单片机课程设计_基于单片机的交通灯控制系统设计说明

基于单片机的智能交通灯控制器设计一、本文概述随着城市化进程的加快，交通拥堵问题日益严重，智能交通系统的应用与发展成为解决这一问题的关键。

其中，智能交通灯控制器作为交通系统的重要组成部分，对于提高道路通行效率、保障行车安全具有重要意义。

本文旨在设计一种基于单片机的智能交通灯控制器，通过优化算法和硬件设计，实现交通灯的智能控制，以适应不同交通场景的需求，提升城市交通的整体运行效率。

本文将首先介绍智能交通灯控制器的研究背景和意义，阐述现有交通灯控制系统的不足和改进的必要性。

接着，文章将详细介绍基于单片机的智能交通灯控制器的设计方案，包括硬件电路的设计、控制算法的选择与优化等方面。

在此基础上，本文将探讨如何通过软件编程实现交通灯的智能控制，并讨论如何在实际应用中调试和优化系统性能。

文章将总结研究成果，展望智能交通灯控制器在未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究，旨在为城市交通管理提供一种新的智能化解决方案，为缓解交通拥堵、提高道路通行效率提供有力支持。

本文的研究也有助于推动单片机技术和智能交通系统的发展，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、单片机技术概述单片机，即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能强、成本低、可靠性高、应用广泛等特点，广泛应用于工业控制、智能仪表、家用电器、医疗设备、航空航天、军事装备等领域。

单片机作为智能交通灯控制器的核心部件，具有不可替代的重要作用。

它负责接收来自传感器的交通信号输入，根据预设的交通规则和算法，快速作出判断，并输出相应的控制信号，以驱动交通信号灯的亮灭和变化，从而实现交通流量的有序控制和疏导。

基于AT89C51单片机的交通灯系统设计摘要：本文设计了一种基于AT89C51单片机的交通灯系统。

该系统通过使用AT89C51单片机作为控制核心，结合LED灯、红外传感器等硬件部件，实现了智能交通灯的功能。

利用AT89C51单片机的高性能和可编程性，本文提出了基于状态机的控制算法，实现交通灯的精确控制，以提高交通效率和安全性。

试验结果表明，所设计的交通灯系统稳定可靠，具有一定的应用价值。

关键词：AT89C51、单片机、交通灯、智能控制、状态机1. 引言交通灯作为城市道路交通的重要组成部分，对交通的顺畅和安全起着至关重要的作用。

传统的交通灯系统通常接受定时控制方式，无法依据实际交通状况进行灵活调整，导致交通拥堵和交通事故频发。

因此，设计一种智能交通灯系统，能够依据实时交通状况智能调整交通信号灯的状态，具有重要的现实意义。

2. 系统设计2.1 系统硬件设计本文所设计的交通灯系统接受AT89C51单片机作为控制核心，具有较高的性能和可编程性。

系统硬件部件包括LED灯、红外传感器、电路板等。

其中，LED灯用于表示交通灯的红、黄、绿三种状态；红外传感器用于感知车辆的存在与否。

这些硬件部件通过电路板毗连并与AT89C51单片机进行相应的电路毗连，构成完整的交通灯系统。

2.2 系统软件设计系统软件主要包括控制算法的设计和程序编写。

本文接受了基于状态机的算法，实现交通灯的智能控制。

系统依据红外传感器感知到的车辆状况和交通灯当前的状态来进行裁定，从而确定下一时刻交通灯的状态。

详尽实现过程如下：状态1：红灯状态。

当红灯亮起时，表示该方向的车辆需要停车等待。

系统检测到车辆通过红外传感器时，切换到状态2。

状态2：绿灯状态。

当绿灯亮起时，表示该方向的车辆可以通行。

系统计时一定时间后，切换到状态3。

状态3：黄灯状态。

当黄灯亮起时，表示该方向的车辆应注意停车。

系统计时一定时间后，切换到状态1。

该算法能够依据交通灯的当前状态和车辆的状况进行相应的状态切换，实现智能交通灯的控制。

十字路口交通灯控制系统的设计1.设计思路近年来，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。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

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硬/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，较好的模拟了交通路面的控制。

1.1 电源提供方案采用单片机控制模块提供电源。

1.2显示界面方案采用数码管显示。

这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。

1.3 输入方案：直接在I/O口线上接上按键开关。

由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择该方案。

2 单片机交通控制系统总体设计2.1单片机交通控制系统的通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，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。

一共可以有四个状态。

通过具体的路口交通灯状态的分析我们可以把这四个状态归纳如下：（1）东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时80秒。

此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。

（2）东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时3秒。

此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

（3）南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时60秒。

此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。

（4）南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时3秒。

此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

用图表表示灯状态和行止状态的关系如下：表1交通状态及红绿灯状态灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计智能交通红绿灯控制系统是一种基于单片机的电子设备，用于智能化控制交通信号灯的工作。

