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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" V& B1 }+ ~$ U4 D$ Q8 |, 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。

3 Y# \# O+ [& J3 N所有资料下载：
0 }6 E2 [  t/ e3 l  M, C! D6 r0 V

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+ @# `6 e0 b3 z$ T; {/ q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.

; m$ X( J' }' c+ n4 O

专业课程设计设计方案论证报告

$ S; Y! z2 i: [' ~" }) b/ v

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。

. ]1 Z4 m" k2 i6 V
: |) o  `+ `8 w5 }+ W
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

' Y! J2 R% B5 \1 q/ r6 j
# ~: P. b* e1 u/ W4 Q2 j
0 U7 y/ O2 f  I* ^, i
' q: Z3 L3 {8 F) p  u2 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。

  s. t. _; l+ L. I  O9 h1 C单片机智能交通指示灯仿真效果图：
0 v, C# Q% H( F) W" }
: L) |/ e- f# L) K
5 D& p, {% i3 R6 K, b0 _0 R智能交通指示灯的单片机源程序：
#include <reg52.h>               
. S. ?- b, I* O% x, k6 z  i! Z#define uchar unsigned char   
#define uint  unsigned int         

. N+ @- b* }" e$ Y0 O" R% x) K

7 o; o: T$ u. u# O+ i' [& n- x1 ~0 p" |4 f//                                                                                 0     1    2    3           4           5        6                 7          8           9        
uchar code smg_du[]={0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};                 

& N7 h6 t0 D4 d) uuchar dis_smg[10] = {0xc0,0xf5,0x8c,0x94,0xb1,0x92,0x82,0xf4,0x80,0x90};        
uchar smg_i = 4;    //位数

; x/ z. P9 s/ x8 P7 `0 a
sbit smg_we1 = P2^0;         
sbit smg_we2 = P2^1;
' k& n8 D; W+ h) f! x- c4 V* Hsbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
# D6 \  X. e# E' |$ ]9 z0 y+ Ksbit LE1                 = P3^3;
+ ]9 b; s* `' ?% s/ Nsbit LE2                 = P3^3;

4 m5 @7 ^+ ?' Qchar dx_s = 0;                                                        //倒计时开始
char nb_s = 0;        
sbit dx_red    = P2^4;            //东西红灯
, F9 l' Z9 N/ V  i) gsbit dx_green  = P2^3;                        //东西绿灯
$ F5 x" U: _; }! Lsbit dx_yellow = P2^2;                        //东西黄灯

sbit nb_red    = P2^7;                        //南北红灯
, ~# a! d5 i( ?- Qsbit nb_green  = P2^6;                        //南北绿灯
sbit nb_yellow = P2^5;                        //南北黄灯
% x# \4 E5 f1 h9 L' j+ z4 F: |+ O
8 D4 s( ]9 ]8 a0 m5 U+ ^
bit flag_1s = 0;                                                //延时标志
bit flag_500ms;
bit flag_dx_nb;                 
uchar flag_5m_value;
uchar i;
uchar nb_time = 10,dx_time = 15;   //东西南北时间初值
6 X" G) y2 L; v( z5 d. buchar flag_jdgz ;                             //交通灯
8 ~1 ^7 m+ L3 ?( [% y
6 X; m$ V6 d9 U' @! f
// 数码管为位选
6 ]9 b) O; l! X  _. lvoid smg_we_switch(uchar i)
{
; R) F7 [$ O' x; d; e        switch(i)
+ s. S% U1 y% j" `- h        {
6 I: M5 R+ k2 ~: p                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;
' j- L& W' d- i7 H( Y& t: [" ^                case 3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 0; break;
0 H2 w9 X5 c) f1 i; s        }        
3 d% B4 V* `* ?7 Z8 l, Q}
! R; D4 Q; m4 }; t$ \


// 延时程序
' d- d( Y: ?3 C$ R
void delay_01ms(uint q)
+ l  V  b! x' y- P! C! D3 `" v3 M{
        uint i,j;
        for(i=0;i<q;i++)
: ?. |( O/ N( ?+ m6 S" G                for(j=0;j<110;j++);
}

