毕业论文—交通灯控制系统

桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

引 言

当今世界，红绿灯已经被安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一现象在19世纪就已出现了，19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色…

第1部分 方案选择及总体设计

1．1方案选择

能实现此电路的方法很多，我们根据实际将范围定在以下几个比较切合我们的方案中。

第一种方案：采用数字电子技术实现。用基本的555芯片（利用单稳态实现定时），计数芯片（如74LS163，74LS160等）完成计时功能，控制电路芯片，译码芯片（如74LS138）等基本芯片，结合电阻，电容等基本元件，通过逻辑电路实现交通灯的功能。

第二种方案：使用单片可编程来实现交通灯的功能。利用单片机的外围扩展，显示电路构成基本硬件。然后编程实现对定时，控制，显示电路的控制，然后调试，完成设计。

结合实际情况，根据毕业设计任务书的要求，我们经过讨论和论证，最终一致选用第二种方案的设计思路对交通灯控制系统进行设计。

1．2 总体设计

1．2．1 系统构成

整个系统的构成以AT89C51单片机为核心，由I/O口扩展，LED数码管显示，紧急情况中断电路还有复位电路等组成。

单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。

行车方向指示采用LED发光二极管，可有红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观。

行人通行指示也同样采用LED发光二极管，用红、绿两种颜色指示放行与禁

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止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观，简洁明了，更方便控制。

按键控制台，可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置\\紧急情况发生时的交通灯状态控制人机界面非常友好。

系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字99。

友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以及丰富的功能是本设计的亮点。

整个硬件电路组成模块如图1；

AT89C51单片机

I/0口 扩展

LED数码管显示

中断系统 复位电路

图1-1.系统硬件构成模块

1．2．1功能概述

本设计由中断系统、单片机、LED数码显示模块和按键等构成。单片机是集成的IC芯片AT89C51单片机，只需根据实际选型。其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。

复 位 电 路 LED数码显示电路 中断系统电路 AT89C51 单 片 机 键盘控制电路 电源稳压控制电路 交通灯控制电路 程序运行指示电路 紧急情况处理电路 2

123456NL1Q7NPNABCDEFGpDQ8NPND12VccVcc458329140R125kR115kDRP110111213141516170177Vcc3534U2VCC红黄绿N1.1红黄0305N322N200N124WR.1040374LS2451011121314151617040510k20181716151413121110VccB0B1B2B3B4B5B6B7GNDA0A1A2A3A4A5A6A7CEDIR2345678919112345678P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P0739383736353433320001020304050607123456789绿N1.213A31274LS24500VccINT1INT0E1.2红黄绿2127200201红黄绿2527红黄绿绿黄01红0035153414T1T001红黄绿绿黄红W103E_105042327C3Y02EL4VCC3131EA/VPP20P21P22P23P24P25P26P2702WL2212223242526272820212223242527C1919181830pC212MX1X2C99RESET红黄27绿黄ABCDEFGpDS1红37173616200607RDWRGNDRXDTXDALE/PPSEN10113029A1A23029绿30pW21红黄硬件总体框图 ABCDEFGpDC11U8051绿S224583291绿黄S383291745017红A120uR410k红黄A302R110kS4E1.1202721S3S225S1021011121314151617绿A2E_3W3WF.21011121314151617R210k绿黄红红24绿黄27绿黄红01绿黄23绿2702R310k01Q1NPN00Q2NPN黄0001Vcc红22红000177红黄绿红黄213736030405绿SL3ABCDEFGpD14583291桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

101112131415161701772AQ3NPNR85kR75kQ4NPNTitle3534345120504033 E_2Vcc2 030405 07 27 06 Q5NPN Q6NPNBR95kR105kSR.23736 BR55kSF.1R65kJ2VccJA SizeBDate:File:NumberRevision30-Dec-2008Sheet of E:\\see\\work doucument\\学习\\毕业设计\\myself\\交D通raw灯n.d Bdby:6桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

注：以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图，在东南西北四个方向的LED指示灯，代表四个方位的交通信号灯，电路图的下方是单片机控制系统。复位，中断等子电路。

1、本系统交通灯控制规则如下：

(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄三种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。

(2)共有四种通行方式：

① 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。

② 南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。

③ 东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。

④ 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。 (3)在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。

2、有倒计时时间显示时间，红绿灯切换提前5秒亮黄灯提示。

3、若交道口出现紧急情况，交警可手动控制：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。

第2部分 系统硬件设计

2．1交通灯四种通行模式及行车方向指示

按交通灯控制规则，每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色灯。交道口模型如图2－1所示：

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