单片机智能交通灯 设计方案论证报告 仿真,程序,正式论文等

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单片机智能交通灯 设计方案论证报告 仿真,程序,正式论文等
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该文件包括了电路图，仿真，程序，论文，资料等。当时是课设时做得，拿出来与大家分享。

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) \. e/ k% J: Z% ^% J+ s# P

- U$ _" A+ Q0 r# C下面是交通灯设计方案论证报告，压缩包里面还有完整的word格式的正式论文下载，很全面.

, Q' Z! _# b5 b- s$ c# e# z

专业课程设计设计方案论证报告

' y: _# W- p/ _3 e# j1 `) }

一、课题研究的目的和意义

    交通灯在我们的生活中起着非常重要的作用，不仅与人们的生命安全息息相关，同时也关系到交通的正常运行。随着人们安全意识的逐渐增高，人们对安全也有了新的认识，所以交通部门要认识到交通灯控制系统的重要性，努力完善交通控制系统。

二、课题研究的主要任务和预期目标

1．主要任务及要求

①东西、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯

②带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下，恢复正常显示

③夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁

④实时提醒绿灯亮的剩余时间

⑤并可实现通行时间的按键输入。例如（1）南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。（2）东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

2．预期目标

实现主要任务及要求，并在其基础上增添人行指示灯等其他功能。

三、设计方案

1．设计思想(总体的设计思路想法)

    一个交通指示灯系统分为指示灯显示、倒计时显示两个大部分。指示灯显示部分中各个灯的情况如图所示。

    倒计时部分则利用晶振进行计时，设计一个1s的定时，设置初始值后每1s将初始值-1，并输出给数码管，从而达到倒计时的功能。

2．方案论证(要有多种方案的比较)

方案1：采用标准STC89C51单片机作为控制器通行倒计时显示采用2位LED数码管；指示灯采用发光二极管；LED显示采用动态扫描，以节省端口。紧急情况采用中断完成。以上系统结构框架设计，单片机端口刚好满足要求。该系统具有电路的简单，设计方便，显示清晰等特点。整体框图、流程图如图所示。

9 ^' Y$ k* Q" Z- V1 I  F0 g

方案2：采用SCT89C2051单片机作为控制器，通行倒计时采用16X16点阵LED发光管；列驱动采用74LS595以实现串行端口扩展，行驱动采用4/16译码器74LS154动态扫描；译码器74LS154生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。每条行线上需要较大的驱动电流，应选用大功率三极管作为驱动。这种方案显示可以更加清晰明了，单片机占用端口少，但是需要大量硬件，电路复杂，耗电量大。整体电路如下图
0 {6 ^9 Y% d6 {' v

" P  r( A* A) P/ X, A
2 D9 R4 I. A  n
% i. s2 Y+ V* i. P0 q! h4 S

3．设计中要解决的主要问题和措施

问题一：如何实现倒计时与灯的变化相同步

在整个交通系统中，指示灯与倒计时相同步是重要的问题，设定的时间不光是倒计时也是指示灯的显示时间，因此解决此问题就变得尤为重要。

问题二：如何能够调节数码管所显示的数值

任务要求需要使得倒计时时间可调，那就需要将数码管显示的数值进行合理调整，同时还要确保时间和指示灯相对应。

解决方案一：可以看出，无论倒计时数十多少，指示灯发生变化的时间都是最后5s，因此，我们想出的方案是，不用想倒计时一共是多少时间而是仅在最后5s时做出判断，判断出是绿灯闪烁还是黄灯亮起。

解决方案二：对于数码管数值调整，可以想到+1/-1的调整程序，这类程序，我们在单片机的课程中已经学习，通过+1/-1的程序从而实现对数码管数值的调整。

四、课题进度安排

1、第一天至第三天：熟悉课题、查阅资料、合理分工、撰写方案论证报告。

2、第四天至十一天：硬件电路设计及软件设计。

3、十二天至十九天：实物的焊接及调试。

4、二十至二十一天：准备材料答辩。

单片机智能交通指示灯仿真效果图：


3 y8 p! i6 o7 K智能交通指示灯的单片机源程序：
3 |1 @' m6 ~4 G/ S0 a* J#include <reg52.h>               
, C1 I6 Q( [1 C# \4 c) e- {#define uchar unsigned char   
" h0 L5 ?. M/ ^$ s9 S8 d; @' l#define uint  unsigned int         
& e) s" A2 v4 o