3 Z! w6 s" P) G+ p/ J" V. l" l
' B2 J' N& Z# n4 z/ [4 J0 U// 数码管显示

; B) |4 k- m! Z2 S( g5 jvoid display()
, e& E3 d. B: j{
9 b! ~  o. A$ [/ m        uchar i;
9 R: q7 J/ J& h+ T% j  p5 w  x- f        for(i=0;i<smg_i;i++)
        {               
                P0 = 0xff;                  
                smg_we_switch(i);            
                P0 = dis_smg;            
  T, \7 _" B. r7 E                delay_01ms(3);
        }
}
2 ^7 q5 y8 P2 M2 ~* a3 @
// 定时器初始化

void time0_init()         
% ]) F% N' M* D) }% O# a{
        EA  = 1;                  
        TMOD = 0X11;         
        ET0 = 1;                  
9 J- v/ l; D( E6 @' F, c8 y        TR0 = 1;                  
5 G' I" ?# ?  Z3 M8 X9 G' o        ET1 = 0;                  
" I2 l8 }, ^' R' M" f. t' L9 y" A        TR1 = 0;                  
$ Z  J2 u) R5 w0 `& ]$ }6 U}

// 交通灯管理

void jiaotongdeng_dis()
5 ~; ~6 B0 r* Q8 c* d+ o{
' [. H4 {6 z5 ]( R  i        if(flag_1s == 1)
        {
! h- m$ O9 O. E9 J4 k7 I4 z: M                flag_1s = 0;
                if(dx_s == 0)
. m3 L; R0 `. x+ Z# H* g                {
                        if(flag_dx_nb == 1)
. i3 P. Q2 i! Y4 z" o$ P5 W                                {
                                dx_s = nb_time;          //南北时间
                                nb_s = dx_time;
                                }
                        else
! ~0 y' K; w: u$ |# y9 n                                {
                                dx_s = dx_time;          //东西时间
- t* [& o7 r: z  T3 [                                nb_s = nb_time;
5 L$ ]: Y( A9 t5 ]- i" m* M                                }
                        flag_dx_nb = ~flag_dx_nb;
                }
                dx_s --;
  ~8 ?5 T0 ]5 R$ e* ?                nb_s --;
        }
1 E* u5 U2 O7 `% t        dis_smg[0] = smg_du[dx_s % 10] ;
        dis_smg[1] = smg_du[dx_s / 10] ;
        dis_smg[2] = smg_du[nb_s % 10] ;
        dis_smg[3] = smg_du[nb_s / 10] ;
" m6 J' m  `0 {4 e* N, q
// 东西时间
2 `/ g# u8 b( Q- \                if(flag_dx_nb == 0)  
{               
5 r$ R7 F/ ^9 I; p                        if(nb_s > 5)
3 j$ \5 j6 w( v1 I. J* k# `{
8 g) K# v5 [& J" L. d5 T                                dx_red    = 1;  //东西红灯灭
                                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
5 E6 U" V* Z6 [  \5 ]3 A8 K                                nb_yellow = 1;        //南北绿灯亮
                                flag_5m_value = 0;        
                        }
                         if(nb_s >= 0&&nb_s <= 5)                 //绿灯闪烁
{
3 G/ R  S+ d; S7 K+ P1 X                                dx_red    = 1;            //东西红灯灭
1 c- \; z, E5 t) `! D2 F5 {                                dx_yellow  =        1;          //东西黄灯灭
                                nb_red    = 0;            //南北红灯亮
                                nb_green  =        1;                  //南北绿灯灭
( ^7 M3 h2 K4 e2 b6 d                                nb_yellow = 1;                  //南北黄灯灭
                                if(flag_500ms == 0) //绿灯闪烁
{
                                        dx_green = 0;
5 ^5 i  c* a5 s5 g4 q, e5 |9 Y                                }
                                else
) u" w( k7 I& ~4 [+ q; \! D{
8 ^  K+ b5 |1 C$ Q                                        dx_green = 1;
                                }
# z3 ^6 D1 @: M# g8 S0 x                        }

                        if(nb_s==0)
{
                                dx_red    = 1;  //东西红灯灭
                                dx_green  =        1;        //东西绿灯灭
                                dx_yellow = 0;        //东西黄灯亮
                                nb_red    = 0;  //南北红灯亮
                                nb_green  =        1;        //南北绿灯灭
5 a; k  H. s9 h7 O0 v0 c' O3 Z0 X/ C                                nb_yellow = 1;        //南北黄灯灭
( H* S7 g- A( q                                }
1 J) ]/ b5 Q1 |* E1 v3 {

