摘要
本文是基于单片机控制的人体感应及自动调光家居智能灯的设计。每年中国无用照明所损耗的电量资源巨大，这些浪费主要产生于楼梯间、路灯、洗手间灯场所。随着技术的发展，越来越多的智能家居出现在我们的日常生活中，例如智能洗衣机、智能空调、智能电饭煲等等。因此，为了保护环境和响应国家节能减排政策的实施，本文设计一种基于单片机控制的人体感应及自动调光家居智能灯。
该系统通过AT89C52单片机进行对各个部件控制协调，红外检测模块、光敏检测模块与PWM调光技术结合从而实现对灯光亮度的自动调节的作用。PWM 调光的原理是在不改变PWM方波周期的前提下，通过变更PWM的占空比从而控制输出给照明灯的电压使得照明灯出现不同的亮度。红外检测模块的原理是当模块检测到照明灯附近有人体靠近且周围环境光线较弱时，此时该模块充当开关的作用，使照明灯打开，照明灯的亮度以及调节通过光敏检测模块和PWM电路控制。为了起到节能效果，当红外检测模块检测不到有人存在时，照明灯持续照明1分钟后自动熄灭。为了提高该系统的适应范围以及满足不同人的需求，在该系统设计时加入了手动控制的模式，当调节至手动模式时，照明灯的亮度通过手动操作来控制。
关键词：单片机；照明灯；PWM；红外检测；光敏检测
Abstract
This paper is based on the MCU control of human body induction and automatic dimming home intelligent lamp design. China consumes a huge amount of electricity each year from useless lighting, which is mainly generated in stairwells, street lamps and toilet lamps. With the development of technology, more and more smart homes appear in our daily life, such as smart washing machines, smart air conditioners, smart rice cookers and so on. Therefore, in order to protect the environment and respond to the implementation of national energy conservation and emission reduction policy, this paper designs a kind of human body induction and automatic dimming home intelligent lamp based on SCM control.
The system controls and coordinates the various parts by AT89C52 single chip microcomputer. The infrared detection module, the photosensitive detection module and the PWM dimming technology are combined to realize the automatic adjustment of the light brightness. The principle of PWM dimming is that under the premise of not changing the PWM square wave period, by changing the duty cycle of PWM to control the output voltage to the floodlight so that the floodlight appears different brightness. The principle of the infrared detection module is that when the module detects that there is a human body near the floodlight and the ambient light is weak, the module ACTS as a switch to make the floodlight open. The brightness of the floodlight and the regulation are controlled by the photosensitive detection module and PWM circuit. In order to achieve energy-saving effect, when the infrared detection module cannot detect the presence of someone, the floodlight will be automatically extinguished after 1 minute of continuous illumination. In order to improve the adaptability of the system and meet the needs of different people, a manual control mode was added to the system design. When the system is adjusted to manual mode, the brightness of the floodlight is controlled by manual operation.
Key words: MCU; Light; PWM. Infrared detection; Photosensitive detection
目录
摘要................................................................................................................................ I Abstract......................................................................................................................... II 1 绪论. (1)
