基于单片机交通灯课程设计

基于单片机的交通灯设计设计

交通信号灯是城市交通管理的基础设施之一，它在道路交通中起着非常重要的作用。本文将介绍如何基于单片机设计一个简单的交通信号灯系统。

首先，我们需要了解交通信号灯系统的基本原理。一个完整的交通信号灯系统通常由红、黄、绿三种灯组成，并且它们按照一定的时间间隔进行闪烁。在红灯亮起时，车辆需要停下来；绿灯亮起时，车辆可以通行；黄灯用于过渡，表示绿灯即将变为红灯。

基于这个原理，我们可以使用单片机来控制交通信号灯系统。首先，我们需要选择适用于交通信号灯系统的单片机，一些常见的单片机有STM32系列、Arduino等等。这些单片机具有较高的计算能力和丰富的外设资源，非常适合用于控制交通信号灯系统。

接下来，我们可以设计一个简单的电路来连接单片机和交通信号灯。首先，我们可以将单片机的GPIO引脚连接到交通信号灯系统的红、黄、绿三种灯上，然后通过程序控制GPIO引脚的高低电平来控制灯的状态。此外，还可以使用电阻和电容等元件来实现延时功能，以控制灯的闪烁时间间隔。

在软件编程方面，我们可以使用单片机的编程语言，如C语言或Arduino语言。通过编写合适的程序，我们可以控制交通信号灯的状态和闪烁时间间隔。例如，可以设置一个定时器来控制红灯亮的时间，然后再设置一个定时器来控制绿灯亮的时间，以此类推。在过渡时，可以使用延时函数控制黄灯的亮起时间。

当然，在实际的交通信号灯设计中，我们还需要考虑更多的因素，如

交通流量、行人需求等等。这些因素可以通过添加传感器、交互设备等来

实现。例如，可以使用红外传感器来感知车辆和行人的存在，以便在需要

目录

摘要.............................................................................................................................................................. I 第1章整体设计 (1)

1.1任务与要求 (1)

1.2系统设计 (1)

第2章硬件系统设计 (3)

2.1单片机模块 (3)

2.2显示模块 (4)

2.3按键模块 (5)

第3章系统软件设计 (6)

3.1正常工作模式子程序 (7)

3.2延时子程序 (8)

3.3夜间模式子程序 (9)

3.4绿灯闪烁子程序 (10)

3.5显示倒计时子程序 (11)

第4章系统测试与实现 (13)

4.1汇编源程序 (13)

4.2 PROTEUS仿真 (13)

第5章课程设计总结 (16)

参考文献 (17)

附录一交通灯控制系统源程序 (18)

附录二系统总电路图 (24)

第1章整体设计

1.1任务与要求

需要完成的任务是用单片机实现交通灯的基本功能，该系统除了可以实现基本交通灯功能外，也能实现倒计时﹑紧急特殊模式等功能。

详细功能为：在白天正常东西方向和南北方向通车，通车时间均为45秒。正常通车情况下，可以对通车的时间进行倒计时计数，并通过显示器显示出来。如果遇到特殊情况，在处理特殊事件时，可使整个十字路口禁止通车。强制东西通行，适用某些需要只进行东西通车的情况。强制南北通行，适用某些需要只进行南北通车的情况。在夜间车流量较少的情况下，正常东西方向和南北方向通车，通车时间均为10秒，相对与白天通行模式，车辆等待时间减少，提高了通行效率。

单片机电子课程设计交通灯

交通灯常见于城市道路、车站、机场、海港等交通要冲，是一种用信号灯控制各车辆行驶、停车的交通工具。而单片机技术正是为了实现智能交通而应运而生的，因此，我们可以通过设计交通灯的单片机电路来实现流程自动化，避免了人工操作不方便的弊端。

