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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/ [2 H3 U8 |' b  t( y$ o+ @. Q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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" {% _+ c8 _- r" _" P所有资料下载：
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8 {  v, N+ y, S9 G5 z* W
) n& S2 F# M/ W3 ?" W" L& p; h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.

" K: ~8 D) v" x( N7 D, o: m

专业课程设计设计方案论证报告

( }/ x( [3 `  P, k: ~: C$ b0 w

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。


% b; {1 d. d' }, u8 x; G
! j  m) I6 e. A  Z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
' @6 |! }2 L+ L

+ H1 ]4 D. z+ v9 L0 f0 C0 x( ~
: i$ k9 ^" I  K0 g* A7 I
( v9 n+ t8 u$ _( E

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。

$ z( h: D. |" k5 S" ]单片机智能交通指示灯仿真效果图：
' t- F$ Z% m# B
7 R5 q- T4 I2 T! W
智能交通指示灯的单片机源程序：
. G1 z2 C& y/ V1 @7 P8 Z1 Q- k. Y7 n#include <reg52.h>               
#define uchar unsigned char   
#define uint  unsigned int         
$ v3 ^$ t) [4 ^. Q. N4 ]+ h
) z* J  o% u  U6 }5 E4 x
- n) d' z( t  `( v6 d% O
//                                                                                 0     1    2    3           4           5        6                 7          8           9        
uchar code smg_du[]={0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};                 

, \# l& S. l/ y) c. q) ruchar dis_smg[10] = {0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};        
: n7 k, b8 [1 M# v8 Euchar smg_i = 4;    //位数

& ?) f, ~8 r( z9 f( Y- K5 S
sbit smg_we1 = P2^0;         
sbit smg_we2 = P2^1;
sbit smg_we3 = P3^6;
& L* B" C' d4 J( r2 Dsbit smg_we4 = P3^7;
4 ^* O2 m" Y: a+ Rsbit LE1                 = P3^3;
sbit LE2                 = P3^3;
+ [, \: a8 H5 s+ H- }5 [) F) S
char dx_s = 0;                                                        //倒计时开始
char nb_s = 0;        
sbit dx_red    = P2^4;            //东西红灯
4 v8 r# A% g$ w0 C9 d% ^: Fsbit dx_green  = P2^3;                        //东西绿灯
sbit dx_yellow = P2^2;                        //东西黄灯

sbit nb_red    = P2^7;                        //南北红灯
sbit nb_green  = P2^6;                        //南北绿灯
8 j+ y) v- Q+ ~9 _3 d, E9 V; x  ]sbit nb_yellow = P2^5;                        //南北黄灯


bit flag_1s = 0;                                                //延时标志
6 ]2 k) x$ Y* a' @: t. a( S% cbit flag_500ms;
  R* Y6 _2 N+ \' ~* ~* ebit flag_dx_nb;                 
3 G( R- k1 C8 fuchar flag_5m_value;
uchar i;
uchar nb_time = 10,dx_time = 15;   //东西南北时间初值
. o7 a4 B; l- M, ]9 Xuchar flag_jdgz ;                             //交通灯
4 ^( d! C: ?" X& @4 T. N4 F3 ~

4 f; l- I- {; p7 P; ^& H4 T" _// 数码管为位选
& x1 C1 o, Y7 A* k9 T5 Jvoid smg_we_switch(uchar i)
" y9 u8 F! `" G/ b8 ^' w{
        switch(i)
+ g, I* J4 t( i        {
* v4 `' O- _& c. f/ K                case 0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
                case 1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
                case 2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 0;  smg_we4 = 1; break;
                case 3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 0; break;
( z3 v% R) l' {! F( ^        }        
! |- [/ W$ h* Q4 f1 s$ q}
% y) [+ M1 A* G# C  q! x" T