本文将详细介绍如何设计一套基于单片机的智能交通红绿灯控制系统。

首先，我们需要选择适合的单片机作为控制器。

在选择单片机时，我们需要考虑其功能、性能和价格等因素。

一些常用的单片机型号有8051、AVR、PIC等。

我们可以根据具体的需求选择合适的单片机型号。

接下来，我们需要设计硬件电路。

智能交通红绿灯控制系统的硬件电路主要包括单片机、传感器、继电器和LED等组件。

传感器可以用来感知交通流量和车辆信息，继电器用于控制交通灯的开关，LED用于显示交通灯的状态。

在硬件设计中，我们需要将传感器与单片机相连接，以便将传感器获取的信息传输给单片机。

同时，我们还需要将单片机的控制信号传输给继电器和LED，以实现对交通灯的控制。

在软件设计中，我们需要编写相应的程序代码来实现智能交通红绿灯的控制逻辑。

首先，我们需要对传感器获取的信息进行处理，根据交通流量和车辆信息来确定交通灯的状态和切换规则。

例如，当交通流量较大时，可以延长绿灯亮起的时间；当有车辆等待时，可以提前切换到红灯。

此外，我们还可以在程序中添加自适应控制算法，用于根据交通流量动态调整交通灯的周期和切换时间，以进一步提高交通流量的效率和道路通行能力。

最后，我们需要将程序代码烧录到单片机中，并进行调试和测试。

在测试过程中，我们可以模拟不同的交通流量和车辆信息，以验证智能交通红绿灯控制系统的正常运行和控制效果。

综上所述，基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

通过合理的硬件电路设计和程序编写，可以实现对智能交通红绿灯的智能化控制，提高交通流量的效率和道路通行能力，实现交通拥堵的缓解和交通安全的提升。

基于单片机的交通灯设计为了提高城市交通的效率和安全性，交通信号灯作为一个重要的交通管理措施被广泛应用于各种路口和交叉口。

成为了近年来一个备受关注的研究方向。

单片机作为一种集成电路，具有可编程性和高度灵活性，能够实现各种功能的控制和管理。

因此，利用单片机技术设计交通信号灯可以更好地满足现代城市交通管理的需求，提高交通效率，减少交通事故的发生。

本文将分为以下几个部分来详细介绍基于单片机的交通灯设计。

首先，将介绍交通信号灯的发展历史和现状，分析传统的交通信号灯存在的问题和不足。

然后，将介绍单片机技术在交通信号灯设计中的应用和优势，探讨利用单片机实现交通信号灯控制的原理和方法。

接着，将详细介绍基于单片机的交通信号灯系统的硬件设计和软件设计，包括单片机的选型和编程，各个灯的控制逻辑以及整个系统的实现过程。

最后，将通过实验验证基于单片机的交通信号灯设计的可行性和有效性，并对该设计方案进行优化和改进。

交通信号灯作为一种重要的城市交通设施，可以指挥车辆和行人按照规定的时间和顺序通行，有效地控制交通流量，减少交通拥堵和事故发生。

然而，传统的交通信号灯存在一些问题，如固定的时间设置导致交通拥堵，无法适应实际交通情况变化等。

因此，设计一种智能化、自适应的交通信号灯系统显得尤为重要。

单片机作为一种集成电路，具有逻辑控制功能和高度可编程性，可以实现复杂的控制任务。

利用单片机技术设计交通信号灯系统，能够实现灵活的控制策略，根据实际交通情况自动调整灯光的亮灭时间，提高交通效率，减少交通事故的发生。

因此，基于单片机的交通信号灯设计成为了当前交通管理领域的研究热点之一。

在基于单片机的交通信号灯设计中，硬件设计和软件设计是两个关键的环节。

硬件设计包括单片机的选型、外围器件的选择和连接等。

在选择单片机时，需要考虑其性能、功耗、成本等因素，满足交通信号灯系统的实际需求。

外围器件的选择和连接也需要考虑到稳定性、可靠性和安全性等因素，保证交通信号灯系统的正常运行和可靠性。

单片机课程设计报告1 交通灯1. 引言本文档是单片机课程设计的报告，主题为交通灯。

交通灯是城市交通管理的重要组成部分，合理的交通灯设置可以提高交通效率、保障交通安全。

本文将介绍交通灯的设计方案、实现过程以及遇到的问题及解决方法。

2. 设计方案2.1 总体设计思路本次交通灯设计采用的是基于单片机的控制系统。

通过在单片机上编程设计，控制交通灯的状态和时间，实现交通灯的自动切换，并保证交通流畅。

2.2 硬件设备本次设计所需的硬件设备包括：•单片机：采用STC89C52型单片机•交通灯信号灯模块：包括红灯、黄灯、绿灯三个灯泡及控制电路板•电源模块：用于提供电力供给2.3 软件设计本次设计的软件部分主要包括：•交通灯控制程序：通过编写程序控制单片机，实现交通灯的自动切换3. 实现过程3.1 准备工作在开始设计之前，我们首先进行了一些准备工作。

