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交通灯远程控制器的设计

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1 《单片机原理及应用》 课 程 设 计

题目： 模拟远程交通控制灯设计

班级： 07电子 姓名： 黄 婉 君

学号： 200702131071352

学院：中州大学信息工程学院_

二ＯＯ九年十二月十六 日 2

交通灯远程控制灯的设计 一、总体设计 １、任务 交通灯的任务要求为：模拟十字路口的交通灯的亮、灭及闪烁控制及时间显示。. 基本工作原理：根据交通灯的亮灭情况，可以分为四种状态，利用定时计数器每5毫秒产生一次中断，完成对 LED显示模块的刷新，红绿灯的切换。 通过串口对交通灯进行远程控制，实现pc机和单片机之间的通信程序编写，学习单片机和pc机之间的串口连接方法和编程技巧。 ２、要求 设计并实现单片机交通灯控制系统，实现以下三种情况下的交通灯控制。 （１） 正常情况下双方向轮流点亮。 （２） 特殊情况时A道运行。 （３） 有紧急车辆通行时，A B道均为红灯。紧急情况优先级高于特殊情况。

R2220R3220R4220R5220D1红D2黄D3绿D4红D5黄D6绿R6220R7220XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C122pFC222pFC310uFX112MR110kp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5R8220R9

220R10

220

D7红D8黄D9绿

p0.0p0.1p0.2

R11220D10红D11黄D12绿R12220R13220

p0.3p0.4p0.5

XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414

A57B513

A68B612

A79B711

CE19AB/BA1

U2

74LS245

162738495

J1

CONN-D9F

3、说明

本任务实现用pc机作为控制机、单片机控制信号灯为从机的远程控制系统。主从机双方除了要有一定的通信格式，波特率外，还要约定一些握手应答信号，即通信协议。 通信协议如下： 3

二、硬件设计 1、 根据总体设计要求，确定系统功能接口，设计出系统的电路原理图。 2、 考虑到交通灯数量比较多，控制信号比较多，对单片机的I/O口进行扩展，使用通用I/O接口芯片8255A来对单片机I/O口进行扩展。若不考虑左行转弯，则南北方向只用红、绿、黄3只灯控制，东西方向也只用红、绿、黄3只灯控制，即共用6只灯。 3、 2个共阴极数码管自左至右以两位数的形式显示秒数。为了保证数码管的亮度，必须保证输入电流的大小，因此，选用3极管作为位驱动放大器。 4、按键模拟紧急情况和特殊情况的发生，当s1 、s2为高电平时（不按按键时）表示正常情况，当s1为低电平时表示紧急情况，s1信号接至INT0*引脚，s2为低电平时表示特殊情况, s2信号接至INT1*引脚（若为矩阵式键盘，可采用扫描方式识别按键）。 三、软件设计 1、画出各个函数流程图。 4 2、写出程序代码。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT_0

A绿灯，B红灯 延时55秒 A绿灯闪烁3次 A黄灯，B红灯 延时2秒 A红灯，B绿灯 延时55秒 B绿灯闪烁3次 B黄灯，A红灯 延时2秒

关中断 保护现场 开中断 A绿灯，B红灯 延时5秒

恢复现场 开中断

关中断

中断0响应 保护现场 A红灯，B红灯 延时10秒 恢复现场 返 回

开 始 中断1响应 5 ORG 0013H

LJMP INT_1 ORG 0023H LJMP INT ORG 1000H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#21H ；定时器1作为串口波特率发生器，定时器0用于5ｍｓ的延时程序 MOV TH1,#0F4H ；波特率为２４00ｂｉｔ／ｓ MOV TL1,#0F4H SETB TR1 MOV SCON,#50H ；允许串口接收数据 MOV PCON,#00H MOV IE,#95H ；允许串口、外部中断0、中断１中断 SETB IT0 ；外部中断为跳沿触发 SETB IT1 SETB PX0 ；外部中断0为高优先级中断