// 延时程序

: B# L0 |$ i# s& ~void delay_01ms(uint q)
{
+ {, P& N8 @2 X# F6 U        uint i,j;
        for(i=0;i<q;i++)
                for(j=0;j<110;j++);
( B: J' Y1 h$ E/ o1 I}

) P+ W* c9 i6 n* K0 X1 ~
// 数码管显示

void display()
' m! I/ M4 g& P0 q1 u5 M( h{
* [3 P( F, x1 y; a4 Q+ ]2 B# S        uchar i;
        for(i=0;i<smg_i;i++)
6 W; Y0 A7 d- h0 D        {               
                P0 = 0xff;                  
                smg_we_switch(i);            
2 t; N* B* O! c1 Q, k                P0 = dis_smg;            
                delay_01ms(3);
        }
}

// 定时器初始化

; g7 |0 a$ c, E$ _& R6 Lvoid time0_init()         
; T# E" x, \8 K$ Q4 J{
* m3 z) {& O: `. ]6 c        EA  = 1;                  
' p0 {2 a! |+ n6 p0 n1 m) u, D  |        TMOD = 0X11;         
        ET0 = 1;                  
; s& u/ f" Q( Z% r        TR0 = 1;                  
7 L1 |2 K4 Z8 P6 V' q+ C        ET1 = 0;                  
+ A( M) D1 ~9 B3 w        TR1 = 0;                  
}
* i% E9 y( S% C
// 交通灯管理
* ]- p( \) ]5 e) `3 x  {
- w1 {; d( H$ Svoid jiaotongdeng_dis()
{
5 A% B* H( ~- l; G( m        if(flag_1s == 1)
        {
2 E8 y2 q) V, w' W/ @) J  Y                flag_1s = 0;
: D# B. T5 h# u% {                if(dx_s == 0)
4 o4 P5 k  |" d                {
* O$ X+ B. z9 f  {( {# B                        if(flag_dx_nb == 1)
                                {
                                dx_s = nb_time;          //南北时间
' l# g9 v) C/ J6 n                                nb_s = dx_time;
, l0 u. a1 n6 b: g                                }
                        else
, ^' E2 A/ L" t3 ]4 _                                {
                                dx_s = dx_time;          //东西时间
2 U+ N. D# P1 a                                nb_s = nb_time;
- i( |* y+ a! [' ?                                }
& v2 \$ B& [) k' s( a# @. K                        flag_dx_nb = ~flag_dx_nb;
! f/ E- U$ @/ }5 v1 I0 v                }
                dx_s --;
2 p$ G6 Q, h" R0 p/ R% u                nb_s --;
2 e$ ^" u1 z6 J; P: j        }
        dis_smg[0] = smg_du[dx_s % 10] ;
( E6 e! t* |; q( K6 w: D        dis_smg[1] = smg_du[dx_s / 10] ;
# N) L' I4 {( q4 h, m- S4 I- h$ `        dis_smg[2] = smg_du[nb_s % 10] ;
        dis_smg[3] = smg_du[nb_s / 10] ;