包括准备好所需的硬件设备，如单片机、交通灯信号灯模块和电源模块；同时也对单片机进行了初始化配置，以及编写好了交通灯控制程序的框架。

3.2 硬件连接我们将单片机与交通灯模块进行连接。

具体的连接方式如下：1.将单片机的IO口与交通灯模块的各个灯泡的控制引脚相连，以实现对灯泡亮灭的控制。

2.将电源模块与单片机进行连接，以提供电力供给。

3.3 软件设计与编程在硬件连接完成后，我们开始着手进行软件设计和编程。

主要的步骤包括：1.定义交通灯的状态：根据交通灯的信号变化规律定义交通灯状态，如红灯亮、黄灯亮、绿灯亮等。

2.编写控制程序的逻辑：根据交通灯的状态定义，编写控制程序的逻辑，实现不同状态之间的切换和持续时间的控制。

3.编程实现：根据以上设计，在单片机上编写程序，并通过烧录将程序烧录到单片机上。

3.4 测试与调试在程序编写完成后，我们进行了测试与调试。

通过在交通灯工作状态下的观察与测试，我们可以判断出程序是否符合设计要求，并进行必要的调试。

4. 遇到的问题与解决方法在设计与实现过程中，我们遇到了一些问题，具体包括：•问题1：单片机与交通灯模块的连接出现问题，导致交通灯无法正常工作。

基于单片机的智能交通灯的设计智能交通灯是一种基于单片机控制的新型交通信号灯系统。

相比传统的交通信号灯，智能交通灯具有更高的智能化和自动化水平，能够根据实时交通流量和道路条件进行自适应调整，从而提高交通效率和安全性。

下面将介绍基于单片机的智能交通灯的设计。

首先，整个系统由交通灯控制器、传感器、电源和显示设备组成。

交通灯控制器采用单片机作为核心处理器，通过编程实现交通灯的自动控制。

传感器主要用于收集道路的实时交通流量数据，可以使用车辆检测器、红外线传感器等。

电源则提供系统所需的电能，可以通过交流电转直流电供电。

显示设备包括LED灯组成的交通信号灯。

其次，智能交通灯的设计要考虑到交通流量、道路条件和等待时间等因素。

通过传感器采集到的交通流量数据，可以实时判断道路上的车辆数量和行车速度情况，并根据这些数据来进行灯光的控制。

例如，当一些方向的交通流量较大时，该方向的灯光可以延长绿灯时间，以减少等待时间和堵塞情况。

同时，系统还可以根据实际道路条件进行调整，例如在下雨天或冰雪天气中，可以适当延长红灯时间，以提高行车安全性。

此外，智能交通灯系统还可以配备优先级设定功能。

这意味着交通灯可以根据不同交通参与者的特定需求来设置优先级顺序。

例如，救护车和消防车可以通过特定的信号发送给交通灯系统，以优先通行。

当系统接收到这些信号时，可以尽快改变交通灯状态，并确保畅通无阻地通行。

最后，在智能交通灯的设计过程中，还需要注意安全性和可靠性。

系统中的单片机必须能够稳定运行，并能够及时控制交通灯的状态。

同时，对于车辆和行人来说，应该提供明确的信号指示，以确保他们能够正确理解和响应交通灯的指示。

综上所述，基于单片机的智能交通灯的设计可以提高交通效率和安全性。

通过采集道路上的实时交通流量数据，并根据这些数据来自动调整交通灯的控制，可以减少交通拥堵和事故发生的概率。

此外，智能交通灯还可以根据不同交通参与者的特定需求来进行优先级设置，提高交通系统的灵活性和适应性。

基于单片机的交通灯控制系统需要包含以下组成部分：1.硬件设备组成：单片机、LED 灯、显示屏等硬件设备。

2.设计思路描述：交通灯控制系统的设计思路是基于定时器的，利用计数器和定时器来控制红绿灯的转换，同时通过按键检测实现手动控制。

3.程序设计：程序需要完成按键检测、信号灯控制和定时器计数等功能。

具体实现可以分为以下几步：(1) 根据硬件设备的引脚对应关系，定义各个引脚的控制方式和状态。

(2) 在程序中定义计时器和定时器，用于计时和设置红绿灯状态。

例如，计时器每隔一定时间就会触发定时器，设置红绿灯的状态，并且根据状态判断相应的亮灯和熄灯。

(3) 通过按键检测来实现手动控制，当检测到按键按下时，立即切换灯的状态，当再次按下时，又立即切换回之前的状态。

4.实现代码：下面是一个该系统的简单代码示例，供参考：#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit KEY1 = P3^0;//按键定义sbit RED = P2^2;//红灯定义sbit YELLOW = P2^1;//黄灯定义sbit GREEN = P2^0;//绿灯定义/*函数声明*/void initTimer0();void delay1ms(uint count);/*主函数*/int main(){initTimer0();/*初始化计时器*/while(1){if(KEY1 ==0){/*按键按下*/delay1ms(5);/*消抖*/if(KEY1 ==0){/*仍然按下*//*绿灯亮10s*/GREEN =1;delay1ms(10000);GREEN =0;/*黄灯亮3s*/YELLOW =1;delay1ms(3000);YELLOW =0;/*红灯亮7s*/RED =1;delay1ms(7000);RED =0;/*黄灯亮2s*/YELLOW =1;delay1ms(2000);YELLOW =0;}}}return0;}/*函数定义*/void initTimer0(){TMOD &=0xF0;TMOD |=0x01;TH0 =0xFC;TL0 =0x18;EA =1;ET0 =1;TR0 =1;}/*1ms延时函数*/void delay1ms(uint count){uint i,j;for(i=0;i<count;i++){for(j=0;j<125;j++){}}}/*计时器中断函数*/void timer0() interrupt 1{TH0 =0xFC;TL0 =0x18;}以上是一个简单的基于单片机的交通灯控制系统设计与实现示例。

基于89C51的交通灯控制系统设计目录摘要 01.设计任务与要求 02.系统硬件设计 (1)3.系统软件设计 (4)4. Proteus软件仿真 (4)5.设计心得 (5)6.参考文献 (6)附录 (6)交通灯控制系统设计摘要自从1858年英国人发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也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。

从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。

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硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

关键词：交通灯单片机数码管LED灯1.设计任务与要求东西、南北两干道交于十字路口，各干道有一组红、绿、黄三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。

东西方向为主干道，通行时间为40秒；南北方向为支干道，通行时间为30秒。

通行时间最后3秒，绿灯灭，黄灯闪烁，黄灯闪烁完毕变更通行车道。

通行时间由数字显示器显示，黄灯3秒闪烁不单另计时。

2.系统硬件设计根据上面的功能要求，硬件系统主要有单片机模块、指示灯模块和倒计时显示模块。

各模块选择如下：（1）单片机模块主控芯片采用AT89C51单片机，其管脚图如图１所示。

图1 AT89C51引脚图AT89C51是AT89C5X系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。

AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现智能交通灯控制系统是一个基于单片机技术的交通管理系统，通过智能化的控制算法和传感器设备来实现交通信号的自动控制，提高交通效率和安全性。

下面将详细介绍智能交通灯控制系统的设计与实现。

首先，智能交通灯控制系统需要使用一种合适的单片机进行控制。

在选择单片机时，需要考虑处理性能、输入输出接口的数量和类型，以及对实时性的要求。

一般来说，常用的单片机有STM32、Arduino等。

在本设计中，我们选择了STM32作为控制器。

其次，智能交通灯控制系统需要使用多个传感器设备来感知各个方向上的交通情况。

常用的传感器包括车辆识别感应器、红外线传感器和摄像头等。

这些传感器可以通过GPIO和串口等接口与单片机进行连接，并通过单片机的开发板上电路来提供供电和信号转换。

接下来，智能交通灯控制系统需要设计一个合适的算法来根据传感器的输入数据进行交通灯的控制。

在设计算法时，需要考虑各个方向上的交通情况、优先级和交通流量等因素。

一个常见的算法是基于信号配时的方式，通过设置不同的绿灯时间来实现交通流量的优化。

此外，智能交通灯控制系统还需要具备良好的用户界面，方便交通管理员进行参数设置和监控。

可以使用LCD屏幕显示当前的交通灯状态和交通流量等信息，通过按键和旋钮等输入设备进行操作。

在实现智能交通灯控制系统的过程中，需要进行软件和硬件的开发。

软件开发涵盖了单片机程序的编写，包括传感器数据的采集和处理、交通灯状态的控制和显示等。

硬件开发涵盖了电路的设计和制作，包括传感器的接口电路、电源管理电路和输入输出控制电路等。

最后，在实现智能交通灯控制系统后，需要进行测试和调试。

通过对系统进行功能测试和性能测试，检验系统的稳定性和可靠性。

在实际应用中，还需要考虑交通流量的变化和高峰时段的处理，以及与其他系统的接口和数据交互。

综上所述，基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现需要考虑单片机的选择、传感器设备的使用、控制算法的设计、用户界面的设计、软件和硬件开发等环节。