一、需求分析

交通灯在不同场合下有不同的物理参数要求，不同的拓扑结构也会影响其电气参数的差异。为了更好的符合实际需求，我们先进行需求分析：

1. 主控芯片：采用单片机STC89C52，因为这款单片机要比其它的芯片更加亲民，支持到C语言，所以很受工程师们的欢迎。

2. 输入电压：12V左右，输入电压需要与单片机匹配。

3. 信号灯：使用三个LED灯组成信号灯，包括红、绿、黄三个灯，这也是所有交通灯的通用范式。

4. 播放器：交通灯需要有一个提示音来唤醒周围乘客的注意，使用一个嗡嗡声的蜂鸣器来实现这个功能。

二、硬件设计

主要包括电源部分，人机交互部分和输出部分。

1. 电源部分：整个交通灯主要由一个电源进行供电，这个电源需要输入片内的电路以及输出到LED灯、蜂鸣器等。

2. 人机交互部分：由于本交通灯是一种提示型的交通工具，因此需要设计一个LED灯和蜂鸣器与主控单片机相连，当在运行时，单片机向蜂鸣器发送数据，嗡嗡声为“开始”，当交通灯需要改变状态时，再次发送数据，交通灯会判断状态，根据状态切换LED灯颜色。

3. 输出部分：输出部分主要是三个LED灯，分别为红、黄、绿色，蜂鸣器则是用于提示音的唤醒。

三、软件设计

在软件设计中，我们主要是用C语言编写交通灯的驱动程序，并将其应用于单片机的开发板之上。

武夷学院

《单片机原理与应用》课程设计报告

基于单片机的交通灯设计

院系：机电工程学院

专业（级）：11电子信息工程（1）班

XX：刀建平

学号:

指导教师：X淏

职称：助教

完成日期：2013 年12 月20日

目录

1 引言1

2设计任务与要求1

2.1 设计任务1

2.2 设计要求1

3 方案总体设计2

3.1 显示时间方案的选择2

3.2 总体设计2

3.3总体设计2

4 硬件设计4

4.1 单片机最小系统4

4.1.1 STC89C52单片机特性参数4

4.1.2 STC89C52RC主要引脚功能4

4.1.3 STC89C52RC的中断源5

4.1.4 时钟电路5

4.1.5 复位电路6

4.2 数码换显示电路6

4.3 红绿灯显示电路8

4.4 整体电路9

5 软件设计10

5.1 KEIL C简介10

5.2 程序流程图10

5.3 keil调试过程11

6 系统仿真与实现13

6.1 proteus仿真软件简介13

6.2 仿真调试过程13

6.3 实物制作15

6.4 使用说明17

7 设计总结17

谢辞18

参考文献18

基于单片机的交通灯设计

1 引言

交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，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作用。本系统采用单片机89C52为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。

本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。

（交通运输）单片机课程设计基于单片机的交通灯控

制系统设计

目录

1．硬件设计方案-2-

1.1总方案设计-2-

1.2中央处理单元-2-

1.3红、绿、黄灯显示部分-2-1.4时间显示部分-3-

1.5按键部分-4-

2．主要电路原理分析和说明-4-2.1红、绿、黄灯显示电路-4-2.2时间显示电路-5-

2.3按键电路-6-

2.4时钟及复位电路，-7-

其电路原理图如图2.4所示-7-2.5完整电路原理图-7-

2.6单片机相应管脚及功能说明-9-

3.软件设计流程及描述-11-

3.1程序流程图-11-

4.调试-12-

（1）硬件调试-12-

（2）软件调试-12-

5.结束语-12-

6.参考文献-13-

7.附录-14-

1.源程序代码-14-

2.实物图-17-

【摘要】：近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是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，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的出现，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。本系统采用单片机STC89C52RC为中心器件来设计交通灯控制器，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且利用4只数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求能用按键设置两个方向的通行时间(绿、红灯点亮的时间)和暂缓通行时间（黄灯点亮时间）。系统实用性强、操作简单、扩展性强。