1.1 课题的背景及目的 (1)
1.1.1 课题的背景 (1)
1.1.2 课题的目的 (1)
1.2 课题的国内外研究现状 (1)
1.3 课题研究内容及要求 (2)
1.4 本课题总体设计思路与安排 (3)
1.5 本课题的研究时间安排 (4)
2 方案论证 (5)
2.1 方案设计 (5)
2.2 各模块元器件的选择 (5)
2.2.1 主控模块 (5)
2.2.2 光控模块 (7)
2.2.3 人体感应模块 (8)
2.3 编程语言的选择 (8)
2.3.1 汇编语言 (8)
2.3.2 C语言 (9)
2.4 本章思路 (9)
3 元器件介绍 (10)
3.1 单片机 (10)
3.1.1 单片机的引脚介绍 (10)
3.1.2 AT89C52单片机最小系统 (11)
3.1.3 单片机的中断系统 (11)
3.2 光敏传感器 (12)
3.3 可控硅 (12)
3.4 热释电红外传感器 (14)
3.5 本章思路 (14)
4 仿真电路设计 (15)
4.1 系统总体电路 (15)
4.2 光控电路设计 (15)
4.3 人体检测电路 (16)
4.4 照明电路设计 (17)
4.5 控制电路的设计 (18)
4.5.1 时钟电路 (18)
4.5.2 复位电路 (18)
5 软件设计及仿真 (20)
5.1 软件介绍 (20)
5.2 主程序流程图 (20)
6 仿真结果与分析 (22)
7 总结 (27)
参考文献 (28)
致谢 (30)
1绪论
1.1课题的背景及目的
1.1.1课题的背景
伴随着科学技术以及物联网技术的不断发展，智能家居以及节能减排为当代家居电器发展指明了方向。智能家居电器不仅为人们的生产生活提供了更进一步的便利，也为我们节约用电，保护环境做了一定的贡献。党的十九大以来，中国进入了告诉发展和绿色发展阶段，国家的发展必定离不开工业和科学技术的支持，这些行业的发展使得电能的消耗量骤然增加，而中国的电能提供主要还是依靠传统的火力发电，而火力发电势必会对环境造成一定影响。如何在我们日常生活中节约用电成为了现在很多家用电器厂商共同关注的核心问题[1]。
本课题是针对家庭智能灯的设计，使用单片机作为主控芯片，搭配红外检测模块以及光敏传感器来对人体红外以及外界光线强度进行判别，从而决定是否开灯以及应该给予何种程度的光亮。光亮程度的原理是根据外界光线强度进行调整灯的亮度，光线越暗则越亮，亮度可进行划分为几个等级。当检测到人体且外界光线较暗时灯亮，灯亮后传感器一直检测是否有人体在装置附近，若为检测到，则灯亮一定的时间后自动关闭，无论是从视环境光线强弱还是自动关灯，都起到了一定的节约能源的作用[2-3]。
1.1.2课题的目的
本课题是针对智能灯的设计，通过单片机和光敏元件以及人体感应传感器搭建成一个可以自动检测人体并通过环境光线来调节灯光亮度的作用，其在家庭中使用时可以让夜晚或者深夜起床提供很大方便，特别是家中有小孩或者老人的情况，同时采用自动感应技术不仅提供了方便，也有效节约了电能，因为当系统一分钟没有感应到人存在则会自动熄灭。对于以后家用灯光的发展也提供了一个很好的方案。
1.2课题的国内外研究现状
智能家居的概念最早起源于美国，1984年美国联合科技公司将建筑设备信息化、智能化概念应用于美国康涅狄格州哈特佛市的城市建设中[4]，从此拉开了
全世界进行智能家居建造的序幕[5]。由此可以看出国外针对此项研究较国内要早很多，特别是西方的发到国家。由于他们进入工业革命以及电子行业发展要早很多年，包括现在很多家用智能灯也都是从国外进口来的，虽然质量和款式都很好，但由于价格过于昂贵，不适合国内行情[6]。
我国针对该项研究虽然起步较晚，但由于国内科研学者和相关研究机构的不懈努力进步很快。且该领域并非顶尖领域，国内的传统行业与现代电子技术结合，在该领域已经赶超一些发到国家[7]。目前，这类产品主要研发及销售地分布在广东、上海、浙江一带。且加入中国元素的该类产品无论在造型还是实用上都比较新颖。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线，提供照明灯回路用电，由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制，灯只有开和关两种状态，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节约和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%~15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的能接环保电源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势，诸如较低的功率需求、较快的响应速度、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等，成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势，尤其是能源紧缺，智能照明必定是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利，改善家庭环境。
智能化已经成为当今家居发展的主流技术，但是长期以来，智能照明在国内一直被家庭所忽略，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。本设计是从节能与智能的角度出发，设计一种利用人体红外以及当前光线强度进行自适应的智能照明灯。解决了传统开关在黑暗状态找不到开关以及光线不能自动调节的问题。
1.3课题研究内容及要求
本论文的研究对象主要是基于单片机控制的人体感应及自动调光家居智能灯的设计，主要目的是实现智能化从而达到节能的目的，本设计主要是从软件和仿真两方面进行切入，以下将阐述本设计的步骤和所要达到的标准。
1、通过查阅资料结合自己所学知识，多方面考虑电路的设计，构思出整体的电路框架。
2、在使用AT89C52作为控制芯片的前提下，对光敏传感器、红外热释传感
器、PWM调节的原理进行充分了解，光敏传感器具有在光照的情况下电阻值会增大的特性，通过比较器可以得到一个有用的输出信号[8]。红外热释传感器主要用于检测是否有人在附近，其灵敏度可自行设置，且不同级别的红外检测传感器所能检测的范围也不同，本文采用最基本且常见的红外热释传感器，该传感器在检测到有人体靠近时会得到一个输出信号。单片机通过分析两个传感器的输出信号来决定是都亮灯，在通过ADC0832来区分光亮程度并通过单片机调控PWM 来实现调光。