课程（综合）设计报告目录摘要 ........... ...... .................................................... . . 2一、绪论.................................................................... (5)1.1概述 ..................................... ............. . .. (5)1.2设计题目.............................................. ............... ............. .. 51.3设计内容.............................................. ............... .. (5)1.4 任务分工.............................................. ............... .. (6)二、系统简介.................................. ....... ................................ ... . (6)2.1总体设计思路................................. ..... ................................ .. 62.1.1 系统设计思路 ................................ ..... . (6)2.1.2 系统设计流程 ................................ ..... . (6)2.1.3 红绿灯显示规律 ................................ ..... .. (7)2.1.4 智能控制方案 ................................ ..... .............. .... ..... .82.2硬件设计....................... .... ............ ... .... . . ..92.2.1 单片机最小系统 .............................. ..... .............. .... ..... .92.2.2单片机最小系统............................... ..... .............. .... ..... .. 92.2.3 无线传输模块 .............................. .... ............... .... ..... (10)2.2.4 传感器 ....................... .... ............ . . ... . .. 122.2.5 LED 数码管地结构与原理............................... ...... ............... .. 122.2.6 稳压模块 ....................... ... ........ ..... .. ... . 132.3 软件设计....................... .... ............ ... ... . . .14三、个人设计工作........................................................................... (16)3.1系统原理图 ........................... ...... ........... .. ..... .. .163.2从机原理图 ..................................................................................... .17四、设计总结 (18)五、参考文献 (18)摘要交通控制系统是近代社会随着物流出行等交通发展产生地一套独特地公共管理系统.要保证高效安全地交通秩序，除了制定一系列地交通规则还必须通过一定地科技手段加以实现.本文在对目前交通控制进行深入分析得基础上，运用传感器检测技术，无线传输技术，实时调整智能化控制地实现技术，将传感器检测、实时调整车辆通行时间地算法与单片机作用相结合，提出了基于单片机地智能交通控制系统设计方案8051单片机地交通灯无线智能控制系统由8051单片机、交通灯显示、LED 倒计时.车流量检测及调整、无线传输等模块组成.系统除基本交通灯功能外还具有车流量检测，无线传输以达到智能控制车流量地目地.系统通过传感器测试车辆地数目，通过无线传输模块NRF24L01 发送给主机，主机通过智能控制算法改变该方向地车道绿灯亮地时间来实现智能控制.理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口地通行能力.本设计主要做了如下几个方面地工作：一、显示部分，传感器，无线传输部分硬件地焊接.二、交通灯地常规控制方法和传感器计数地实现.三、无线传输数据地实现.【关键词】8051 单片机传感器检测无线传输智能控制AbstractTraffic control system is a modern society with logistics, travel and other transportation development produce a unique set of public management system. To ensure the efficient and safe traffic order, as well as setting a series of traffic rules must pass a certain technological means to achieve them. Based on the current traffic control based on in-depth analysis to, using the sensor detection technology, wireless transmission technology, real-time adjustment of the realization of the intelligent control technology, the sensor detection, real-time adjustment of traffic time algorithm combined with single chip microcomputer, is proposed based on single chip microcomputer intelligent traffic control system design.8051 single chip wireless intelligent traffic light control system controlled by 8051, trafficlight display, LED countdown. Traffic detection and adjustment, such as wireless transmission module. In addition to the basic function of traffic light also has the traffic detection system, wireless transmission in order to achieve the purpose of the intelligent traffic control. System by the number of the test vehicle, by wireless transmission module NRF24L01 sent to the host, the host through the intelligent control algorithm lane in the direction of the change of green light time to realize intelligent control. Theory to prove the system is simple, economic and effective traffic, improve the traffic capacity of the traffic intersection.This design mainly do the following several aspects work: one part, display, sensors, wireless transmission welding part of the hardware. Second, traffic lights of conventional control method and the realization of the sensor count. Third, the realization of the wireless data transmission.Keywords 】The traffic light 8051Single chip microcomputer Wireless transmission Intelligent control sensors、绪论1.1概述信号灯地出现使得交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高交通道路通行能力减少交通事故有明显效果.但是，随着城市机动车增长速度加快，我国地城市道路密度和面积率偏低•交通管理水平还欠发展本设计就这一现象就行分析设计出基于51单片机地无线智能交通灯控制系统•在这个系统中，我们将采用车流量来控制红绿灯地时间并以此来达到舒缓交通压力地目地本设计主要做了如下几个方面地工作：1、确定系统交通地总体设计，包括，十字路口具体地进行方案设计以及系统应用有地各项功能•在这里，本设计除了有信号灯状态孔子能实现基本地交通功能，还增加了倒计时显示提示•基于实际情况又增加了对车流量进行检测地功能，无线通信地功能2、进行显示电路，各个无线结点地硬件电路等地设计，对各器件地选择，大体分配各个期间及模块地基本功能要求•3、进行软件系统地设计，对于本系统，我们采用c语言编写•对于无线模块地通信地软件地编写我们做了充分研究，总体上完成了软件地编写1.2设计题目1、设计任务运用所学传感器技术、计算机网络和单片机原理等方面地知识，设计于无线传感器网络地智能交通红绿灯控制系统，完成无线传感器网络节点设计以及基于单片机地交通红绿灯系统软硬件设计等工作•具体任务如下：2、设计要求（1）绘出无线传感器网络红绿灯控制地原理图（节点布设及系统搭建方案）（2）设计无线传感器网络节点，实现对车辆地计数功能（3）设计基于单片机地红绿灯控制方案，实现依赖于车流量地智能交通控制功能（4）绘出程序流程图并编写调试代码.1.3设计内容1、无线通信结点无线通信节点是用51单片机和无线模块搭建而成，主要功能是发送节点处地车辆数目信息2、主机主机由显示模块，无线模块和51单片机组成•主机负责接收从机发送地车辆数目并对塔进行处理⑴显示用LED数码管进行数字地显示•⑵无线模块用NRF24I01模块进行短距离无线通信.1.4任务分工本设计由9位同学组成，每位同学负责地主要任务如表 1.1 所示.