5 U* O- G8 _! p9 C
- A, k0 J& M1 d+ g( R//                                                                                 0     1    2    3           4           5        6                 7          8           9        
uchar code smg_du[]={0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};                 
* k+ K% v, b7 z' Q$ l* `7 ]  _
6 z8 w# `. J2 U& m9 j, Z2 t* H4 quchar dis_smg[10] = {0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};        
uchar smg_i = 4;    //位数


$ N& l/ f# f: V# V& b+ }% csbit smg_we1 = P2^0;         
! e% ]9 `* L0 j$ @3 X4 V$ L$ @1 X9 Usbit smg_we2 = P2^1;
. ]3 ]" A4 c* tsbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
sbit LE1                 = P3^3;
sbit LE2                 = P3^3;
  k7 D1 D2 i; s# w( A
+ k- O5 B9 I* W* C8 U% q* vchar dx_s = 0;                                                        //倒计时开始
char nb_s = 0;        
sbit dx_red    = P2^4;            //东西红灯
sbit dx_green  = P2^3;                        //东西绿灯
' p, N3 r% F- i9 ^. Y  W0 osbit dx_yellow = P2^2;                        //东西黄灯
9 U: O, _$ Z' R9 m) X8 @0 A
/ s# {0 j: f' F' tsbit nb_red    = P2^7;                        //南北红灯
) v7 m) Z9 I2 O: t/ n3 L. Gsbit nb_green  = P2^6;                        //南北绿灯
sbit nb_yellow = P2^5;                        //南北黄灯
5 \8 Q* ]* B! t: ]+ m* j; |' s
  b- s" E" e8 Y
% g# K" n6 x7 \" V# L) Dbit flag_1s = 0;                                                //延时标志
bit flag_500ms;
bit flag_dx_nb;                 
uchar flag_5m_value;
uchar i;
; Z* E) V# ?3 Muchar nb_time = 10,dx_time = 15;   //东西南北时间初值
uchar flag_jdgz ;                             //交通灯


// 数码管为位选
4 ?3 h$ m* b! _; {void smg_we_switch(uchar i)
% r" L1 N: D3 j/ ]5 Q{
( W5 h8 H. m* O: o        switch(i)
# y& j) v, S3 N& X7 }  A( _; D        {
% s( p6 `1 B0 f4 ^7 i& a# r+ t                case 0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
+ Y# P/ P/ a% h; c& w' ]                case 1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  [* J& x5 M: M7 ?/ C                case 2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 0;  smg_we4 = 1; break;
5 p- B/ z1 O* i. n4 C% z0 I# D                case 3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 0; break;
        }        
9 c; H7 x; k: |! l8 w3 B3 d! Z}


9 \3 }2 ]9 G: P; ~* B% q+ @; B0 L7 r
// 延时程序
3 P9 I8 N. q5 q5 g* C& ?1 p" R6 g
void delay_01ms(uint q)
- @$ W" j7 q) h; ^{
        uint i,j;
        for(i=0;i<q;i++)
                for(j=0;j<110;j++);
8 ]6 ]7 P7 R( u+ |, s4 H( x+ S}


// 数码管显示
: t2 M% k7 z/ Z
9 M( }$ _. O1 d& p* Dvoid display()
' o6 ?( B" w6 M{
        uchar i;
9 `0 ?$ H1 g* Y& k        for(i=0;i<smg_i;i++)
/ }. L9 p& k/ ?: ~5 O3 U        {               
3 B$ w0 G- g0 b3 H3 L                P0 = 0xff;                  
* z1 `) b5 [" S                smg_we_switch(i);            
/ Z2 B% {# Z: r4 W                P0 = dis_smg;            
                delay_01ms(3);
        }
- S2 ^2 X  q! |3 R/ I3 Q}
+ a* J& _  y. I. G" w' U9 Z! l
// 定时器初始化
  B. ?  n, Q8 n0 V" Q9 P
void time0_init()         
{
5 h; Z! b2 N! V7 z        EA  = 1;                  
        TMOD = 0X11;         
        ET0 = 1;                  
        TR0 = 1;                  
. y! F* ?. V$ T$ P+ }8 D* L+ \        ET1 = 0;                  
$ y2 f( G: n5 r# |) H1 w! S        TR1 = 0;                  
$ @1 ~3 j) ]. t/ q2 F) T8 a}
9 l) e9 r+ Q! K& K
2 b) y7 c) w# m: k$ T5 Z, g// 交通灯管理