3、本论文所设计到的电路主要包含：人体感应电路、电源电路、光感应电路、单片机最小系统、PWM调节电路以及核心控制电路等。
1.4本课题总体设计思路与安排
1.5本课题的研究时间安排
2方案论证
2.1方案设计
本课题是基于单片机控制的人体感应及自动调光家居智能灯的设计，主要任务是通过对光敏传感器和人体红外的检测输入通过单片机控制输出信号给照明灯，与此同时，通过光敏传感器+ADC0832以及PWM调制技术对灯的亮度进行调节[9-11]。从而实现灯在光线较暗情况下针对不同黑暗程度呈现出不同的亮度，灯亮后人体感应模块持续检测人体，若人离开灯在1分钟后自动熄灭，以减少不必要的灯亮所产生的能源消耗。该系统主要由6个部分组成，分别为按键模块、光照强度检测模块、电源模块、人体感应模块、照明设备、指示灯等组成。采用STC系列单片机为主控的控制模块，采用半控型晶闸管为核心的电源模块，使用光敏传感器搭建而成的光信号采集模块，设计框图如图2-1所示。
图2-1 系统框图
2.2各模块元器件的选择
2.2.1主控模块
（1）51单片机
51系列单片机作为电子类必学的一款单片机，其经典性永远无法复刻，该芯片是由Intel公司第一次提出并发布的一款微处理器，该处理器的发布在当时非常轰动，导致电子市场对该芯片的需求逐渐增大，因此大量的生产企业开始对51系列单片机进行生产设计，现在比较被认可的主要由STC和AT89系列，并且一直到现在还保持着大部分的市场份额，51系列单片机作为入门级的处理芯片非常适合初学者，随着技术的发展，集成电路的出现导致51系列单片机已经逐渐开始退出历史的舞台[12]。51单片机芯片图如图2-2所示。
图2-2 51系列单片机实物图
（2）FPGA
FPGA也叫做可编程逻辑器件，是近几年发展速度最快的控制芯片，该芯片使用的集成电路集成度远远超过51和STM32单片机，这种芯片的出现有效解决了定制电路不足的同时又解决了原有可编程器件门电路有限的缺陷。且FPGA 的编程需要使用专门的VHDL或者Verilog语言，学习难度大，短期内学习并不能完全掌握使用方法，且一般用于对高端电子产品的制作，所以在本项目中不适应。FPGA芯片图如图2-3所示。
图2-3 FPGA单片机实物图
（3）STM32单片机
科学技术的发展也带动着硬件的发展，这就意味着电子类产品对产品的性能和处理能力提出了更高的要求。传统的单片机一般为8位、16位且时钟频率已经不能够满足某些系统的所需性能了。STM32系列单片机的及时出现一方面缓解了这种情况，另一方面也更加印证了人们对处理芯片提出了更高的要求。STM32系列芯片是由ST半导体公司第一个提出概念的。该系列芯片是通过利用
ARM公司的Cortex-M3、Cortex-M4以及Cortex-M0当作芯片的内部核心而生产设计出来的一款新型单片机。由于内部采用的内核不同所以该单片机也被分为F103、F104、F107系列，我们最长使用的单片机就是STM32F103系列，该系列下仍有很多分支。其中F103系列的单片机由于不同设计或不同人群的需求不同，所以在进行设计时也将其划分成基本和增强两种类型。一般设计使用基本型的32系列其系统时钟和处理能力足够我们使用，增强型顾名思义就是在基础性的基础上进行升级，其系统时钟频率可达72MHz，并且该芯片能够超频使用，在超频使用的情况下其时钟频率可以达到更高。性能优越的同时必定会带来功耗的加大吗？其实不然，在经过专业测评，发现同样运行相同的程序STM32的功耗极低，相比之下同样的芯片在功耗方面就已经败下阵来。同时价格方面，比起FPGA、DSP、甚至高端点的51系列单片机都要便宜。所以综合起来，STM32系列单片机不论是在速度还是在价格和功耗方面都有了巨大的提升。STM32芯片实物图如图2-4所示。
图2-4 STM32芯片实物图
综上所述，结合本设计对芯片功耗和处理速度要求不大的情况，选用51系列单片机作为本设计的主控芯片。
2.2.2光控模块
光控模块有光敏电阻和光敏传感器两种选择，下面就两者的优缺点做详述分析。
光敏电阻通常被认为使用在光的测量、控制和光电转换上。硫化镉是一种半导体材料，该材料可以被用于制作硫化镉光敏电阻。随着光线强度的不断变化光敏电阻的阻值也随之产生变化。在完全黑暗的抢矿下，它的阻值为1~10M欧姆，在强照射下（100LX），阻值则下降为几千甚至几百欧姆。使用半导体材料所制作
出的硫化镉半导体其灵敏度和反应速度和人眼相差无几，众所周知，人眼对光线的感知力超强，所以本系统使用该器件不仅简化了设计的流程和复杂度，同时也提高了系统的精准度[13]。
光敏传感器在日常生活中随处可见，只要我们善于发现就可以发现太阳能电池、CCD和CMOS图像传感器都属于此分类下的器件。其中CCD和CMOS图像传感器也就是我们平时使用的摄像头和摄像机的镜头部分，显然不符合本系统要求。还有一些对不可见光进行探测的传感器，例如红外和紫外线传感器，不适应本系统。光传感器不仅可以对光进行检测，还能够和其它传感器进行融合从而实现更多要素的检测，其原理都是将采集到的信号转换成电信号进行表示，方便人们对其进行处理和使用。光传感器在目前的生产生活中用处广，产能高，而且在自动控制和电子测量技术中占有举足轻重的地位[14]。
综上所述，本设计应采用光敏传感器作为光控模块光采集的核心。不仅精度高且操作方便且可以和其他传感器进行融合，增加适应面。
2.2.3人体感应模块
在正常的自然环境下，除非绝对零度，否则物体都会向外散发出红外光谱信号，光谱信号的强度以及能量强度由物体的自身温度决定，由于能量的不同也会导致波长的不同，所以不同物体所产生的红外波长都不一样[15]。
PIR（PIR，Passive Infra Red，电红外传感器）可以看做由两个不同的分支。热电红外传感器，该传感器的原理是将被检测的物体的温度转换成电信号形式，该传感器具有的最大的特点就是在运行过程中能够对自然光进行有效的抑制，从而避免了对检测的影响。因此，在该传感器工作过程中，若未检测到人体的运动，则呈现出来的为背景温度信号。一旦有人进入检测范围，由于人体温度与背景温度存在差异的特性，该传感器就是基于这种变化实现对人体的检测的。
但是在该传感器的使用过程通常需要搭配菲涅尔透镜使用，菲涅尔透镜具有聚焦的功能，能够将传感器检测到红外信号被反射到PIR上中，在使用过程中能够将报警区域划分成明亮和黑暗两个区域，使分辨率和检测正确率极大提高。
2.3编程语言的选择
2.3.1汇编语言
汇编语言作为最原始的机器语言，在进行编程过程中通常需要牢记各种指令代码，且通常使用助记符的方式用以代替操作码，地址码则是通过地址符号或者标号的形式代替。作为最原始的机器语言，替代后的机器语言编程了一串串的二