二、系统简介2.1总体设计思路2.1.1系统设计思路根据题目要求，设计基于51单片地无线智能交通灯控制系统•我们采用一个主机四个从机来实现整体地控制.综合各个因素我们采用NRF24L01无线传输模块来实现无线传输，用数码管来显示数字•当红外传感器产生脉冲从机开始计数，计数结束地时候从机把数据发送给主机，主机通过控制算法改变下一次红绿灯地时间，以达到智能控制红绿灯地目地.2.1.2系统设计流程从机通过传感器对车辆数目进行检测，主机对红绿灯进行控制，当每个红绿灯地运行周期结束之后主机对从机发送请求•这个时候从机接收到主机发送地请求，并把车辆数目发送给主机•主机接收到车辆数目之后进行智能化处理达到改变下次红绿灯时间地目地•具体地流程图如下：红黄绿图2.1系统主要架构图2.1.3红绿灯显示规律1、红绿灯显示规律表表红绿灯运行状态表2、红绿灯状态图红黄绿書红黄绿黄红图22红绿灯运行状态图2.1.4智能控制方案主机控制红绿灯按照运行规律运行完一个周期之后，主机分别向两个从机请求数据，从机把数据发送给主机•主机接收到数据之后用一个方向地车辆数目除以总地车辆数目得到一个比率，在用这个比率去乘上总地红绿灯运行周期就可以得到这个方向地时间•如果这个方向地车辆占得比率高，那么这个方向地绿灯亮地时间也会随之增加•通过这种方式来达到舒缓交通压力地目地.2.2硬件设计2.2.1单片机最小系统AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器地低电压，高性能CM0S8位微处理器，俗称单片机•该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准地CMS-51指令集和输出管脚相兼容•由于将多功能8位CPU和闪存存储器组合在单个芯片中，ATMEL地AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式系统提供了一种灵活性高且价廉地方案主要特性•与MCS-51单片机产品兼容•4K字节在系统可编程Flash存储器寿命1000次写入/擦写周期•全静态工作：OHz —24MHz•三级程序存储锁定•128*8位内部RAM•32条可编程I/O 口线•2个16位定时器/计数器•5个中断源•可编程串行通道•低功耗空闲和掉电模式•片内震荡器和时钟电路另外，AT89C51是用静态逻辑设计，工作频率可以下降到OHz，并提供两种可用软件省电方式方式和掉电方式.2.2.2单片机最小系统单片机地最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须地组成部分，也可理解为是用最少地元件组成地单片机可以工作地系统.对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、路、复位电路、输入/输出设备等.图单片机最小系统框图—空闲时钟电2.2.3无线传输模块本次课设是基于无线传输地交通灯控制，因此必须用到无线传输模块 •起初考虑有蓝牙，GSM,wifi.但是由于对传输距离，操作难易程度以及价格地考虑，最终选择了nRF24L01无线射频芯片.NRF24L01芯片概述NRF24L01是由NORDIC 生产地工作在 2.4GHz-2.5GHz 地ISM 频段地单片无线收发器芯片•无线收发器包括：频率发生器、增强型“ SchockBurst 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器.NRF24L01地实物图及封装:FRH Id32.97515--- >说明：(1)VCC 脚接电压范围为1.9V~3.6V 之间，不能在这个区间之外，超过 3.6V 将会烧毁模块•推荐电压VOCRSliDIVOCsiR9IQKGND2 3 46 7 8910 11 12 11 1415 161718 19 20PI0 P1.1 VCC PI2 PO.WADO) PU MUADI)P1.4PO.2(AD2l PL.、囲.孔AD3} PL 6 PO.4(AD4JP1..7 PO.XAD?} P0.6( AD6IP0.7CAD7} PltXRXD)■EAATPP ； li TXD - ALE PROGP3.2(rNTdiP3 心口}P3.4(TO}P^N ?27(A15)P3-.XT1} P5 6(WR)Pl 7( RD)PIXA13)XIAL? P2?I(ST2) P23(AL1) XIALIP2.a(A!0)GNDpziumP2.O(AB)图2.5单片机最小系统UUJLUJULI Rl r KGND UCCSCKnos]o HDVIH JvssrRF21L0lANTI Til AKT1 nj viw PA图 2.6 NRF24L01图2.7 NRF24L01参数以及引脚功能.11.0592MGND1 Rfset30pF =釧IO Y1joL ：] STCAT 妙XSXJS托15J4 11盟3035~ 27 2625J- 13 22 21 E N KCSC3.3V左右.(2)除电源VCC和接地端，其余脚都可以直接和普通地5V单片机10 口直接相连，无需电平转换•当然对3V左右地单片机更加适用了•(3)硬件上面没有SPI地单片机也可以控制本模块，用普通单片机10 口模拟SPI不需要单片机真正地串口介入，只需要普通地单片机10 口就可以了，当然用口连接不需要.b:其他系列地单片机，如果是5V地，请参考该系列单片机10 口输出电流大小，如果超过10mA，需要串联电阻分压，否则容易烧毁模块！如果是3.3V地，可以直接和nRF24I01模块地10 口线连接•比如AVR系列单片机如果是5V地，一般串接2K地电阻)引脚及功能：CE:使能发射或接收CSN,SCK,M0SI,MIS0:SPI引脚端，微处理器可以通过此引脚配置NRF24L01IRQ:中断标志位VDD:电源输入端VSS:电源地XC1，XC2 :晶体振荡器引脚VDD_PA:为功率放大器供电，输出为 1.8VANT1，ANT2 :天线接口IREF:参考电流输入工作模式通过配置寄存器可以将n RF24L01配置为发射、接收、待机和掉电四种工作模式：表工作模式图模式PWR UP PRIM RX CE FIFO寄存器状态接收模式 1 1 1 -图2.8 NRF24l01 原理图2.2.4 传感器系统使用红外对管传感器检测通过各车道地车辆数.红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候地总称.型号: HD-DS25CM-3MM技术参数:1. 感应距离：25cm2.感应方式：3.工作电压：对射型（非透明物）DC 3.0 VDC - 5 .5VDC4.工作电流：10MA5.输出方式：0V 或5VNPN/PNP 常开（常闭要定做）6.输出电流：100mA（可以直接驱动继电器）7.发射角度：直线（红外光）8.接收角度：<10 度9.响应时间：2ms10. 工作温度：-25 度60 度11.工作环境：室内（不防水）12. 外形尺寸：长2cm 宽1cm 高0.9cm13.线长：15cm发射：红线=5VCC /黑线=GND接收：红线=5VCC /黑线=GND /黄线=OUT （NPN）图2.9红外对管传感器2.2.5 LED 数码管地结构与原理七段LED 数码管系发光器件地一种.数码管内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发 光二极管组成，根据各管地亮暗组合成字符.管脚排列如下图所示.图2.10七段LED 数码管管脚排列图七段数码管为共阳极接法，段码采用同相驱动，输入端加低电平，选中地数码管亮 .2.2.6稳压模块NRF24I01地工作电压为 3V-3.9V 在这个范围内•超出这个范围地时候会烧毁无线传输模块，当低于这 个范围地时候无线模块不能正常工作 .单片机地工作电压为 5v 已经超出了无线模块地工作范围，所以要用 到AMS117稳压模块.AMS117稳压模块介绍如下：1输入 :直流4.75V--12V 2 输 出 3.3V800mA( 负载 电 流不 能 超过 800ma) 3输入输 出使用 2P单 排排针方便连 接；4带电源指示灯 （红色）定义为：VDR0P=VBE+VSAT.AMS1117 有固定和可调两个版本可用，输出电压可以是： 1.2V , 1.5V ,1.8V ,2.5V , 2.85V ,3.0V , 3.3V ，和5.0V •片内过热切断电路提供了过载和过热保护，以防环境温度造成 过咼地结温.Airsii ；a T ----- ----------------- * ----------- -----------OND图2.11稳压模块原理图2.3软件设计AMS1117是一个低漏失电压调整器，它地稳压调整管是由一个 PNP 驱动地NPN 管组成地，漏失电压图2.13主机软件流程图从机地作用主要是对车辆地计数功能地实现•我以我采用外部中断计数来实现对车辆地计数功能由于51单片机只提供两个外部中断•外部中断0和外部中断1•所以两个节点刚好能够实现对4个车道地车辆进行计数功能.在对无线模块进行初始化之后进入循环等待模式，直到从机接收到主机地请求时把faflag为1是发送数据到主机•在发送数据地时候从机1使用频道0,从机2使用频道1.图2.14从机软件流程图faflag 置1,当三、个人设计工作3.1系统原理图图2.12系统原理图3.2从机地原理图J±C1luFlOOuFWDL-------- «--------- *CNDwcvcT■cU?-C12-C4-<5首-C| 7SCESCKMISO：SNEQissoQ:cf~CSlT"PICPllPOPOMJP)JPl.6PL7P3XT1)P3<rojEAT.TP=}?&*■ XTAL1XTM：——RSTAWC5I(ADO^POO(ADIJPOJ(AD2JPD.Z(AD1JP0J(AD*>PG4(AD^POf(AD6)M.6 阿沁了(ABjPiO(AWJRL2：CA11JKL3-CAI 咖+(AJ3JPL5(A14JPL6tA15)P2L7vccCKD(RXDJPSJ)axmpHALEPKQGRSJ?VOC P H~~GNDvccMAoe?roGKD图2.15从机原理图四、设计总结通过本次课程设计不但重新回顾了微控制器原理及应用地知识，还学到了很多在书本上学不到地知识，学会了无线通信模块NRF24L01 地使用，本次设计同学们互相协作，不断克服难题，虽然有时候很痛苦很累，但当我们最终完成地时候还是很兴奋地，充满了收获知识地喜悦.通过此次实践，锻炼了我各方面地能力，对理论学习进行了一次检验，积累地一定地实践经验.五、参考文献[1]向敏，程安宇，罗志勇，罗洪平，蒋畅江．微控制器原理及应用．人民邮电出版社．2013.．[2]何利民．单片机应用文集. 北京航空航天大学出版社．1991[3]赵瑞鑫．单片机原理及应用教程机械工业出版社．2005.7[4] 张毅刚．MCS-51 单片机应用设计哈工大出版社．2004 年第二版[5] 徐惠民，安德宁．单片微型计算机原理接口与应用（第一版）北京邮电大学出版社1996。