／／正常情况下／／ Ａ绿灯Ｂ红灯５５Ｓ

MOV P1,#0F3H ；Ａ绿灯Ｂ红灯 MOV R0,#55 ；Ｒ０放置需显示的时间 MOV 30H,#55 ；３0Ｈ放Ａ数码管显示的数字，初值为５５ MOV 31H,#60 ；３１Ｈ放Ｂ数码管显示的数字，初值为６0 BB: MOV R1,#50 ；数码管数字显示一秒 ACALL AA ；调用显示子程序 DEC 30H ；一秒后显示下一个数字 DEC 31H DJNZ R0,BB Ａ闪烁Ｂ红灯３秒 MOV 30H,#00 ；Ａ数码管显示0，Ｂ数码管的初值为５秒 MOV 31H,#05H MOV R0,#3 CC: MOV P1,#0F3H ；Ａ绿Ｂ红0.５Ｓ MOV R1,#25 ；0.５Ｓ显示延时 ACALL AA MOV P1,#0FBH ；Ａ灭Ｂ红0.５Ｓ MOV R1,#25 ACALL AA DEC 31H ；一秒后数码管显示下一个数字 DJNZ R0,CC Ａ黄灯Ｂ红灯２Ｓ MOV P1,#0EBH ；Ａ黄Ｂ红 6

MOV R0,#2 ；２Ｓ计时 MOV 30H,#02H ；两个数码管显示的初值都为２ MOV 31H,#02H DD: MOV R1,#50 ；一秒的显示延时 ACALL AA DEC 30H ；显示下一个数字 DEC 31H DJNZ R0,DD Ａ红灯Ｂ绿灯５５Ｓ MOV P1,#0DEH MOV R0,#55 MOV 30H,#60 MOV 31H,#55 EE:MOV R1,#50 ACALL AA DEC 30H DEC 31H DJNZ R0,EE Ａ红灯Ｂ闪烁３Ｓ MOV 30H,#05 MOV 31H,#00H MOV R0,#3 FF: MOV P1,#0DEH MOV R1,#25 ACALL AA MOV P1,#0DFH MOV R1,#25 ACALL AA DEC 30H DJNZ R0,FF Ａ红灯Ｂ黄灯２Ｓ MOV P1,#0DDH MOV R0,#2 MOV 30H,#02H MOV 31H,#02H GG: MOV R1,#50 ACALL AA DEC 30H DEC 31H DJNZ R0,GG LJMP MAIN

／／动态扫描显示子程序，持续时间为２0ＭＳ／／ AA:MOV P2,#01H ；Ｐ２送位选码，选中第一个数码管 7

MOV A,30H ；将要显示的３0Ｈ单元的两位数分开，十位送到Ａ，个位送到Ｂ MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TAB ；ＤＰＴＲ指向段码的首地址 MOVC A,@A+DPTR ；将十位对应的段码送到Ａ中 MOV P0,A ；显示十位，延时５ＭＳ LCALL DE_5MS MOV P2,#02H ；选中第二个数码管 MOV A,B ；将个位数送进Ａ MOVC A,@A+DPTR ；将个位数对应的段码送进Ａ MOV P0,A ；显示个位，延时５ＭＳ LCALL DE_5MS MOV P2,#04H ；选中第三个数码管 MOV A,31H ；将３１Ｈ单元的两位数分离，个位送Ｂ，十位送Ａ MOV B,#10 DIV AB MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A LCALL DE_5MS MOV P2,#08H MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A LCALL DE_5MS DJNZ R1,AA RET ／／５ＭＳ延时子程序／／ DE_5MS: CLR TF0 MOV TH0,#0ECH ；重装初值 MOV TL0,#78H SETB TR0 ；启动定时器 WAIT:JNB TF0,WAIT CLR TR0 RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H DB 0F8H,80H,90H