进制码，机器能够读懂指令都是依靠这一串串的二进制码。所以使用汇编语言编译出来的程序执行速度会更快一些。但是在现在处理器发达的今天，汇编语言所提升的速度在非精密仪器上几乎可以忽略。而且由于汇编语言的学习枯燥乏味。入门较难，通常需要较长时间的学习才能够进行独立编程。所以在本设计中不适合采用汇编语言来对程序进行设计。
2.3.2C语言
C语言作为电子相关专业必学的一门专业课，C的发展可以追溯到1972年，由当时美国的一家研究所研究推出。C语言即拥有高级语言的易学习和易理解性又拥有汇编语言的高效性，又因为C语言在进行数据处理时的表现很好所以其应用范围很广泛。大到开发系统，小到点亮一个LED灯。由于本科开设相应课程，大多数人对于C语言较为熟悉，且大部分同学都针对C语言进行了考证，也都取得了不错的成绩，所以，选用该语言作为本次设计的编程语言是最合适不过的了。
2.4本章思路
3元器件介绍
3.1单片机
单片机是一种在硅片上进行布局布线而形成的一块小而完整的微型计算机系统，它具有我们所使用的计算机一样的处理和运算能力。人们可以根据自己的需求和爱好结合外部设备对其进行设计。单片机的发展从1971年开始，随后进入快速发展阶段，就单片机来说，世界上许多著名的生产厂家仅投入市场应用的系列就超过50之数，品种更是数百之多[16]。
根据单片机目前的发展历程我们可以大致将单片机分为通用、专用、总线、非总线、工控和家电型。本设计所采用的是AT89C52，又被称为51系列单片机，和其相比在包含51单片机的所有功能的前提下多了一个中断。
3.1.1单片机的引脚介绍
图3-1 AT89C5引脚图
Vcc：电源电压
GND：接地
P0口：地址/数据总线复用口，使用时需外接上拉电阻。
P1口：P1作为一个自带内部上拉电阻的I/O双向口而存在。
P2口：P2不仅作为一个自带内部上拉电阻的I/O口，在进行Flash编程或者校验的时候，P2还可以对高位的某些或部分控制信号进行接收。
P3口：P3口作为单片机重要的I/O，不仅自带内部上拉电阻，而且每个端口
都自带了第二功能，其中第二功能才是P3端口的主要功能，其第二功能如表3-1所示：
表3-1 P3口第二功能
RST：复位输入。
ALE/~PROG：可对外输出时钟或用于定时。
~PSEN：读选通信号，主要针对于外部存储器。
~EA/VPP：外部访问允许
XTAL1：不仅作为振荡器的反相放大器还可以作为产生内部时钟并发送给输入端。
XTAL2：振荡器反向放大器的输出端。
3.1.2AT89C52单片机最小系统
单片机的最小系统是单片机能够运行的最小单位由晶振电路、复位电路、电源电路以及EA非电路构成。
晶振电路又称为时钟电路，用来控制整个系统中的时间信号，给单片机提供主控时钟，单片机的工作原理就是取指令、译码然后将信号传送给寄存器，再通过指令进行交换。每个指令在运行过程中有着严格的时间次序以及优先级，这种依次操作的行为被称为时许。
电源电路分别由VCC提供电源和GND进行接地。
~EA电路在不考虑使用外部存储器的情况下接高电平，反之则接低，高电平被接同时，所读取的存储器顺序为先内后外，低电平被接通时，只读取外部存储器。
3.1.3单片机的中断系统
中断系统可以理解为当计算机在处理某指令时，由于某些原因导致必须暂停当前正在执行的执行，转而去执行另一条指令的过程。中断有两种不同形式分别为：软中断和硬中断，顾名思义，就是分别通过软件和硬件分别实现中断功能。
中断源顾名思义就是引发终端的源头，也叫中断信号，主要分为内部和外部两种中断形式。外部中断根据上述引脚功能可以得知又分为外部中断0和外部中断1。我们可以通过电平和脉冲两种方式对中断进行触发，通过TCON的两种状态IT0和IT1来选择合适的方式进行。内部中也分为两类分别是定时器溢出和串行口中断源。其中定时器溢出时由于内部定时/计数器设置产生的。
3.2光敏传感器
光敏传感器在日常生活中随处可见，应用范围广，种类繁多，在工业生产、医疗卫生、军用及民用都有所涉及，该传感器依靠对光的敏感度来进行工作。光敏传感器如图3-2所示：
图3-2 光敏传感器
光敏传感器的工作原理是将接收到的不同形式光信号通过一定的转换变为不同形式的电信号，根据它的波长感光特性从而产生不同的电压信号。光敏传感器不仅可以作为单一的光源检测还可以和其他传感器进行融合从而形成功能更加全面的新型传感器。
3.3可控硅
可控硅全称为可控硅整流器件，该器件被广泛使用在各个功能电路中，其主要功能有整流、变频、调压等功能。作为半导体器件，体积小功能强大是其主要
特点。在日常生活中很多家电都会用到该器件，例如家用调光灯、电风扇、空调、洗衣机灯等。在许多工业和研发领域也会使用到该器件。由此我们可以认识到可控硅存在于我们生活的方方面面。如图3-3所示为可控硅整流器件。
图3-3 可控硅
可控硅每个参数对应线路的说明如表3-2所示。
表3-2 可控硅参数说明
3.4热释电红外传感器
热释电红外传感器在日常生活中也随处可见，应用范围广，种类繁多，在工业生产、医疗卫生、军用及民用都有所涉及，该传感器依靠对红外的敏感度来进行工作。热释电红外传感器如图3-4所示：
图3-4 热释电红外传感器
一般我们在使用该传感器时通常搭配菲涅尔透镜使用，该透镜可以增加该传感器的检测范围和检测精度，菲涅尔透镜如图3-5所示：
图3-5 菲涅尔透镜
3.5本章思路
4仿真电路设计
4.1系统总体电路
本论文通过仿真的形式对该系统进行演示。通过仿真电路的搭建可以将该系统分为六个部分：按键模块、光照强度检测模块、电源模块、人体感应模块、照明设备、指示灯。电源电路作为重要核心为各个模块提供电能。该系统应达到的标准为在黑暗情况下，当系统检测到有人体经过时灯亮，与此同时，该系统可通过对光线强度的检测来控制照明灯的光亮强度。未检测到人体时灯灭。在白天情况下，无论是否检测到人体都保持熄灭状态，且当未检测到人体后，灯亮1分钟后自动熄灭。图4-1为整体仿真电路图。
图4-1 系统仿真电路图
4.2光控电路设计
光控电路又称为光信号采集电路，主要是感应光线的强度利用光传感器特性针对不同强度光线产生不同的电阻值的原理进行工作。光敏传感器的工作原理是当光照强度逐渐增大时，光敏传感器的阻值逐渐减小直到比普通电阻的阻值还小，反之当光照强度逐渐减弱时，光敏传感器的阻值逐渐增大知道比普通电阻的阻值要大，再通过比较器进行比较从而输出最终的判别信号。
光控电路由光敏传感器、ADC0832和若干电阻组成，光敏传感器由一个滑动电阻模拟，当滑动变阻器调节至最大时，代表处于白天状态，当滑动变阻器调节至最小时，代表处于黑夜状态，由黑暗到白天的状态可以看出灯光慢慢变暗的
效果。其中ADC0832的作用是对光敏传感器传过来的信号进行处理，来进行分阶并未PWM 调节占空比提供数据。该模块原理图如图4-2所示。
图4-2 光控模块电路图