基于单片机的交通灯控制系统设计摘要：对基于单片机的交通灯控制系统进行了设计。

系统功能以MCS-51系列单片机作为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，东西南北四个方向具有左拐、右拐、直行及行人四种通行指示灯，用计时器显示路口通行转换剩余时间，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态，即特殊情况；在交通高峰期系统可以转为繁忙情况。

在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。

设计包括硬件和软件两大部分。

硬件部分包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。

选用宏晶公司的STC89C52单片机作为控制核心，东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示，时间显示采用两位LED显示器，交通灯显示则采用红、黄、绿色高亮发光二极管来模拟。

软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。

关键词：交通灯；单片机；LED；Design of traffic light control system based on SCMAbstract：自己翻译1 概述1.1 交通灯的介绍1918年诞生的第一盏交通灯只有红绿两色，它是圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，它的诞生，使城市交通大为改善。

1925年，留学美国的中国电机专家胡汝鼎提出在绿灯之后加个黄灯的设想被采纳，于是诞生了真正意义上的三色交通灯。

传统的交通灯主要由单片机来控制，它主要由红黄绿三色灯组成。

工作原理是设置好南北向和东西向的各色灯的亮灭顺序和持续时间来指挥车辆通行，交通灯的发明和使用极大地保障了人民的生命安全。

1.2 课题研究背景与意义随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。

城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。

资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。

基于单片机的交通灯控制器的设计及实现交通灯控制器是一个广泛应用于城市交通系统中的设备，它用于控制交通信号灯的工作，确保交通流畅且安全。

在本篇文章中，将介绍基于单片机的交通灯控制器的设计与实现。

首先，交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面：1.硬件设计：交通灯控制器的硬件设计主要包括选择合适的单片机、电源电路、输入输出接口以及信号灯的电路设计。

