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    基于PROTEUS交通灯控制系统设计与仿真

    本 科 毕 业 设 计(论文)

    基于PROTEUS的交通灯控制系统的设计与仿真

    Design and Simulated of Traffic Light Control System Based on Proteus

    学 院(系): 计算机科学与技术系

    专 业: 通信工程

    学 生 姓 名:

    学 号:

    指 导 教 师(职称): 某某(讲师)

    评 阅 教 师: 某某

    完 成 日 期: 2011年5月

    基于PROTEUS的交通灯控制系统的设计与仿真

    [摘 要]针对目前交通压力越来越大的现状,建立了一个基于AT89C51单片机的交通灯控制系统。本系统能实现手动控制红绿灯,使某一方向车辆拥堵情况得到解决,而且在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。本文首先对交通灯控制系统的研究意义和现状进行了分析,指出了目前交通灯存在的缺点,并提出了改进方法。接着,本文重点介绍了交通灯控制系统的软硬件设计。最后,利用Proteus软件对交通灯控制系统进行了仿真,仿真结果表明系统工作性能良好。

    [关键词]交通灯;单片机;仿真

    Design and Simulated of Traffic Light Control System Based on Proteus

    Abstract: In view of the present situation that traffic pressure is more and more heavy, set up a traffic lights control system that based on AT89C51. This system can realize the manual control of traffic lights, so that a direction of vehicle jam situation is resolved, and in emergency situations it can switch signal lamp manually for special vehicle preemption. In this paper,Firstly,it undertook an analysis of the research significance and current situation based on the traffic light control system, pointed out the shortcomings of the traffic lights, and proposed the improvement method . Then, this paper introduces the hardware and software design of traffic light control system. Finally , using the Proteus software to simulate the traffic light control system, and the simulation results show that the system properties of the good work.

    Key words: traffic lights;single-chip microcomputer;simulation

    目  录

    1 引言1

    1.1 交通灯研究的背景和意义1

    1.2 交通灯国内外发展状况1

    2 系统总体设计3

    2.1 总体设计思路3

    2.2 总体设计方案3

    3 硬件设计4

    3.1 AT89C51介绍5

    3.1.1 功能介绍5

    3.1.2 管脚介绍5

    3.1.3 内部中断系统7

    3.1.4 定时系统8

    3.2 时钟模块9

    3.3 LED显示模块10

    3.3.1模块结构10

    3.3.2 接线形式10

    3.4 按键电路模块11

    3.5 信号灯显示模块12

    4 软件设计12

    4.1 主程序12

    4.2 中断程序13

    4.3 倒计时显示程序14

    4.4 按键控制程序15

    4.5 交通灯点亮程序16

    5 系统测试与结果分析17

    5.1 黄灯亮测试17

    5.2 南北绿测试18

    5.3 东西绿测试19

    5.4 特殊状态测试19

    5.4.1 全红测试

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    实验四交通灯控制器设计

    一、实验目的

    1、学习与日常生活相关且较复杂数字系统设计;

    2、进一步熟悉EDA实验装置和QuartusⅡ软件的使用方法;

    3、学习二进制码到BCD码的转换;

    4、学习有限状态机的设计应用。

    二、设计要求

    完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节,在型EDA实验装置上实现一个由一条主干道和一条乡间公路的汇合点形成的十字交叉路口的交通灯控制器功能,具体要求如下:

    1、有MR(主红)、MY(主黄)、MG(主绿)、CR(乡红)、CY(乡黄)、CG(乡

    绿)六盏交通灯需要控制;

    2、交通灯由绿转红前有4秒亮黄灯的间隔时间,由红转绿没有间隔时间;

    3、乡间公路右侧各埋有一个串连传感器,当有车辆准备通过乡间公路时,发出请

    求信号S=1,其余时间S=0;