图4-3 光控模块流程图
4.3 人体检测电路
PIR （PIR ，Passive Infra Red ，电红外传感器）可以看做由两个不同的分支。热电红外传感器，该传感器的原理是将被检测的物体的温度转换成电信号形式，该传感器具有的最大的特点就是在运行过程中能够对自然光进行有效的抑制，从而避免了对检测的影响。因此，在该传感器工作过程中，
若未检测到人体的运动，则呈现出来的为背景温度信号。一旦有人进入检测范围，由于人体温度与背景温度存在差异的特性，该传感器就是基于这种变化实现对人体的检测的。
在对该仿真模块电路进行设计时，由于仿真无法实现人体检测，所以使用开关代替该器件。其电路图如图4-4所示。
基于STC90C51单片机的交通灯设计 1、设计题目 基于STC90C51单片机的智能交通灯设计 2、设计要求 、系统功能 （1）按照交通规则，控制宝田路和前进路方向及其人行道的交通信号灯（红﹑黄﹑绿） 的通断。 （2）设置信号灯的通断时间。 （3）可人工干预，使交通信号灯开启不同模式。 、性能参数： （1）电源：5VDC （2）LED灯电流：10mA （3）定时时间：10s-200s 3、总体设计 根据系统功能和设计要求，系统采用单片机控制的方案，基于HC6800S开发板，由STC90C51，74HC573，交通灯模块，动态数码显示管以及4*2独立按键组成。 系统工作原理 在十字路口，分为宝田路和前进路，正常情况下，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下：? （1）普通模式： 状态一：宝田路通行阶段（宝田路及其人行道亮绿灯30秒、前进路及其人行道亮红灯 30秒）； 状态二：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 状态三：前进路通行阶段（前进路及其人行道亮绿灯30秒、宝田路及其人行道亮红灯 30秒）； 状态四：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 返回到状态一。 （2）高峰期模式（设宝田路为主干道）： 按下按键2（key2），开启高峰期模式； 状态一：宝田路通行阶段（宝田路及其人行道亮绿灯60秒、前进路及其人行道亮红灯
30秒）； 状态二：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 状态三：前进路通行阶段（前进路及其人行道亮绿灯30秒、宝田路及其人行道亮红灯30秒）； 状态四：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 返回到状态一； 按键2释放，回到普通模式。 （3）紧急模式： 按下按键1（key1），开启紧急模式，所有道路及其人行道均红灯亮，数码管不显示。释放按键1，回到普通模式。 ?单片机交通控制系统的功能要求? 本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示，通行时间调整功能和紧急情况全面禁行。? （1）倒计时显示? 倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间、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?。? （2）时间的设置? 本设计中对时间进行了人为控制设置，正常情况下宝田路和前进路的绿灯通行与红灯禁行时间均设置为30秒、黄灯等待时间设置为5秒。假设前进路为主干道，考虑到主干道在上下班高峰期车流量和人流量较大，人为增加开关K2。当K2开启时，主干道前进路上绿灯通行时间和宝田路上的红灯禁行时间更改为60秒，其余设置均不变；当K1关闭时，又恢复正常情况下的时间设置。 （3）紧急情况全面禁行 本设计中在紧急情况下增加了全面禁行状态，增加开关K1。当K1开启时，宝田路和前进路及其各自人行道均量红灯禁行；当K1关闭时，交通灯恢复正常状态。 4、详细设计—硬件设计 为了实现本设计要求的具体功能，选用STC90C51单片机及外围器件构成最小控制系统，10个发光二极管分别分成两组红黄绿和两组红绿灯构成信号灯指示模块，4个LED动态数码管构成各个方向倒计时显示模式，两个按键分别用来设置高峰期模式和紧急模式。 、单片机系统设计
摘要 本系统由单片机系统、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。 本设计是单片机控制的交通灯控制系统。单片机即单片微型计算机。由RAM，ROM，CPU构成，其集定时、计数和多种接口与一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛的应用于只能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各类单片机中最为典型和富有代表性的一种。 关键字：单片机;交通灯;AT89S52;Proteus仿真
ABSTRACT This system by single chip microcomputer system, keyboard, LED display, traffic lights of the demo system. System including sidewalks, turn left, turn right, and the basic function of traffic lights. System in addition to the basic function of traffic lights, also has a countdown, time setting, emergency treatment, light time of period of time to adjust light and manual control based on the specific situation, and other functions. This design is a single-chip microcomputer control of traffic lights control system. SCM the single chip microcomputer. Formed by RAM, ROM and CPU, timing, count and various interface and the integration of the micro controller. It has small volume, low cost, strong function, widely used in industry and industrial automation. And 51 series microcontroller is the most typical and representative in all kinds of single chip microcomputer. Key words: Single chip microcomputer;Traffic lights;AT89S52;Proteus simulation