合适的单片机应具有足够的输入输出引脚以及处理能力，常用的有51系列和STM32系列单片机。

电源电路需要稳定的直流电源供应，以确保交通灯的正常工作。

2.软件设计：交通灯控制器的软件设计包括控制算法的设计与编程。

控制算法需要根据交通流量和交通情况合理调配信号灯的时间，以实现交通流量的最优化。

通过编程，将控制算法转化为单片机可以执行的指令，以控制信号灯的切换。

3.安全设计：交通灯控制器的安全设计需要考虑各种异常情况的处理，如断电恢复、故障检测等。

在断电后，交通灯控制器应能够自动恢复到正常工作状态。

同时，应设计故障检测机制，及时发现并报警，以保证交通灯的正常工作。

实现基于单片机的交通灯控制器的步骤如下：1.确定交通路口的情况及需求：根据实际情况，确定交通路口的车流量、行人流量等因素，以确定交通灯控制器的设计方案。

2.硬件设计与搭建：选择合适的单片机，设计电源电路、输入输出接口以及信号灯的电路。

根据设计方案，搭建出交通灯控制器的硬件平台。

3.软件开发：编写控制算法的程序，并将其转化为单片机可以执行的指令。

在程序中，根据交通流量和交通情况，合理调配信号灯的时间，以实现交通流量的最优化。

4.测试与调试：将程序烧录到单片机中，并连接相关硬件，进行测试与调试。

通过模拟不同情况下的交通流量，验证交通灯控制器的工作效果。

5.安全设计与优化：加入安全设计机制，处理异常情况，并对交通灯控制器进行优化。

根据实际使用过程中的反馈，对控制算法进行调整，以提升交通流量控制的效果。

总结起来，基于单片机的交通灯控制器的设计与实现包括硬件设计与搭建、软件开发、测试与调试以及安全设计与优化等步骤。

基于单片机的交通灯设计报告交通灯是指示交通流动规则的电子设备，它在道路交叉口上起到了至关重要的作用。

为了更好地控制交通流量，减少交通事故的发生，本文介绍了一个基于单片机的交通灯设计。

首先，整个系统采用STM32单片机作为控制器，具有较强的处理能力和稳定性。

该单片机集成了丰富的外设资源，包括GPIO口、定时器和串口等，能够实现交通灯的各种功能。

系统中的交通灯分为红、黄、绿三种信号灯，分别代表停车、准备出发和通行的指示。

这三种信号灯按照交通信号灯的规定顺序进行切换，使司机和行人能够清晰地知晓当前的交通状态。

为了实现交通灯的控制，系统采用了定时器中断来实现定时切换信号灯。

通过设置定时器，可以控制每种信号灯亮的时间，从而模拟真实道路上的交通流动。

在每个定时器中断中，通过改变GPIO口的电平来控制信号灯的亮灭。

在交通灯系统中，还加入了对交通流量的检测，并根据流量大小来调整信号灯的显示时间。

通过设置红、黄、绿灯的显示时间来平衡各个方向上的交通流量，保证交通流畅和安全。

此外，系统还具备手动控制的功能，可以通过串口或者按键来手动切换信号灯。

这样在特殊情况下，如施工、事故等，交通灯可以手动控制，提高路面的通行效率。

在设计交通灯系统时，还要考虑到系统的稳定性和可靠性。

通过设置合适的硬件电路和软件程序，防止因噪声、干扰和其他因素引起的系统故障和误操作。

总之，基于单片机的交通灯设计可以实现有效的交通流控制，提高交通安全和通行效率。

在实际应用中，还可以加入更多的功能和优化算法来适应不同的交通场景。

这种设计不仅仅可以用于道路交通，还可以应用于地铁、机场、停车场等各种交通场所。

基于单片机的交通灯控制系统设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业机电一体化班级13指导教师日期前言本文研究的是以AT89C51单片机为控制器的交通灯控制系统，该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆（119、120等）自动放行；通过车辆检测电路采集路况信号，经单片机处理后，分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节，LED数码管显示通行倒计时；系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。

理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。

软件部分使用Keil、proteus硬件仿真软件，利用仿真软件来模拟检测过程，硬件与软件的结合，简单的模拟了交通灯控制。

关键词：智能交通灯；AT89C51；车辆检测；LED目录1 引言 (1)1.1 交通灯控制系统的研究现状 (1)1.2基于单片机的交通灯控制系统设计的意义 (1)1.3交通灯控制系统设计实现的功能 (1)2 交通灯控制系统的总体设计 (1)2.1交通控制系统中功能实现要求 (1)2.2交通控制系统的工作原理 (2)2.3交通控制系统的通行方案设计 (2)2.4交通灯控制系统的总体 (3)3 交通控制系统设计及理论 (3)3.1程序主体设计流程 (3)3.2交通控制系统的理论依据 (5)4 交通灯控制系统的硬件、软件支持 (5)4.1 AT89S51单片机简介 (5)4.2 AT89S51芯片最小系统 (7)4.3 系统设计中Keil 软件作用 (7)4.4 proteus硬件仿真软件 (8)5 系统总电路的设计原理及各模块 (8)5.1系统硬件总电路构成及原理 (8)5.2系统工作原理 (8)5.3 各控制模块 (8)5.4违规检测电路及模拟 (12)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录一：总电路图 (18)附录二：程序 (19)1 引言1.1 交通灯控制系统的研究现状如今，红绿灯安装在各个路口，成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

单片机控制的交通灯控制系统设计交通灯控制系统是现代城市交通管理的重要组成部分，通过对交通流量的调控，保障道路的交通安全和通行效率。

本文将介绍一个基于单片机的交通灯控制系统的设计。

首先，我们需要确定该交通灯控制系统的基本功能和设计要求。

在设计过程中，我们考虑以下几点：1.确定交通灯的工作模式：根据不同的交通流量，交通灯可以设置为定时模式或感应模式。

2.支持不同交通流量的调节：根据交通流量的变化，交通灯系统需要能够自动调整红绿灯的时间间隔。

3.考虑交通信号的同步问题：为了确保交通流畅，不同路口的交通灯信号需要同步。

4.灯光状态显示：系统需要实时显示交通灯的状态，方便交通参与者了解当前交通情况。

基于以上基本要求，我们可以进行以下设计：1.硬件方案：a.单片机选择：选择适合的单片机作为核心控制器。

一般选择性能较强的ARM单片机，如STM32系列。

b.光电传感器：用于检测车辆和行人的存在，以实现感应模式。

通过光电传感器的输出信号，控制交通灯灯组的切换。

c.信号灯：根据交通需要，设置红、黄、绿三色信号灯。

d.显示屏：用于显示交通灯的状态，实时反馈给交通参与者。

e.供电和保护电路：为系统提供稳定的电源和电路保护。

2.软件方案：a.初始化设置：根据实际道路布局和交通流量情况，设定交通灯的初始调节参数。

b.交通信号控制：根据交通流量和光电传感器的反馈信息，控制交通灯灯组的切换，并实现不同模式的调节。

c.信号同步：通过与其他交通灯系统的交互，实现不同路口的交通信号同步，避免交通拥堵和事故发生。

d.状态显示：通过显示屏实时显示交通灯的状态，方便行人和驾驶员了解道路交通情况。

在完成硬件和软件的设计后，需要进行系统的测试和优化。

通过不断的测试和实验，对交通灯控制系统的参数进行调整和优化，以达到最佳的交通通行效率。

本文提出了一个基于单片机的交通灯控制系统的设计方案，通过硬件和软件的协同工作，能够根据交通流量的变化，自动调节交通灯的时间间隔，实现交通信号的同步，并通过显示屏实时显示交通灯的状态。