【关键字】：单片机STC89C52RC按键设置时间显示

1设计任务功能说明及总体方案介绍

1.1 设计任务

设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。

1.2功能说明

本次课程设计所做的交通灯所实现的功能有：

1、在系统上电或按键复位后显示“P.”，进入进入准备工作状态。

2、按开始键开始工作，按结束键则返回“P.”状态。

3、甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，且甲为主车道，乙为次车道；

其中主车道通行时间为60s，次车道通行时间为30s；黄灯亮三秒，并闪烁1s。

4、出现紧急车辆时，要求红灯全亮，紧急车辆通车时间为10s，同时禁止其他车辆

出行。

1.3总体方案介绍及工作原理

本设计采用一主（甲）车道（东西方向），一次（乙）车道（南北方向）的路口，主车道的通行时间为60s（为次车道的2倍）。在正常情况下，两车道的交通灯按表1.1进行转换，并以倒计数的方式将剩余时间显示在每个干道对应的两位LED 上；另发挥部分主要有:1. 当按下开始键后，系统才开始工作；2.当按结束键时，系统返回P.状态，结束键松开则恢复原来状态；3.当出现紧急情况时，路口的交通灯全为红灯，控制码为CF，时间为10s,紧急情况解除时，恢复到原来的状态。

交通灯系统设计

0 引言 交通在人们日常生活中占有重要的地位，交通信号灯的出现，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。本系统采用单片机AT89S52为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。

1 系统基本组成及工作原理

1.1 系统基本组成

系统以AT89C51作为控制交通灯系统的核心，分为数码管显示，模拟交通信号灯显示，外接石英晶体和微调电容，复位电路四部分，总体设计结构如图1所示。其中数码管显示部分包含了东西向和南北向各一个数码管，以及用于驱动数码管显示的74LS14和74LS245等。交通信号灯部分包含了12个发光二极管和12个0.1K 电阻。外接石英晶体采用的是一个12MHZ 的晶振和两个22uF 电容，用于为内部时钟电路提供脉冲。复位电路部分采用的是微分型复位电路。

图1：总体设计结构图

1.2 系统工作原理

两个数码管分别作为南北向和东西向的倒计时显示数码管，四个方向，每个方向均有红色，绿色，黄色发光二级管各一个。开始是东西向禁行，南北向通行，因此东西向亮红灯，南北向亮绿灯，同时东西向数码管开始25秒倒计时，南北向开始30秒倒计时。当东西向数码管倒数到0时，此时南北向数码管恰好倒数到5秒，接下来两个数码管同时进行4秒倒数，同时南北向绿灯灭，黄灯闪烁，东西向依旧红灯，代表南北向即将进入禁行状态。待两个数码管均倒数到0以后，此时交通灯切换，变成东西向绿灯，南北向红灯，同时东西向数码管进行30秒倒计时，南北向数码管进行25秒倒计时。同样是待南北向数码管倒数到0时，两数码管同时进行4秒倒计时，同时东西向绿灯熄灭，黄灯闪烁，南北向依旧红灯，代表东西向即将进入禁行状态。以此过程为一周期，周而复始的运行。

单片机控制交通灯课程设计

随着城市化进程的加速和交通方式的多样化，城市交通拥堵的问题变得越来越突出。为了解决这一问题，人们设计了各种智能交通系统，其中交通信号灯就是非常重要的组成部分。在日常生活中，我们经常可以看到各种类型的交通信号灯，警示灯、指示灯、控制灯等等。在这么多的交通信号灯中，红、黄、绿三色交通信号灯是最常见的形式。因此，本文将根据“单片机控制交通灯课程设计”主题，对该课程进行阐述和分析。

一、课程设计的背景和意义

1、背景：

在当今社会，随着城市的发展和交通工具的多样化，人们的生活质量也就得到了极大的提高。但是，同时也带来了交通拥堵、交通事故等问题。这时候，如何优化交通形势，减少交通压力，就变成了我们重要的问题之一。因此，基于这样的需求，交通灯的发明应运而生，而其主要功能就是调节车辆、行人数量和方向，保证道路交通有序和安全。

2、意义：

单片机控制交通灯课程设计是学生在电子信息工程专业的核心课程之一。它主要通过对红绿灯控制原理的学习，使学生了解交通信号灯、单片机控制器等相关知识，并通过课程实践来提高学生的动手操作能力、实际运用能力和创新思维能力。