6 q3 G* d" ^5 d  i4 F9 P+ X' k// 东西时间
                if(flag_dx_nb == 0)  
{               
                        if(nb_s > 5)
: H' R( P: e+ L( x{
& V, u" \) X$ T+ G" d: r                                dx_red    = 1;  //东西红灯灭
+ p" V2 N7 ?( I5 }, q  d  o/ z                                dx_green  =        0;        //东西绿灯亮
                                dx_yellow = 1;        //东西黄灯灭
                                nb_red    = 0;  //南北红灯亮
                                nb_green  =        1;        //南北绿灯灭
                                nb_yellow = 1;        //南北绿灯亮
0 Z5 O) s9 i$ I+ {: o                                flag_5m_value = 0;        
                        }
) C1 O6 j1 c# k2 ~8 s0 p                         if(nb_s >= 0&&nb_s <= 5)                 //绿灯闪烁
/ C( @* N! Y# k! R$ j. r% f9 G{
                                dx_red    = 1;            //东西红灯灭
& ^8 Q" T! r- F                                dx_yellow  =        1;          //东西黄灯灭
                                nb_red    = 0;            //南北红灯亮
                                nb_green  =        1;                  //南北绿灯灭
' y$ V& c7 H$ u* u, Q4 _9 [0 q                                nb_yellow = 1;                  //南北黄灯灭
                                if(flag_500ms == 0) //绿灯闪烁
{
. H  D) e+ t; `! G5 B                                        dx_green = 0;
                                }
+ G! `& |5 K; E* Y                                else
{
                                        dx_green = 1;
  s6 L" `" p# e, T* n- k- K3 w8 Q                                }
                        }
6 m$ {# u6 P) V& }0 e
                        if(nb_s==0)
{
                                dx_red    = 1;  //东西红灯灭
- S: e- a1 e  K0 n2 E                                dx_green  =        1;        //东西绿灯灭
' F2 ]9 v- S8 i. w' ^, U7 g/ O' u- L                                dx_yellow = 0;        //东西黄灯亮
, s2 ?: m1 Y: O7 O/ T2 G                                nb_red    = 0;  //南北红灯亮
                                nb_green  =        1;        //南北绿灯灭
+ g* |$ k8 ?; h2 I5 i! m$ }- m                                nb_yellow = 1;        //南北黄灯灭
  I/ C- A# m- {                                }
' S3 V5 `" ?% A, M) b# I2 t
3 U! W4 x" a: G6 b( }5 L* L* l
                }
! E' s5 y, [0 n. p
. t) }7 D8 Z; K// 南北时间
                if(flag_dx_nb == 1)  
{                        LE1=1;
8 t$ x9 }+ c+ V& e7 n                        if(dx_s > 5)
{
                                dx_red    = 0;     //东西红灯亮
                                dx_green  =        1;           //东西绿灯灭
                                dx_yellow = 1;           //东西黄灯灭
, O% _4 I. @9 M* `5 Z) r                                nb_red    = 1;     //南北红灯灭
" P( R8 {: c/ w: ^                                nb_green  =        0;           //南北绿灯亮
& x+ O# _  b6 e                                nb_yellow = 1;           //南北黄灯灭
                                flag_5m_value = 0;        
* i) O% R6 l2 y( J                        }
1 y$ Z+ q2 f0 A  d$ R7 o& q0 g                        if(dx_s >= 0&&dx_s <= 5)                 //绿灯闪烁
{
8 F* p" n3 `# G+ d                                dx_red    = 0;     //东西红灯亮
                                dx_green  =        1;           //东西绿灯灭
3 x! u* @. ?$ y5 N: {3 \                                dx_yellow = 1;           //东西黄灯灭
" p+ r2 U7 A% {; ?: z                                nb_red    = 1;     //南北红灯灭
) e% ]: D& ~/ E) A- O1 K- G8 v                                nb_yellow =        1;           //男别黄灯灭
+ X- x6 q) B& ]$ F. v+ y/ \4 t/ T                                if(flag_500ms == 0)           //绿灯闪烁
5 w% Y: i# h5 }9 G2 P{
9 p' e* j  \4 V* F) \' r                                        nb_green = 0;        
3 o( ]1 q$ @+ {/ f2 T7 L7 y* @- ]  |                                }
                                else
{
4 R7 w% U" R6 |' A* S. X" c                                        nb_green = 1;        
0 `+ O( y, x" R7 Z                                }
                        }