5 `# S5 U# d# f& Zvoid jiaotongdeng_dis()
{
        if(flag_1s == 1)
        {
& E& K  u1 u- _( {! Z. x3 e3 z9 S                flag_1s = 0;
# K' X# ^1 B# q0 J' D                if(dx_s == 0)
- F5 M9 ?1 \) O  F# Z4 L                {
( ^: }( u/ t$ w$ R" `3 `                        if(flag_dx_nb == 1)
/ C8 ]) \0 J. `# e2 r5 q                                {
                                dx_s = nb_time;          //南北时间
+ w" ]. p, }+ x8 F3 b. f/ f                                nb_s = dx_time;
                                }
                        else
  A5 t7 l  }; d1 B                                {
                                dx_s = dx_time;          //东西时间
& D$ O4 J# h, _# E& O2 C0 l; j                                nb_s = nb_time;
6 J$ U, v8 @: `0 H! c$ p# ~                                }
7 H# E' N2 L9 R8 Q" {8 x+ k) |" ~                        flag_dx_nb = ~flag_dx_nb;
& ?# S' J* B; T& i6 Z; {                }
# b* c+ i9 s( T# q                dx_s --;
                nb_s --;
        }
5 L7 |: W" h; D' S        dis_smg[0] = smg_du[dx_s % 10] ;
9 L0 z( U, X# [1 ^& V9 |0 b        dis_smg[1] = smg_du[dx_s / 10] ;
* A1 s2 w2 `- l2 V0 E# N        dis_smg[2] = smg_du[nb_s % 10] ;
# a9 E) j. y* l8 ?1 a$ H* A        dis_smg[3] = smg_du[nb_s / 10] ;
5 A+ ^: m6 x- c
// 东西时间
* a# q: M" `0 }, u- f) t: x  z                if(flag_dx_nb == 0)  
{               
                        if(nb_s > 5)
{
                                dx_red    = 1;  //东西红灯灭
                                dx_green  =        0;        //东西绿灯亮
                                dx_yellow = 1;        //东西黄灯灭
6 p' F/ o5 a4 V" V- ], Z                                nb_red    = 0;  //南北红灯亮
" b; _& |: l1 ~) Z) `- g* k6 {7 P                                nb_green  =        1;        //南北绿灯灭
# |) j2 F( {. M! t) _3 M, {                                nb_yellow = 1;        //南北绿灯亮
                                flag_5m_value = 0;        
                        }
                         if(nb_s >= 0&&nb_s <= 5)                 //绿灯闪烁
{
                                dx_red    = 1;            //东西红灯灭
                                dx_yellow  =        1;          //东西黄灯灭
, n9 B( M5 }. w- a1 [' m$ n                                nb_red    = 0;            //南北红灯亮
  O# c- B% b+ a- X: M: U, k                                nb_green  =        1;                  //南北绿灯灭
                                nb_yellow = 1;                  //南北黄灯灭
                                if(flag_500ms == 0) //绿灯闪烁
{
                                        dx_green = 0;
                                }
                                else
{
( F! |6 Z0 m! C1 N% i1 d) Z: P                                        dx_green = 1;
                                }
: f0 \2 u- r( [3 Z: ~                        }

: M! s9 C) t+ M( O3 l  j( _                        if(nb_s==0)
{
3 c1 l1 ^( \9 v$ b; e, E                                dx_red    = 1;  //东西红灯灭
                                dx_green  =        1;        //东西绿灯灭
( H2 S) X7 m+ T) [                                dx_yellow = 0;        //东西黄灯亮
/ X( W5 F8 [+ }- P5 L! B/ A                                nb_red    = 0;  //南北红灯亮
" N* ^' ~. |" {% B% _3 D                                nb_green  =        1;        //南北绿灯灭
) `3 J, X7 K$ C2 Q                                nb_yellow = 1;        //南北黄灯灭
! y8 }8 k# O, g, p                                }