／／串口中断／／ INT: CLR EA ；关中断 JNB RI,HH ；等待接收数据 CLR RI PUSH ACC ；保护现场 PUSH P0

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交通灯控制系统设计

交通灯控制系统设计

交通灯控制系统设计1. 引言交通灯是城市道路交通管理的重要组成部分，合理的交通灯控制系统设计能够有效地提升交通流量的运行效率、减少交通事故的发生率。

本文将着重介绍一种基于现代技术的交通灯控制系统设计方案。

2. 系统架构交通灯控制系统主要由以下几个部分组成：2.1 传感器模块传感器模块负责感知道路上的车辆流量和行人流量。

常用的传感器包括车辆感应器、红外线传感器等。

传感器模块可以通过将其数据传输给主控制模块，供其做出相应的控制决策。

2.2 主控制模块主控制模块是整个交通灯控制系统的核心，它根据传感器模块的数据和事先设定好的控制策略，决定每个交通灯灯头的状态。

主控制模块通常由计算机或嵌入式系统实现，具备一定的处理能力和存储能力。

2.3 通信模块通信模块用于实现主控制模块和交通灯灯头之间的通信。

通过通信模块，主控制模块可以向交通灯灯头发送控制命令，以及接收交通灯灯头的状态信息。

常用的通信方式包括有线通信和无线通信。

2.4 交通灯灯头交通灯灯头是系统中的最终执行器，它根据主控制模块发送的控制命令控制相应的交通灯状态。

传统的交通灯灯头通常由灯泡组成，而现代的交通灯灯头则采用LED灯进行显示，LED灯具有亮度高、能耗低等优点。

3. 系统设计考虑因素在进行交通灯控制系统设计时，需要考虑以下几个因素：3.1 交通流量和行人流量交通灯控制系统的主要目的是保证交通流量和行人流量的有序进行。

因此，在设计过程中需要全面考虑道路的交通量和行人流量情况，以及不同时段的交通状况。

3.2 交通流动性和道路容量交通流动性是指交通流量在给定时间和空间范围内的运行效率，而道路容量则是指道路在单位时间内能够容纳的最大交通流量。

在设计交通灯控制系统时，需要通过合理的控制策略来提高交通流动性和道路容量。

3.3 能源和环境影响交通灯控制系统需要消耗一定的能源，因此，在设计过程中需要考虑节能和环保因素。

比如，可以采用LED灯替代传统的灯泡，以减少能源消耗。

交通信号灯控制系统设计实验报告

交通信号灯控制系统设计实验报告

交通信号灯控制系统设计实验报告设计目的：本设计旨在创建一个交通信号灯控制系统，该系统可以掌控红、绿、黄三种交通信号灯的工作，使其形成一种规律的交替、循环、节奏，使车辆和行人得以安全通行。

设计原理：在实际的交通灯系统中，通过交通灯控制器控制交通灯的工作。

一般采用计时器或微电脑控制器来完成，其中微电脑控制器可以方便地集成多种控制模式，并且灵活易于升级。

在本设计中，我们采用了基于Atmega16微控制器的交通信号灯控制系统。

该系统通过定时器中断、串口通信等技术来实现。

由于控制的是三个信号灯的交替，流程如下：绿灯亮：红灯和黄灯熄灭绿灯由亮到灭的时间为10秒黄灯亮：红灯和绿灯熄灭黄灯由亮到灭的时间为3秒红灯亮：绿灯和黄灯熄灭红灯由亮到灭的时间为7秒重复以上过程硬件设计：整个系统硬件设计包含ATmega16控制器、射频芯片、电源模块和4个灯组件。