}
}
// 按键设置
uchar key_can;         //定义按键键值

void key()         //按键
: i+ e2 Z* Y$ ~8 u# x{
        static uchar key_new;
$ a. m) }: q7 G- q5 H- N' w        key_can = 5;                   //键值最大
        P1 |= 0x1f;
        if((P1 & 0x1f) != 0x1f)                //确定按键
) Y; j. M" z' p  B) J+ s$ W        {
                delay_01ms(1);                     //消除抖动
                if(((P1 & 0x1f) != 0x1f) && (key_new == 1))
                {                                                //确定键值按下
" E0 c% z; u7 _0 L+ c& S  ~# K/ V4 t                        key_new = 0;
9 X+ C/ \$ ?/ s6 t2 {2 Q                        switch(P1 & 0x1f)
                        {
4 S, ~4 d% U& R; f2 j% R6 H1 T                                case 0x1e:  key_can = 1;  break;         //模式键
. F* i5 A- e: P& |( u                                case 0x1d:  key_can = 2;  break;         //加键
/ {1 ?. d7 u# d% R                                case 0x1b:  key_can = 3;  break;         //减键
                                case 0x17:  key_can = 4;  break;         //紧急模式键
9 [8 [/ D: R# `                        }
                }                        
% |! z4 j5 j( C+ l2 Y4 D        }
5 W: {9 H1 d% s( w        else
/ g; ?' s5 D1 t7 |* c. u                key_new = 1;        
}
, Y. a" |. U0 E4 |. i
& L  V* k; G7 t' suchar menu_1,flag_s;

3 Y1 Y: i* d" b% v; e8 _
2 K! j' I8 z* w7 N+ K0 x) j$ e// 四种键值
void key_with()
) x' N5 I& k3 E3 {7 a; C( d4 I{
: }+ r0 q$ ?7 T+ O7 Z; s& ~% m# k        if(key_can == 4)   //紧急模式
, J; Y0 |# ?# T7 I8 }$ M5 D        {
' T7 U5 L  y9 M) `; s8 C( ]                flag_jdgz ++;
                if(flag_jdgz > 1)
                        flag_jdgz = 0;        
                if(flag_jdgz == 1)         //  全部红灯亮
7 j1 A. W  t( t5 h- ~                {
% N( c* ~+ _$ k' e2 P8 x                        dx_red    = 0;  
( b6 K( M# i( ~6 l% C+ V                        dx_green  =        1;        
                        dx_yellow = 1;        
/ S/ {! ~; m  Z& {* h9 o9 ]# e1 ^                        nb_red    = 0;   
                        nb_green  =        1;        
                        nb_yellow = 1;                        
" t8 {+ C9 b- i8 b; g                }

, ?# }1 s5 Z7 r/ P5 `
        }
5 u* {' V0 O' a% l/ S" G        if(key_can == 1)          //模式键
, y* `' X; I; y/ i9 E- t8 I        {
" r; v8 e6 X8 ?1 q, Z                menu_1 ++;
* ^# f; S) C! s" P3 F" B                if(menu_1 > 3)
& r8 @. g+ G+ I' x: Z6 d                {
( E2 b! a. M+ g% u                        menu_1  = 0;
                }
        }