4 J& q2 _' H$ o  }" h8 O
                }

" B. [  h5 F" t3 ]' O: g- `3 Z$ d// 南北时间
                if(flag_dx_nb == 1)  
. b9 s( a: L; ]5 p1 H{                        LE1=1;
. G- W; }3 s* e: Q                        if(dx_s > 5)
{
6 I/ O; A8 u1 y                                dx_red    = 0;     //东西红灯亮
                                dx_green  =        1;           //东西绿灯灭
                                dx_yellow = 1;           //东西黄灯灭
                                nb_red    = 1;     //南北红灯灭
                                nb_green  =        0;           //南北绿灯亮
                                nb_yellow = 1;           //南北黄灯灭
3 y1 Z  ~3 h" C* w                                flag_5m_value = 0;        
                        }
                        if(dx_s >= 0&&dx_s <= 5)                 //绿灯闪烁
: s( }! W$ A; Z9 Q{
                                dx_red    = 0;     //东西红灯亮
                                dx_green  =        1;           //东西绿灯灭
                                dx_yellow = 1;           //东西黄灯灭
! x+ N! t; |* v' \2 C                                nb_red    = 1;     //南北红灯灭
5 N7 l- W9 p- e+ J+ q. x- E9 T$ C- U                                nb_yellow =        1;           //男别黄灯灭
                                if(flag_500ms == 0)           //绿灯闪烁
( [1 f% `- U& G- f$ ?7 X; z% }5 l% O{
                                        nb_green = 0;        
6 b  k2 P: d) R0 _7 I5 U4 `. ~                                }
                                else
{
. f8 {0 m3 C; e5 o2 g                                        nb_green = 1;        
                                }
5 Q+ F' o$ t' _                        }


/ t2 P) m; h8 E9 u3 M% E}
: ?# E0 k) f- r/ t}
  H7 Q0 f( h* k8 t! I  h# c& j// 按键设置
% y6 j, ^7 [6 }9 u# h) m2 M  |uchar key_can;         //定义按键键值

$ Y( j2 k0 ^! z: X. Z' s% N) Y. rvoid key()         //按键
0 O1 Y4 H  A$ t{
4 n0 H6 Y- \- I: F1 E3 f3 a        static uchar key_new;
' z- L% P3 L" N        key_can = 5;                   //键值最大
        P1 |= 0x1f;
        if((P1 & 0x1f) != 0x1f)                //确定按键
" B: x# e' ^% h        {
                delay_01ms(1);                     //消除抖动
                if(((P1 & 0x1f) != 0x1f) && (key_new == 1))
                {                                                //确定键值按下
- V* f& h" R% Y+ {5 T( T3 O                        key_new = 0;
                        switch(P1 & 0x1f)
, h1 I5 q3 w  i' N( k1 N3 e                        {
                                case 0x1e:  key_can = 1;  break;         //模式键
                                case 0x1d:  key_can = 2;  break;         //加键
                                case 0x1b:  key_can = 3;  break;         //减键
                                case 0x17:  key_can = 4;  break;         //紧急模式键
" M  m* u/ F; }                        }
                }                        
        }
        else
                key_new = 1;        
% T' F4 n+ j( M}
8 S$ t# j2 [# \3 U4 H5 P
uchar menu_1,flag_s;

( f  U( j; c+ ?
// 四种键值
' e! P" u1 Y0 A2 t# l) J" i$ bvoid key_with()
{
        if(key_can == 4)   //紧急模式
  y, o4 p8 T8 o! w7 `, R0 g; p        {
/ \" x( N# T( U) U                flag_jdgz ++;
                if(flag_jdgz > 1)
" c& d7 M: s) s2 u                        flag_jdgz = 0;        
  ]3 _6 R. a. ?' h$ v1 W                if(flag_jdgz == 1)         //  全部红灯亮
$ h5 K8 O. J. \, l                {
  L+ D- |8 v( N8 I) I                        dx_red    = 0;  
; Y, E9 `: _' f0 \1 w+ C6 v0 Z                        dx_green  =        1;        
* d  T' n2 Q2 v- }& @1 v                        dx_yellow = 1;        
0 x2 ~4 b1 b% r" F/ V5 Y                        nb_red    = 0;   
- J' N5 U  }$ t3 l                        nb_green  =        1;        
% p! M+ s2 x7 e( z: {                        nb_yellow = 1;                        
                }
% ]- o: g" d) G1 q. {
  l4 ~( j  L! |2 D0 [
9 E; P* g5 I* O  B. P5 c        }
& L8 n. U1 o6 |2 j' z; D6 P        if(key_can == 1)          //模式键
4 E/ x# [1 U5 ?: o% q        {
3 p7 T4 N+ E% w- |                menu_1 ++;
                if(menu_1 > 3)
                {
& Y8 J+ u. e  U* s" L                        menu_1  = 0;
& Q# b. k1 V5 ?5 C2 E                }
% }% _! A# ^6 l        }

        if(menu_1 == 2)           //东西时间调整
        {
                if(key_can == 2)
                {
5 A  K7 f* u6 L8 [9 b                        dx_time ++ ;                //+1
                        if(dx_time > 99)
8 N9 ~: A, p5 U; O, E                                dx_time = 99;
                }
                if(key_can == 3)
7 d$ s9 h3 ~7 v                {
                        dx_time -- ;                //-1
                        if(dx_time <= 10)
1 O1 C+ Y9 K+ ?9 a8 ?! `: T                                dx_time = 10;
- r4 i& K/ x% R" k, q* T                }
# B- I1 K) S1 P6 ^                dis_smg[0] = smg_du[dx_time % 10] ;        //显示时间
                dis_smg[1] = smg_du[dx_time / 10] ;        
                dis_smg[2] = smg_du[10] ;               
                dis_smg[3] = smg_du[10] ;        