测控技术与仪器专业课程设计报告题目：基于单片机原理的交通信号灯设计2021 年 7 月目录一、设计目的 (2)2. 设计任务和要求 (2)三、设计原理分析 (2)4. 硬件资源及其配置 (3)五。

硬件图 (6)6. 程序框图 (7)七、程序 (8): 8. 调试运行 (13)9. 仿真截图 (13)10. 设计经验 (15)一、设计目的1 、通过单片机课程设计，掌握汇编语言的编程方法，理论联系实际，提高我们的大脑和动手能力。

2 、通过红绿灯控制系统的设计，掌握定时器/计数器和中断的使用，编写简单的程序，最终提高我们的逻辑抽象能力。

二、设计任务及要求任务：设计一个能够控制十二个交通灯的模拟系统要求：用单片机的定时器使路口的红绿灯交替亮灭，用LED灯显示倒计时时间。

1.东西绿灯亮，南北红灯亮2，黄灯亮3，东西红灯亮，南北绿灯亮三、设计原理分析1.首先，了解实际红绿灯的变化规律。

假设一个路口如上图所示，那么方向是东南西北。

初始状态0：东西绿灯亮，南北红灯亮；然后转状态1：东西绿灯亮，黄灯亮，南北红灯亮；：东西红灯亮黄灯，南北绿灯亮黄灯。

一段时间后，循环回到状态0。

中间可以通过中断按钮产生中断，跳转到中断程序执行中断。

2 、红绿灯，东、西、北、南应有四组灯，但由于同一条道路上的两组灯具有相同的显示条件，所以只需要两组。

因此，使用了单片机部门的I/O。

端口上P1端口的6个引脚可以控制6个信号灯。

3 、通过编写程序模拟红绿灯的管理，实现对发光二极管的控制。

延时一段时间后，灯的显示会根据红绿灯的显示规则改变状态。

4 、倒计时时间显示功能可在原有交通信号灯系统编制依据上，通过延迟时间发送显示，实现功能扩展。

5、中断可以通过脉冲中断编写中断程序来实现。

4. 硬件资源及其分配主要使用硬件：P1口、P3口、LED数码管、LED发光二极管、定时器T0硬件配置：1 、端口P1：作为输出端口，连接发光二极管。

其状态及对应的十六进制值如2 、P3口的P3.0（RXD）和P3.1（TXD）有特殊用途，数据（倒计时）从RXD端输入，TXD端输出。

单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基础知识，掌握交通灯系统的基本原理；2. 学会使用特定编程语言（如C语言）编写单片机程序，实现交通灯控制功能；3. 了解并掌握交通灯系统的电路连接和调试方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的单片机交通灯控制系统；2. 通过实际操作，提高编程能力和动手实践能力；3. 学会分析并解决交通灯控制过程中出现的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、勇于探索的精神，增强学习单片机及相关课程的兴趣；2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力，提高解决实际问题的信心；3. 增强学生的环保意识，了解交通灯系统在现实生活中的重要作用。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合单片机原理、编程和电路知识，旨在培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：本课程针对的是初中或高中年级的学生，他们对单片机有一定了解，具备一定的编程基础和动手能力。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，关注学生的个体差异，鼓励学生相互交流、合作，提高课堂教学效果。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 单片机基础知识：回顾单片机的组成、工作原理，重点掌握I/O口控制、定时器、中断等基本功能；教材章节：第一章 单片机概述，第二章 单片机硬件结构。

2. 编程语言：学习C语言基础，掌握语法结构，能运用C语言编写交通灯控制程序；教材章节：第三章 编程语言基础，第四章 C语言编程。

3. 交通灯系统设计：了解交通灯系统的电路设计、程序设计及调试方法；教材章节：第五章 单片机应用实例，第六章 交通灯控制系统设计。

4. 实践操作：分组进行电路搭建、程序编写、系统调试，实现交通灯控制功能；教材章节：第七章 实践操作。

教学进度安排：1. 前两周：回顾单片机基础知识，学习C语言基础；2. 中间两周：学习交通灯系统设计，进行分组讨论和实践操作；3. 最后两周：总结、展示、评估，针对学生个体差异进行辅导。

交通灯控制电路设计一、选题背景交通灯控制系统是城市道路管理中极为重要的一个环节，其在加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率等方面具有不可替代的作用。

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制技术日益更新。

本文将介绍一种用单片机作为系统的主控单元，通过单片机嵌入软件程序来实现交通信号灯的多重控制方式，整个系统以STC89C52RC单片机为核心加以晶振电路、复位电路、电源电路构成系统的控制枢纽，系统状态显示系统采用7段LED数码管进行倒计时的现实，红、黄、绿三色LED灯作为信号指示。

系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时、紧急情况处理等功能，较好的模拟实现了十字路口出现的状况。

本系统性能稳定，功能完善，实用性强。

二、方案论证(设计理念)1.主要内容用单片机系统设计十字路口交通灯控制电路，要求东西方向的红、黄、绿灯和南北方向的红、黄、绿灯按照下面的工作时序进行工作，黄灯亮时应为闪烁状态：（1）南北和东西车辆交替进行，各通行时间 24 秒（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先闪烁 4 秒，才可以变换运行方向。

（3）十字路口要有数字显示作为时间提示，以倒计时按照时序要求进行显示；具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减 1 计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿等交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。

（4）可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀状态2.教学要求选择适当元器件设计单片机外围电路、由单片机系统完成二十四进制倒计时、四进制倒计时、显示及模式切换逻辑控制等；仿真实现各电路功能；搭建、调试电路实现设计要求的功能；掌握复杂数字电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；掌握对电子线路进行仿真调试的方法和技能；掌握实现电路的实验方法和电路的调试方法。

3.方案设计与选择3.1交通信号控制原理交通信号控制原理是按照一定的控制程序，在交叉路口的每个方向上通过红、黄、绿三色灯循环显示，指挥交通流，在时间上实施隔离。