ATmega16控制器采用DIP封装，作为主要的控制模块。

由于需要串口通信和遥控器控制，因此添加了RF24L01射频芯片。

该射频芯片可以很方便地实现无线通信和小型无线网络。

4个灯组件采用红、绿、黄三色LED灯与对应300Ω电阻并连。

电源模块采用5V稳压电源芯片和电容滤波，确保整个系统稳定可靠。

软件设计：通过ATmega16控制器来实现交通信号灯控制系统的功能。

控制器开始执行时进行初始化，然后进入主循环。

在主循环中，首先进行红灯亮的操作，接着在计时时间到达后执行黄灯亮的过程，然后执行绿灯亮的过程，再到计时时间到的时候执行红灯亮的过程。

每个灯持续时间的计时采用了定时器的方式实现，在亮灯过程中，每秒钟进行一次计数，到达相应的计数值后，切换到下一步灯的操作。

在RF24L01射频芯片的支持下，可以使用无线遥控器来对交通信号灯的控制进行远程控制。

在系统初始化完成后，通过串口通信对RF24L01进行初始化，然后进入控制循环。

在这个控制循环中，接收到遥控器的指令后，进行相应的控制操作，如开、关灯等。

交通灯控制器设计原理

交通灯控制器设计原理

交通灯控制器设计原理
交通灯控制器设计的核心原理主要包含定时器和译码器的工作方式。

定时器由不系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成。

计数器在状态信号ST作用下首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开
始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。

译码器则输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作。

控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。

此外，还需要考虑到实际应用中的一些细节，例如信号灯的闪烁频率、颜色和持续时间等，以确保交通灯控制器能够有效地控制交通流量，提高交通效率并保障交通安全。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询交通工程专家。

交通灯控制系统的设计

交通灯控制系统的设计

交通灯控制系统的设计概述交通灯控制系统是城市交通管理中至关重要的一项技术，它通过控制交通信号灯的亮灭来指示交通参与者何时停车和何时通行，以提高交通流量的效率，确保交通的安全和顺畅。

本文将以设计一个交通灯控制系统为例，讨论其设计思路和实现方式。

设计需求交通灯控制系统的设计需求取决于实际交通情况和需求。

以下是常见的设计需求：1.交通流量感知：交通灯控制系统需要能够感知不同交通道路上的车辆数量和流量，以便合理控制交通灯的切换时间和灯光模式。

2.交通优先级：根据不同道路上的交通流量和优先级，交通灯控制系统需要能够分配不同的红绿灯时间，以确保主干道交通更为畅通。

3.切换时间调整：交通灯控制系统应具备动态调整红绿灯切换时间的能力，以适应交通流量的变化。

4.故障处理：当交通灯控制系统发生故障时，应能够及时进行故障检测和处理，以避免交通堵塞和事故的发生。

设计思路基于上述设计需求，交通灯控制系统的设计思路可以分为以下几个步骤：步骤一：交通流量感知首先，交通灯控制系统需要通过各种传感器，如车辆检测器、图像识别等技术来感知交通道路上的车辆数量和流量。

这些传感器将收集的数据传输给控制器，供后续的决策和控制使用。

步骤二：交通信号优化根据感知到的交通流量数据和交通道路的优先级，交通灯控制系统需要通过算法来计算每个交通灯的红绿灯时长。

这里可以采用优化算法，如遗传算法、模拟退火算法等，以求得最优的交通信号时长。

步骤三：交通灯控制基于计算得到的红绿灯时长，交通灯控制系统通过控制相应交通灯的电路来实现交通信号的切换。

通常情况下，交通灯的控制可以使用微控制器或嵌入式系统来实现。

步骤四：切换时间自适应为了适应交通流量的变化，交通灯控制系统应具备动态调整红绿灯切换时间的功能。

可以通过定期或实时地对交通流量进行检测，并根据检测结果来自动调整红绿灯时长。

步骤五：故障处理当交通灯控制系统发生故障时，系统应该有能力进行故障检测和处理。

可以通过设置故障检测机制，如监控交通灯状态和通信链路的稳定性，以及设置故障恢复机制，如系统重启或切换到备份控制器等方式来应对和解决故障。