9 C. |% E+ o6 E: B' \& W        }        
+ T8 c: R- i$ u* `8 f8 V        if(menu_1 == 3)           //南北时间调整
        {
                if(key_can == 2)
                {
9 S0 `( d4 |: p" L5 p                        nb_time ++ ;                //+1
                        if(nb_time > 99)
                                nb_time = 99;
! s! s1 m+ b: R; V. \3 M                }
; C; a5 }" Q5 c7 i3 h8 a! {& s+ e$ q                if(key_can == 3)
                {
                        nb_time -- ;                //-1
                        if(nb_time <= 10)
                                nb_time = 10;
                }
6 [; ^  W5 f# E1 H+ S7 y" t                dis_smg[0] = smg_du[10] ;
                dis_smg[1] = smg_du[10] ;        
                dis_smg[2] = smg_du[nb_time % 10] ;                //显示时间        
                dis_smg[3] = smg_du[nb_time / 10] ;        

        }
}

% G; E/ X( i# z7 u0 P8 e
* |% `+ {$ k4 @9 q//主函数
void main()
{
/ r+ r$ P  C: x" i        time0_init();
4 T5 |: o" f) w' c
+ ~3 s, [, ^- }# k$ Y8 d- U* h+ i        dx_s = nb_time;          //初始时间为南北时间
  R  \+ \  h2 C% y& R0 J, M* T        nb_s = dx_time;
, I3 `% O# x, w( Y3 q( x$ w        while(1)
        {
                key();
: I# G0 M7 K7 q& N4 D1 m5 D                if(key_can < 5)
5 [* ~8 J% s5 \                        key_with();
, X# W2 M3 E& K8 P4 ?$ l7 v8 [. Z                                if(menu_1 == 1)         //  夜间模式
! g& }9 G, o# \) D- r' f        {
' i' L- G4 A; ~- U! G! `                        dx_red    = 1;  
' G  W# m! F! l                        dx_green  =        1;        
4 w7 r3 X: f" C                        nb_red    = 1;  //红绿灯不亮
: Q% I" t  U/ j                        nb_green  =        1;        
$ v; F$ {7 e  @! f/ o  l# v
                        if(flag_500ms == 0)  //黄灯闪烁
3 I0 ~. y/ {, y- G. C, U: i& x
{
/ l# G2 d8 g3 j( a                                        dx_yellow = 0;
                                        nb_yellow = 0;
# x/ u1 B# s8 N, m  G                                }
                                else
{
                                        dx_yellow = 1;
) g* `  m) F- n( j                                        nb_yellow = 1;        
% ^* i/ x; u2 ^+ O                                }
  p) D- I; p4 G( p$ c
9 H. d/ |* w- M, S                }

- {6 R# z  \% ^8 ~; X+ z% P( }                if((menu_1 == 0) && (flag_jdgz == 0))
                        jiaotongdeng_dis();
. d1 q) u7 }6 X9 c1 ?% e                display();        
        }
}  

% U6 N# v. \9 b' q( E9 c, [// 定时器中断服务
void time0_int() interrupt 1  
& K; {1 ^( R! a9 W% o{                                                   
        static uchar value;                         //延时10ms
        TH0 = 0x3c;
8 Z$ O) P/ E/ M6 w/ `2 u2 R        TL0 = 0xb0;     //50ms
1 E& v4 ~' v: U1 H: e3 K        value ++;
        flag_5m_value++;
7 k# p  H2 _4 Z+ {. w  |/ x        if(flag_5m_value % 10 == 0)
                flag_500ms = ~flag_500ms;
+ f3 ~4 ?/ I2 b        if(value >= 20)
4 Z6 M3 h7 l4 q7 P        {
                value = 0;
                flag_1s = 1;
        }
' M: i7 c; P% Z3 Z( U}

/ e; `' i% p& K9 Z" b+ x

cat12620

楼主弄的这个不错

3馅儿

。。。。。。。。。。

3馅儿

3馅儿 发表于 2020-6-29 19:16
1111111111

- E% }% K* j; C9 s. q4 Y$ u啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