长沙航空职业技术学院毕业设计（论文） 题目：基于单片机的十字路口 交通灯控制系统设计 学生姓名 系别航空电子电气工程系 专业应用电子技术专业 学号 指导教师 职称
目录 摘要 (2) 前言 (4) 第一章绪论 (5) 1.1背景 (5) 1.2 设计的目的及意义 (5) 1.3 交通灯控制系统设计的任务与要求 (5) 1.4 设计实现的主要功能 (6) 第二章交通灯的总体方案设计与论证 (7) 2.1 显示界面方案 (7) 2.2 输入方案 (7) 第三章交通灯原理分析 (8) 3.1 交通灯显示时序的理论分析 (8) 3.2 交通灯显示的理论分析 (9) 3.2.1倒计时显示的理论分析 (9) 3.2.2状态灯显示的理论分析 (10) 第四章交通灯系统硬件设计 (11) 4.1 交通灯系统设计芯片选择 (11) 4.2.1系统构成： (12) 4.2.2七段数码管介绍： (12) 第五章交通灯系统软件设计 (14) 5.1程序设计流程图 (14) 5.2 交通灯系统编程信息 (16) 第六章交通灯的仿真及调试 (17) 6.1 Proteus软件仿真 (17) 6.2功能调试 (18) 6.3 交通灯实物调试 (19) 结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录 A（源程序） (24) 附录 B（电路原理图） (27) 附录 C（PCB图） (28)
摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 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。本系统采用MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿、黄灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩3秒时黄灯警示，显示时间通过P2口输出至双位数码管。本系统设计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。 关键词：单片机；交通灯；AT89C51
目录 摘要 (1) 1 系统硬件设计 (2) 1.1 80C51单片机引脚图及引脚功能介绍 (2) 1.2 74LS245引脚图及功能 (4) 1.3 八段LED数码管 (5) 1.4 硬件系统总控制电路 (6) 1.5各模块控制电路 (8) 1.5.1 交通灯控制电路 (8) 1.5.2 倒计时显示电路 (9) 1.5.3 紧急通行电路 (12) 1.5.4 声音警示装置 (13) 2 系统程序设计 (14) 2.1 主程序流程图 (14) 2.2 显示子程序流程图 (15) 3 心得体会 (16) 参考文献 (17) 附录源程序 (18)
摘要 近年来随着科技的飞速发展，一个以微电子技术、计算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃发展。计算机技术作为三者之一，怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用。单片机作为计算机技术的一个分支，正在不断的应用到实际生活中，同时带动传统控制检测的更新。在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件使用，针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现交通的井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统，来实现交通的井然有序。交通信号灯控制方式很多。本系统采用美国ATMEL公司生产的单片机AT80S51，以及其它芯片来设计交通灯控制。实现了通过AT89S51芯片的P1口设置红、绿灯点亮的功能，输出设置显示时间。交通灯的点亮采用发光二极管实现，时间的显示采用七段数码管实现。单片机系统采用的直流供电。 关键词：AT89S51单片机；智能交通灯控制系统；
课程名称单片机原理及应用课程设计 摘要 本文介绍了一个基于MCS-51及PROTEUS的十字路口交通灯控制系统的设计与仿真，通过对现实路况交通灯的分析研究，理解交通控制系统的实现方法。 十字路口交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下禁止普通车辆，而让紧急车辆优先通行。本文还对MCS-51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法，利用Proteus 软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。 关键字：单片机，proteus仿真，中断，十字路口交通灯控制系统
前言 1，十字路口的交通控制系统指挥着人和各种车辆的安全运行，对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，使人类的聚居生活，产生了深远的影响。使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。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，此十字路口交通灯控制系统，分东西道和南北道，设东西道为A道，南北道为B 道。规定：A道放行时间为2分钟，B道放行1.5分钟；绿灯放行，红灯停止；绿灯转红灯时，黄灯亮2秒钟；若有紧急车辆要求通过时，此系统应能禁止普通车辆，而让紧急车辆通过。 3，应用单片机实现对交通灯的控制，在十字路口用红，黄，绿的指示灯，加上四个以倒计时显示的数码管来控制交通。考虑到紧急车辆，设计紧急车辆开关。