                }

4 p7 v" ]  H/ A/ p8 g// 南北时间
- s6 j8 _; Q0 f9 c                if(flag_dx_nb == 1)  
: p) l1 O0 n3 z5 h% f8 K0 S7 ?{                        LE1=1;
                        if(dx_s > 5)
{
! \) a- X, W. q. O: G% X                                dx_red    = 0;     //东西红灯亮
                                dx_green  =        1;           //东西绿灯灭
- }# h0 n0 ]# o5 ^                                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
- E# L: s' |7 ]1 j                                flag_5m_value = 0;        
                        }
$ e- c( m2 n9 r. U. t+ O' z2 x                        if(dx_s >= 0&&dx_s <= 5)                 //绿灯闪烁
{
                                dx_red    = 0;     //东西红灯亮
5 p% G5 i) ]) J+ x+ V# k                                dx_green  =        1;           //东西绿灯灭
9 _/ b6 ]3 h$ r5 F' Q- `( \                                dx_yellow = 1;           //东西黄灯灭
* {" z6 u: c$ X                                nb_red    = 1;     //南北红灯灭
                                nb_yellow =        1;           //男别黄灯灭
                                if(flag_500ms == 0)           //绿灯闪烁
7 P* }0 \1 W, D" H' H3 n{
% `) _# Z: N' U8 Q+ H' d4 \: ^3 x& M                                        nb_green = 0;        
                                }
                                else
, C  w0 G/ ^$ M  L$ Y/ Z& {{
0 O) D6 \2 e4 ^2 h% `* J                                        nb_green = 1;        
                                }
                        }
( P9 @4 Z: f% L) z
& }6 [0 k+ n8 a' u! q# e' Y
5 O6 Y2 n- M( i6 `}
* z& }+ W3 \7 y. e- F8 A}
! h( C; J8 j. |// 按键设置
uchar key_can;         //定义按键键值
+ y0 Z8 n' m6 g7 [: B( q
void key()         //按键
( r- D0 l) U5 M8 Y# V{
        static uchar key_new;
        key_can = 5;                   //键值最大
        P1 |= 0x1f;
, k9 `! n8 e1 ]# V; p        if((P1 & 0x1f) != 0x1f)                //确定按键
        {
2 Q3 k6 x' z4 Z# X7 U3 @1 }2 W! v                delay_01ms(1);                     //消除抖动
                if(((P1 & 0x1f) != 0x1f) && (key_new == 1))
                {                                                //确定键值按下
                        key_new = 0;
* u. [, U: e9 H7 z3 d2 v* H1 z                        switch(P1 & 0x1f)
3 Z# z; M/ x  J+ E% j' @                        {
                                case 0x1e:  key_can = 1;  break;         //模式键
/ @" h: o# Q: m8 J# Q                                case 0x1d:  key_can = 2;  break;         //加键
* Z) p8 r6 l( p: i. \& a                                case 0x1b:  key_can = 3;  break;         //减键
                                case 0x17:  key_can = 4;  break;         //紧急模式键
  A" [* d* y) S- g' s                        }
+ p! E; A  E0 }; R( a: T  P                }                        
! n7 W7 E7 N) `6 R        }
! y& n) U0 Q9 c- n  O        else
                key_new = 1;        
}

uchar menu_1,flag_s;
% t2 m2 P  A2 e' ^1 w' o* G9 J# [6 @

// 四种键值
7 |! f+ |2 h8 kvoid key_with()
{
# O4 G9 ~0 k# [/ W        if(key_can == 4)   //紧急模式
- z! d! X9 U0 F& D: [: z0 i" w# X+ ?        {
+ }0 N9 v! x( x9 K- x                flag_jdgz ++;
                if(flag_jdgz > 1)
                        flag_jdgz = 0;        
                if(flag_jdgz == 1)         //  全部红灯亮
                {
                        dx_red    = 0;  
3 Z8 _* H$ D. g" q                        dx_green  =        1;        
                        dx_yellow = 1;        
" Z7 Y7 @9 ?) M8 H, T9 G                        nb_red    = 0;   
, O. l0 ~& K" Z7 q- L1 o! j                        nb_green  =        1;        
                        nb_yellow = 1;                        
                }
/ m2 u' M# t9 J" G8 x7 z: r
! P0 `$ ~. ~; I) [+ k7 R
        }
        if(key_can == 1)          //模式键
        {
                menu_1 ++;
                if(menu_1 > 3)
5 i+ s' t$ \" v                {
  B, k1 E% J) r& i! Y' S                        menu_1  = 0;
                }
; i0 T, j5 n' ~# G        }
; n  P; {: W6 p7 ^& b1 U4 ^5 O
0 N; F. F' m) T5 i        if(menu_1 == 2)           //东西时间调整
        {
3 i" C, V3 S7 v3 t                if(key_can == 2)
/ d! y7 `3 b3 l# w                {
3 R2 E8 I' b9 z; _5 r- ]+ t: l                        dx_time ++ ;                //+1
                        if(dx_time > 99)
                                dx_time = 99;
4 g" q: V. M, [                }
                if(key_can == 3)
                {
                        dx_time -- ;                //-1
& t, [* t+ _; w, U, t; ]                        if(dx_time <= 10)
- X4 D9 n" j& N6 N6 q' S; O% Y9 Q  b                                dx_time = 10;
                }
                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] ;        