通过本课程的学习，未来的工程师和技术人员不仅能够熟练掌握单片机控制交通灯的能力，更能够在实际工作中运用灵活自如。

二、课程设计的目标和任务

1、目标：

通过本节课的学习，主要达到以下几个目标：

1）了解单片机和交通灯的控制原理；

2）学习如何利用单片机控制红绿灯的时序和流程；

3）实现交通灯的经典三色循环控制；

4）掌握现代科技的基本知识和近代信息化技术；

电子课程设计报告

题目：交通灯控制器设计

专业班级：电气工程及其自动化095班

姓名：

时间：2012.03.31 ～2012.04.20

完成日期：2012年04月20日

基于单片机控制的交通灯控制器

一、设计要求

（一）基本功能

显示：东西和南北方向各一组（红、黄、绿）指示灯，按一般交通规则进行循环顺序开通和断开。

东西和南北方向分别具备”可急车强通控制”。

（二）扩展功能

1．可增加人性化的语音播报管理功能

2．随时间变化,夜间自动调整循环的时间

二、计划完成时间三周

1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。

2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。

3．第三周完成软件和硬件的联合调试。

目录

一、引言 (4)

二、总体设计方案 (4)

2.1 设计思路 (4)

2.1.1 红绿灯端口个数 (4)

2.1.2 通行时间设计 (5)

2.1.3 数码管显示设计 (5)

2.2方案确立 (5)

2.3 设计方框图 (6)

2.3.1 电路方框图 (6)

2.3.2 程序方框图 (6)

三、设计原理分析 (8)

3.3码管引脚图 (9)

四、使用说明 (10)

五、结束语 (11)

参考文献 (11)

附录一 (11)

附录二 (12)

交通灯控制器设计

摘要：本设计由单片机系统、LED驱动电路及交通灯演示系统和强通电路组成。系统主要用AT89S51的P0口来完成东西南北四个方向的有条不紊的基本交通控制。为防止意外发生的可急车强行通过的车辆，还专门设置了急车强通电路，可根据具体情况手动控制。

关键词：A T89S51单片机交通灯控制器LED 急车通道74LS245

课程设计报告

2013 — 2014学年第1学期

课程名称51单片机交通灯程序设计设计题目交通灯

学生姓名

学号

专业班级

指导教师

一．前言 (3)

二．功能概述 (3)

三．设计思路 (3)

四．硬件介绍 (4)

五．软件程序设计 (7)

六．电路图及仿真实现 (10)

七．总结 (11)

八．源程序 (12)

参考文献 (14)

一．前言

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，在学习了单片机的有关知识之后,运用相关知识来设计完成交通信号灯.

二．功能概述

2。1设计任务：交通灯的硬件和软件设计

2。2设计目的

1。进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。

2。掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法.

4。通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术.

5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,为我们今后从事相应工作打下基础。

三．设计思路

交通灯的变化规律

按照常规我们假设一个十字路口为东西南北走向（支干道)。初始状态为状态1，南北方向（主干道)绿灯通车，东西方向红灯。经过过一段时间(30S）转换状态2，南北方向绿灯闪几次转亮黄灯,延时5S，东西方向仍然红灯。再转换到状态3，东西方向绿灯通车,南北方向红灯.过一段时间(20S)转换到状态4，东西方向绿灯闪几次转亮黄等，延时5S，南北方向仍然红灯。最后循环至南北绿灯，东西红灯。在这些状态下,有时钟倒数计时.