重庆三峡职业学院 课程设计 课题名称交通灯控制系统设计 交通灯控制系统设计 摘要：本系统由单片机最小系统、按键（开关）、LED显示等等组成交通灯演示系统。 系统用红、黄、绿三个发光二极管模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时（15秒）、时间设置、紧急情况（按键模拟传感器）处理等功能。 关键词：AT89C51,交通规则 弓I 言:随着日新月异的电子变革，电子产品发生了突飞猛进的巨变，而在其中AT89C51扮演着一个重要的角色，AT89C51单片机具有广泛性、工具性、基础性的几个特点。单片机应成为中等技术人员的重要技术知识层面。近年来，我国工程技术队伍的梯队建设有了很大的进展。各类高职、高专如雨后春笋，涉电专业普遍开设单片机类课程。直观性表现在尽可能让我们在学习基本原理时能直观地看到相关实物及实物表演，使基本原理能实现形象化的表达；实践性表现在我们要通过许多实际操作来理解与掌握单片机的本质与技能；综合性表现在最终能使我们达到运用知识与技能来完成一个应用系统开发的全过程，有助于大学生动手能力的培养和提高，课程设计就是一门应用性很强的课程。如何让我们在学好基础知识的同时，迅速掌握设计应用技术，其中，实验与课程设计环节起着非常重要的作用。对我们学习和掌握单片机设计技术起到积极的作用。
一、方案比较、设计与论证
(1)电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案 方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统线路变复杂，且可能影响系统各模块的电路电平。 方案二：采用干电池提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，线路易于梳理，节约成本；缺点是输出功率不高。 综上所述，我们选择第二种方案。 (2)显示界面方案： 该系统要求完成数码管倒计时(15s)、状态灯发光二极管(红、黄、绿)的显示功能。基于上述原因，我们考虑了二种方案： 方案一：东西南北四个方向分别采用两位数码管显示倒计时。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，并且制作PCB图时有许多的线相交，线路十分的复杂，不易制作原理图与PCB图，无法胜任题目要求。 方案二：东西南北四面各自采用红、黄、绿三个发光二极管显示，采用一个两位数码管显示倒计时，主要优点是易于调整元件在硬制板上摆放的位置，同时也易于PCB图的制作。 综上所述，我们选择方案二。 (3)输入方案： 题目要求系统能即时的处理外部紧急情况产生的中断，我们讨论了两种方案: 方案一：采用矩阵键盘。该方案的优点是： 可提供较多I/O 口，实现更多的外部中断。直接站单片机的接口少的特点，但操作起来稍显复杂，而且编程也趋于复杂。 方案二：直接在IO 口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路。 由于该系统对于交通灯等发光二极管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，只要一个开关来模拟一个外部的紧急中断，且本身的计数器及RAM E经够用，故选择方案二。 (4)系统方案： 本系统的硬件采用模块化设计，以单片机控制器为核心，与LED信号灯电路等组成单片机控制信号系统? 单 片 机
简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。
基于单片机的智能台灯设计 The design of Intelligent Table Lamp Based on Microcomputer 制作人员： 2015.5.14 摘要
随着科技的发展，单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，台灯已是千家万户的必需生活用品，当夜晚来临时，人们摸黑去开灯，非常不方便，而当离开时，人们又经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费。 因此我们设计制作了一种智能台灯，主要是以热释电红外传感器re200b，光敏电阻传感器和单片机组成的红外传感控制电路。其原理是：以人体红外辐射为传感信号，当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯，省去黑夜摸灯的麻烦；当人离开台灯传感器检测范围，自动感应关灯。智能台灯还可以进行光亮（4档）的调节，以便达到最舒适的光亮；台灯还具有显示时间与室温的功能。 关键词：智能台灯；at89s52；热释电红外传感器re200b；时钟芯片ds12c887；温度传感器ds18b20；光敏传感器。 一.智能台灯功能介绍
（1）、光亮调节：在不同的情况下需要不同的光亮来满足需求，因此我们通过给单片机四个IO 口不同的电平，设置了四种光亮强度，以便达到不同的需求。 （2）、“天暗时，人来灯亮，人走灯灭”功能的实现：运用51单片机产生的方波信号驱动红外发射管发射红外线；运用三脚的红外接收头接收红外信号，当人挡住红外信号，红外信号就会反射被红外接收头接收；并且通过光敏传感器对外界的光强进行判断，在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO 端输出低电平。由单片机检测红外接收头是否接收到红外信号，以及光敏传感器的DO 端的电平高低，从而决定led 灯部分的亮度。由此实现“天暗时，人来灯亮，人走灯灭”。 （3）、时钟部分：运用时钟芯片DS12C887产生时钟信号，由单片机读取其信号，并将数据处理之后送到液晶显示。由于DS12C887内部有集成的电池，所以即使断电，时钟仍会走时准确，从而使该台灯更实用、更省电。此时钟还配有按键，通过按键即可方便的调节时钟，还有闹钟功能。 （4）、温度显示：运用DS18B20芯片感应温度，由单片机读取其信号，并将数据处理后送到液晶显示，从而显示当时的温度。 二、传感器的选择及功能介绍 传感器 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转换元件组成，它的性能直接影响到整个检测电路，对检测系统起着重要的作用。 热释电红外传感器re200b 智能台灯 温度 显示 闹钟 部分 人体红外感应 4档 光亮 调节 光敏传感器
沈阳理工大学应用技术学院 基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现
基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 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。本系统采用STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量
Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow
本科课程设计报告 单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)
基于单片机控制的交通 灯毕业设计 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
基于单片机控制的交通灯毕业设计 目录 基于单片机控制的交通灯
摘要 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是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本设计主要分为五大模块输入控制电路、时钟控制电路、片内外程序切换控制、显示电路。以MSC-51系列单片机IntelAT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了AT89C51芯片的P0口设置红、绿灯、黄灯燃亮时间的功能；为了系统稳定可靠采用了74LS14施密特触发器芯片的消抖电路，避免了系统因输入信号抖动产生误操作；显示时间直接通过AT89C51的P2口输出，由CD4511驱动LED数码管显示红灯燃亮时间。 关键字：AT89C51 LED显示交通灯
the traffic light based on the single-chip control Abstract The intersections vehicle wears shuttle, pedestrian Xi Rang, garage driveway, person's sidewalk, orderly. So depend what to carry out this well arranged order What to depend is a traffic sign light of automatic conductor system. The control method of the traffic sign light is a lot of. This design is mainly divided into five greatest molds a piece the electric circuit, clock of the importation control a control outside procedure inside the electric circuit, slice to cut over a control and shows electric circuit. Take single slice the machine IntelAT89 C51 of the serieses MSC-51s as a center spare part to design transportation light controller, carried out the AT89 C51's P's 0 people's constitution of the chips red, the function in bright time of green light, Huang2 Deng Ran2;For the sake of system stability the credibility adopted a 74 LS14 airtight trigger eliminate of machine chip to tremble electric circuit especially, avoided system because of importation the signal tremble movable property to living a mistake operation; The P 2 people who shows that time directly passes the AT89 C51 output, is driven LED figures a tube by the CD4511 to show red-light Ran bright time. Key word: The AT89 C51 LED show transportation light
1选题背景 今天，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。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：
毕业设计 基于单片机的智能交通灯控制系统设计 指导教师 学院名称工程学院专业名称电气工程及其自动化 论文提交日期论文答辩日期 答辩委员会主席____________ 评阅人____________
摘要 交通灯是现代交通非常重要的一个组成部分，一套好的交通灯系统往往对提升城市交通运输效率，降低事故发生率有至关重要的影响。 本系统由单片机系统、双电源供电系统、交通灯演示系统、中断系统组成。 选用单片机作为此次设计的控制系统主要是考虑到单片机的通用性和廉价性。通用性是指单片机的电路以及编程语言相对比其他控制模块来说更加简单和通用，这个对于往后功能的添加以及系统的维护来说更加简便和易行。廉价性是单片机相对于其他的控制模块来说成本更低，一块成熟的STC89C52的成本不过10元，加上其他的外围电路成本也不超过100元，无论是开发成本和维护成本都能够得到很好的控制。本设计选用STC89C52主要也就是基于上述的两个原因。 本交通灯系统选用了LED灯和双位数码管来模拟显示的交通灯切换状态。双电源供电系统采用的是主电源和后备电源供电的方案。双电源供电方案主要是为了应对市电突然掉电或者出现故障的情况，对于持续的保持整体系统的正常工作具有重要意义，其原理主要是利用二极管的单向导电性所带来的开关功能来实现双电源瞬时的切换。中断系统所实现的功能是在有特定需要的情况下实现对交通灯状态的控制。这些状态包括全红灯和高低峰即时切换。 本系统除了实现最基本的交通灯功能以外，还可实现高低峰分时段控制方案以应对不同时段的不同交通状况，城市的交通早晚时段的流量往往能够达到最大，分时控制对于提高城市交通效率有非常重要的作用。 关键词：单片机 STC89C52 交通灯分时系统双电源
单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)