价的五大...

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。那么它运用在...

发表于 2018-05-06 09:07 812次阅读
单机片运用在那些方面呢?影响单片机晶振报价的五大...

串口通信的原理,IO口模拟UART串口通信

UART串口波特率,常用的值是300、600、1200、2400、4800、9600、14400、1...

发表于 2018-05-04 15:26 1588次阅读
串口通信的原理,IO口模拟UART串口通信

单片机最小系统(电源、晶振和复位电路)全解析

有源晶振是一个完整的谐振振荡器,它是利用石英晶体的压电效应来起振,所以有源晶振需要供电,当我们把有源...

发表于 2018-05-04 15:22 1891次阅读
单片机最小系统(电源、晶振和复位电路)全解析

基于PIC12XX的精确延时技术方案设计

该PIC单片机具有高速度、低工作电压、低功耗、较大的输入输出直接驱动能力、在线串行编程、芯片的低价位...

发表于 2018-05-03 05:37 879次阅读
基于PIC12XX的精确延时技术方案设计

单片机学习方法和步骤

模拟电路是电子技术最基础的学科,她让你知道什么是电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、放大器等...

发表于 2018-05-02 09:32 1186次阅读
单片机学习方法和步骤

从单片机到PC的系统程序一些问题的理解

从单片机上知道,在上电的那一刻,MCU的程序指针PC会被初始化为上电复位时的地址,从哪个地址处读取将...

发表于 2018-05-01 18:01 514次阅读
从单片机到PC的系统程序一些问题的理解

浅谈stm8l系列单片机的低功耗机制

虽然MCU是停机了,但是电路板还有其他的芯片在工作,它们仍然在消耗电量,所以我们在停机前应该要把其他...

发表于 2018-05-01 10:53 128次阅读
浅谈stm8l系列单片机的低功耗机制

单片机究竟是如何构成的呢?

今天,首先学习单片机的基本构成和工作原理,以及外围功能电路,然后,挑战一个实际单片机的运行。

发表于 2018-04-30 16:27 587次阅读
单片机究竟是如何构成的呢?

【技术帖】如何防止单片机被解密

单片机一般都有内部ROM/EEPROM/FLASH供用户存放程序。

发表于 2018-04-30 09:11 155次阅读
【技术帖】如何防止单片机被解密

单片机按键的介绍独立按键与矩阵键盘的概述

按键按照结构原理科分为两类,一类是触点式开关按键,如机械式开关、导电橡胶式开关灯;另一类是无触点式开...

发表于 2018-04-29 20:24 1149次阅读
单片机按键的介绍独立按键与矩阵键盘的概述

单片机编程与芯片操作简单总结

对芯片的操作主要是对芯片内寄存器的操作,芯片内寄存器在存储器上映射的都有自己的唯一地址,这也就是对相...

发表于 2018-04-29 09:06 458次阅读
单片机编程与芯片操作简单总结

基于单片机的直接数字频率合成详解

频率合成技术迄今已经历了三代:直接频率合成技术、锁相环频率合成技术、直接数字式频率合成技术。直接数字...

发表于 2018-04-28 09:24 187次阅读
基于单片机的直接数字频率合成详解

单片机的组成及特点,发展趋势,分类和应用

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个...

发表于 2018-04-27 17:35 5792次阅读
单片机的组成及特点,发展趋势,分类和应用

三步教你如何成为单片机高手

当编写自己的程序信手拈来、阅读别人的程序能够发现问题的时候,说明你的单片机编程水平相当不错了。接下来...

发表于 2018-04-27 16:09 1811次阅读
三步教你如何成为单片机高手

单片机程序的作用是什么?如何编写?如何写入单片机...

要让单片机“听话”,就要用单片机能够听懂的语言发布命令,单片机能够听懂的语言称之为“指令”。任何一种...

发表于 2018-04-27 15:35 1293次阅读
单片机程序的作用是什么?如何编写?如何写入单片机...

单片机——内部资源,最小系统,硬件基础知识

STC89C52:8KFLASH、512字节RAM、32个IO口、3个定时器、1个UART、8个中断...

发表于 2018-04-27 15:08 653次阅读
单片机——内部资源,最小系统,硬件基础知识

单片机与微型打印机接口为例讲述这三种数据传输方式

这种数据传送方式中没有联络信号,即CPU总是认为打印机在如何时候都是处于“准备好”的状态。这种传送方...

发表于 2018-04-27 11:00 660次阅读
单片机与微型打印机接口为例讲述这三种数据传输方式

单片机控制花样流水灯原理图及程序

本文详细介绍了AT89C51单片机流水灯的编写方法以及介绍了单片机32位LED花样流水灯程序及原理图...

发表于 2018-04-26 16:15 763次阅读
单片机控制花样流水灯原理图及程序

单片机常用名词解释大全

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。它的体...

发表于 2018-04-26 15:34 683次阅读
单片机常用名词解释大全

单片机汇编语言常见错误知识点分析

汇编语言作为计算机专业及相关学科一门重要的基础课程,其重要性不言而喻。但是对于众多初学汇编语言的人来...

发表于 2018-04-26 15:03 372次阅读
单片机汇编语言常见错误知识点分析

单片机闪烁灯汇编语言源代码大全(四款闪烁灯的汇编...

本文主要介绍了四款闪烁灯的汇编语言源代码,具体的跟随小编一起来了解一下。

发表于 2018-04-26 14:47 230次阅读
单片机闪烁灯汇编语言源代码大全(四款闪烁灯的汇编...

MCS-51单片机最小系统的组成部分及电路图介绍

本文介绍了51单片机的概念和基本特点,介绍了单片机的应用分类,最后详细介绍了MCS-51单片机最小系...

发表于 2018-04-26 14:38 1377次阅读
MCS-51单片机最小系统的组成部分及电路图介绍

单片机流水灯汇编语言源代码大全(六款流水灯汇编语...

本文主要介绍了六款流水灯汇编语言源代码,具体的跟随小编一起来了解一下。

发表于 2018-04-26 14:37 470次阅读
单片机流水灯汇编语言源代码大全(六款流水灯汇编语...

单片机内部复位电路图和上电复位电路图解析(六款单...

本文介绍了六款单片机的复位的复位电路图,其中包括了单片机内部复位电路图和上电复位电路图。复位电路就是...

发表于 2018-04-26 14:06 10828次阅读
单片机内部复位电路图和上电复位电路图解析(六款单...

单片机外围电路设计需要注意的十个事项

复位电路中电阻R1=10k时RST是高电平 ,而当R1=50时RST为低电平,很明显R1=10k时是...

发表于 2018-04-25 17:15 1540次阅读
单片机外围电路设计需要注意的十个事项

基于单片机的步进电机转速控制设计详解(附程序)

步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速,因为步进电机每给一个脉冲就转动...

发表于 2018-04-25 16:09 454次阅读
基于单片机的步进电机转速控制设计详解(附程序)

小白怎么看懂电子电路图,又该如何学习?

我最近新学单片机,发现现在所接触到的电路图,和读书时物理上学的电路图好像都不太一样。物理上的电路图总...

发表于 2018-04-25 08:57 750次阅读
小白怎么看懂电子电路图,又该如何学习?

矩阵键盘的检测和独立按键的区别

逐行扫描就是说先扫描第一行中的哪个按键按下了,如果没有再扫描第二行,看一下是不是第二行里的某个按键按...

发表于 2018-04-25 08:51 556次阅读
矩阵键盘的检测和独立按键的区别