单片机控制交通灯课程设计

1. 引言

交通灯是城市中非常重要的交通设施之一，它能够有效地引导车辆和行人的交通流动，确保交通的平安与有序。本课程设计旨在通过单片机控制交通灯的设计和实践，帮助学生理解和掌握单片机的根本原理和编程技巧，同时培养学生的创新思维和动手能力。

2. 设计目标

本课程设计的目标是设计一个基于单片机的交通灯控制系统，实现交通灯的自动切换和人行横道的控制。具体的设计目标包括： - 使用单片机控制交通灯的红、黄、绿三个信号灯的切换； - 设置适当的时间延迟，模拟真实交通流量； - 设计人行横道的信号灯，确保行人的平安过马路。

3.1 单片机选择

在设计中，我们选择常用的AT89S52型号单片机作为控制器。它

具有良好的性能和丰富的接口资源，非常适合本课程设计的要求。

3.2 交通灯模块

我们设计一个交通灯模块，包含红、黄、绿三个信号灯。每个信号

灯使用LED灯作为显示，通过与单片机相连的IO口进行控制。

3.3 人行横道模块

为了确保行人的平安过马路，我们设计一个人行横道模块，包含红、绿两个信号灯。同样地，每个信号灯也使用LED灯作为显示，并与单

片机相连的IO口进行控制。

4.1 程序框架

我们使用C语言进行单片机的编程，设计以下几个函数： - void delay(int time)：延时函数，用于设置适宜的时间间隔； - void trafficLightControl()：交通灯控制函数，实现交通灯的循环切换；- void pedestrianCrossingControl()：人行横道控制函数，确保

江西理工大学

单片机综合课程设计报告

设计题目：交通灯控制器

设计者：

学号：

班级：

指导老师：

完成时间：2010年7月

设计报告电路设计软件设计平时分总评

格式（5）内容

(15)

原理图

（15）

板子外观

（15）

程序

（15）

调试情况

（15）

（20）

目录

第1章MCS-51单片机概述 (1)

1.1 引言 (1)

1.2单片机概述 (1)

1.3芯片简介 (1)

第2章交通灯控制器 (2)

2. 1设计目的 (3)

2.2设计要求 (3)

2.3设计方案 (3)

第3章交通灯控制器设计 (4)

3.1交通灯控制器硬件设计 (4)

3.1.1材料选用 (4)

3.1.2交通灯硬件电路连接图 (4)

3.1.3数码管的连接 (5)

3.2 控制器的软件设计 (6)

3.2.1主程序 (6)

3.2.2第一状态程序 (6)

3.2.3第二状态程序 (7)

3.2.4第三状态程序 (8)

3.2.5第四状态程序 (9)

3.2.6第五状态程序 (10)

3.2.7每秒钟的设定 (10)

附录 (11)

致谢 (18)

参考文献 (19)

第1章 MCS-51单片机概述

1.1引言

当今，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。但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

《单片机技术及其应用》

课程设计报告

题目：基于C51单片机交通信号灯 . 班级： 15电信本3 .

学号： 15434005 .

姓名：刘帮亮 .

同组人员：张书政陈钰婕李家月刘帮亮 .

指导教师：王瑞瑛 .

2015年10月30日

目录

1 总体设计方案 (1)

1.1设计思路 (1)

1.2设计目的 (2)

1.3设计任务 (3)

1.4设计内容 (3)

2 交通管理方案 (5)

3 硬件设计 (5)

3.1芯片主要性能 (5)

3.2功能特性描述 (6)

3.3 设计电路 (6)

3.4显示电路设计 (7)

3.5 晶振电路 (8)

4 软件程序流程 (8)

4.1 主程序流程说明 (8)

4.2 显示子程序流程说明 (10)

4.3 软件设计电路 (11)

5总结 (12)

参考文献 (14)

附录1 (15)

附录2 (18)

引言

Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。本文就用Keil编程，相比硬件设计程序设计较为复杂，必需同时考虑灯控制、时间显示、紧急开关等问题，并且具有一定的C语言基础和一定的思维能力及逻辑能力。本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，即倒计时60秒，交通灯循环亮，另一种是故障或紧急状态，即无论交通灯处于何种状态只要按下紧急开关，就立即打开相应的绿灯，另一方向则亮红灯，当再按起开关则反向，并从60秒倒计时，恢复正常状态，分别用黄、红、绿色灯的不同组合来表示。本系统采用单片机AT89C52为核心器件来设计交通灯控制器，模拟现实中的交通灯控制方法，具有较强的实用性。