        }        
        if(menu_1 == 3)           //南北时间调整
) x( ]) v4 y9 d* F. |# }        {
                if(key_can == 2)
9 {. a, p7 w- u+ h# U                {
1 x  {4 `  |: O2 P4 {! W& [: w                        nb_time ++ ;                //+1
                        if(nb_time > 99)
4 G; `: t/ h: w  ?+ l                                nb_time = 99;
                }
4 M# e# ]  c( W: o, M                if(key_can == 3)
                {
( `/ n  t3 O8 F4 ~  s6 l, L                        nb_time -- ;                //-1
                        if(nb_time <= 10)
                                nb_time = 10;
                }
                dis_smg[0] = smg_du[10] ;
& H+ {0 a- V, B) A                dis_smg[1] = smg_du[10] ;        
. r! Q1 [: O1 a. b                dis_smg[2] = smg_du[nb_time % 10] ;                //显示时间        
+ o% y  z% G  o; C                dis_smg[3] = smg_du[nb_time / 10] ;        
' P& h$ h  ]) b  a  i
, X; Q$ W$ v& a: ]9 Y( K& E        }
; U: d8 n- b& y/ r- Q+ z5 x}


//主函数
void main()
{
  X1 F' O! R& F9 ?1 I) F        time0_init();

# P0 p' P, O7 }4 E        dx_s = nb_time;          //初始时间为南北时间
        nb_s = dx_time;
* ^( _+ s$ p2 d        while(1)
7 G8 x7 X- M) K# `        {
                key();
                if(key_can < 5)
! R; A- K& g2 E% P+ J3 F' N6 y                        key_with();
                                if(menu_1 == 1)         //  夜间模式
% Z7 a$ k: S2 x- Y* w        {
2 w. u+ c: J1 c9 _7 T! \4 ^  \                        dx_red    = 1;  
3 J- {: x3 G% E# h/ l3 x# K1 ~; U                        dx_green  =        1;        
                        nb_red    = 1;  //红绿灯不亮
" V% A) j  e" G+ h7 K, U1 p( {                        nb_green  =        1;        
# j" M" F( N9 t6 g" k# U
$ {; x5 k7 @7 l* _                        if(flag_500ms == 0)  //黄灯闪烁

{
! N; R' o+ i6 n$ }1 M                                        dx_yellow = 0;
2 S1 P' ^! x9 q                                        nb_yellow = 0;
                                }
- b( Q+ b# V1 e# o                                else
{
6 t( B& c( V9 Y, t0 Z- H4 x6 W3 p                                        dx_yellow = 1;
                                        nb_yellow = 1;        
: N# S2 h+ z: M% U) s7 j5 b8 B' K                                }
& N) }3 O9 o& g1 f. D# }& J  O
                }

2 S+ f0 t8 b% ?' P2 i                if((menu_1 == 0) && (flag_jdgz == 0))
, u1 [2 d7 d' ]2 c$ B0 p. t                        jiaotongdeng_dis();
8 f2 M/ J) W7 k# q, J                display();        
5 |5 c, O+ T" h- g1 l; F        }
}  
( j& l, j+ O* c7 ]
! T" Y* M& O" a4 n// 定时器中断服务
void time0_int() interrupt 1  
$ b1 L/ n4 }! y/ E+ Z' l{                                                   
        static uchar value;                         //延时10ms
& u& o8 x3 I; l/ C5 _( B) q8 m1 }        TH0 = 0x3c;
        TL0 = 0xb0;     //50ms
        value ++;
        flag_5m_value++;
        if(flag_5m_value % 10 == 0)
                flag_500ms = ~flag_500ms;
: H$ |) `" b- b- l, U        if(value >= 20)
        {
                value = 0;
4 [) i7 g7 e! @                flag_1s = 1;
* t- E) B: S! ]% m4 `+ P: D        }
}
/ r0 w4 x9 m) K6 V% B& y
( N2 _! D( k- \7 ^% n% }

cat12620

楼主弄的这个不错

3馅儿

0 V: {( i# ]( G  h
  K/ [3 ]0 c; d* T) N- `# V。。。。。。。。。。

3馅儿

3馅儿 发表于 2020-6-29 19:16
8 M, N& F3 B$ o4 o! {' c  Z5 P1111111111

& `. E# S2 [& i5 ~+ H2 t  e- `0 r啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦
) `! v/ J$ t! i* {1 |+ S