% J& L2 L1 F% `" w6 C        if(menu_1 == 2)           //东西时间调整
        {
+ h. ]! r/ ^' H' l. H4 N                if(key_can == 2)
                {
                        dx_time ++ ;                //+1
                        if(dx_time > 99)
: D: s* Y) p2 S0 R4 ^0 X" @; i                                dx_time = 99;
                }
                if(key_can == 3)
# R# @' E/ c+ i4 X/ a2 Q                {
                        dx_time -- ;                //-1
                        if(dx_time <= 10)
( d  Q+ u1 v& M5 z$ V: ?                                dx_time = 10;
7 N& G5 h& d' q# ^; ^! [+ |                }
6 V. @& S0 u& @  _$ X                dis_smg[0] = smg_du[dx_time % 10] ;        //显示时间
5 U+ q4 Y1 O0 T# e                dis_smg[1] = smg_du[dx_time / 10] ;        
: ]) c% s4 q, Z. x* |$ F! j/ a5 x                dis_smg[2] = smg_du[10] ;               
) B. {# u" t( Z, v$ s4 f9 A3 C                dis_smg[3] = smg_du[10] ;        
2 S; K9 W# k" \/ v
3 u( L! G0 g! g) h% J% n4 u$ }' [/ d        }        
3 |. @( f" U2 w0 q* Q! J  [" b        if(menu_1 == 3)           //南北时间调整
: k5 c5 S1 R. H" J$ Z4 {        {
( j$ i  N/ H: x8 O7 a- a/ S9 X& X                if(key_can == 2)
                {
                        nb_time ++ ;                //+1
                        if(nb_time > 99)
% Z( [( X# y; T( N8 T' ?1 ?                                nb_time = 99;
                }
, g2 o* [* p  d/ {3 R                if(key_can == 3)
                {
! Y0 M. |1 F# N& f/ N                        nb_time -- ;                //-1
                        if(nb_time <= 10)
                                nb_time = 10;
                }
6 ~* J9 ?* n% r! ^& v                dis_smg[0] = smg_du[10] ;
1 `" ?0 |: @' U+ U                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] ;        

; M$ O. B, \2 F% a7 ~7 R        }
}
5 {$ e: ~, i  k4 E5 [4 k

//主函数
void main()
{
        time0_init();
% Q, O% G/ J' b2 U$ N7 q2 B
        dx_s = nb_time;          //初始时间为南北时间
8 Q- l# E0 O6 K0 t) W$ \9 W. S        nb_s = dx_time;
        while(1)
& N6 r) g5 f5 }! ]: @) Q( X+ F7 q. {        {
: b, W1 U" D+ D0 R( B  T                key();
                if(key_can < 5)
                        key_with();
                                if(menu_1 == 1)         //  夜间模式
        {
                        dx_red    = 1;  
                        dx_green  =        1;        
% y) I! s8 L. w& ]4 {1 l: f                        nb_red    = 1;  //红绿灯不亮
7 f6 [3 G; C' J3 V% T) V4 H0 t                        nb_green  =        1;        
* [1 h+ k2 u( T8 }
8 h: ]! e, t' ^/ M  ?                        if(flag_500ms == 0)  //黄灯闪烁

{
- N" A! u. I* W9 f2 S                                        dx_yellow = 0;
                                        nb_yellow = 0;
                                }
                                else
8 J8 W! Z  t9 a* @4 k{
                                        dx_yellow = 1;
                                        nb_yellow = 1;        
) ?% q; v3 ?1 D: F# Z% C                                }

                }

                if((menu_1 == 0) && (flag_jdgz == 0))
                        jiaotongdeng_dis();
                display();        
        }
, X  Z+ X+ d! i7 x& n}  
+ Q- O1 E1 X  t8 p' d: K( x* v
// 定时器中断服务
- V' r5 v) x. y$ _' Pvoid time0_int() interrupt 1  
! K: w6 b- w: \3 E$ z{                                                   
        static uchar value;                         //延时10ms
1 V+ j$ ^8 u) g3 K9 a3 E. q        TH0 = 0x3c;
        TL0 = 0xb0;     //50ms
) x+ j) E' b2 R: x; Z, {* f  W        value ++;
        flag_5m_value++;
" R! c) g% D8 i6 B" W' H        if(flag_5m_value % 10 == 0)
) i* Q! p. Y2 G4 @                flag_500ms = ~flag_500ms;
        if(value >= 20)
        {
                value = 0;
                flag_1s = 1;
& G! A0 x( I" k  ]$ v# |' R        }
}

* z' X3 R7 U6 w2 ~2 f

cat12620

楼主弄的这个不错

3馅儿

% n! }7 h! a& u, Z' z3 c
- w' u. y/ x, n6 I! f  m! D2 ^. r。。。。。。。。。。

3馅儿

3馅儿 发表于 2020-6-29 19:16
; O+ F: q3 m' G: l, a. c1111111111

啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