    4、平时系统停留在主干道通行(MGCR)状态,一旦S信号有效,经主道黄灯4

    秒(MYCR)状态后转入乡间公路通行(MRCG)状态,但要保证主干道通行大于一分钟后才能转换;

    5、一旦S信号消失,系统脱离MRCG状态,即经乡道黄灯4秒(MRCY)状态进

    入MGCR状态,即使S信号一直有效,MRCG状态也不得长于20秒钟;

    6、控制对象除红绿灯之外,还包括分别在主干道和乡间公路各有一个两位十进制

    倒计时数码管显示。

    三、主要仪器设备

    1、微机1台

    2、QuartusII集成开发软件1套

    3、EDA实验装置1套

    四、实验思路

    1、设计一个状态寄存器,控制六盏灯的亮与灭

    2、设计一个计时器,控制各状态的持续时间,计时器应满足以下要求:

    1)当S=1,且计数器已完成60计数时,计数器进入模4计数,随后进入模20计数,再进入模4计数,再回到模60计数

    2)当计数器进行摸20计数时,一旦S变为0,计数器立马进入模4计数,再进入模60计数

    3)完成模20计数后,不论S为0或1,计数器进入模4计数,再进入模60 计数

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  • 针对城市交通控制问题,提出以AT89S51 作为系统的控制核心,实现正常情况下各个方向信号的轮流指示及倒 计时显示。系统能根据各方向车辆的实际通行情况...最后利用 Proteus 仿真调试验证了系统设计的正确性。
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  • 交通灯控制系统设计

    2021-05-21 12:18:03
    内容介绍原文档由会员 ½ӨӨ 发布交通灯控制系统设计1万字 32页包括程序代码,系统原理图,Proteus仿真过程摘要本设计是交通信号灯控制系统,随着社会的不断的进步,社会的不断发展。交通也日渐复杂,交通的自动化...

    内容介绍

    原文档由会员 ½ӨӨ 发布

    交通灯控制系统设计

    1万字 32页

    包括程序代码,系统原理图,Proteus仿真过程

    34fdaa44e5266c8c0d5328917bf8fa36.png

    摘要

    本设计是交通信号灯控制系统,随着社会的不断的进步,社会的不断发展。交通也日渐复杂,交通的自动化也不断更新,交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不够的,这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。从而使交通指挥系统更加有秩序,更加安全。至此本人设计了交通信号灯控制系统,来指挥十字路口车辆的停通,使红绿灯指挥系统实现自动化,无人化。

    该交通灯控制系统控制的是东西和南北两个方向上的车辆通行,系统共采用6个发光二极管来模拟各路交通信号灯,4个LED七段数码管以倒计时的方式显示各个方向上允许通行或禁止通行的信号灯剩余的时间。停35S,准备5S,之后通行30S,并在东西和南北两个方向上这两种状态不断循环。此系统核心元件为单片机AT89C51,单片机)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。对其编写相关程序来控制交通信号灯和数码管的时间显示,并采用外部中断来控制紧急情况。此设计的硬件电路不是很复杂,关键在于软件的设计,即程序的编写。本设计采用的程序编写语言为现在流行的C语言,简单又便于阅读。编写程序的原则是:1.满足设计的要求。2.尽量采用最好,最有效的算法。3.编写时应尽量用最简洁的语言。编写好源程序后,采用keil软件对其进行编译,使其生成单片机可以识别的.hex文件,再把此文件导入单片机89C51中即可。

    硬件电路和源程序及目标文件都设计完后,我们可以采用相关软件进行仿真,以使交通信号灯控制系统的设计更加准确,可靠。设计者采用PROTUES软件进行仿真调试,仿真时注意此软件使用,从而进一步熟悉并学习此软件。仿真成功后,就做好本次设计报告,写出此次设计的心得与体会。

    目录

    1 概述 3

    1.1 交通灯设计方案选择与论证: 3

    1.2设计要求及目的: 3

    1.2.1基本要求: 3

    1.2.2提高要求: 3

    1.2.3设计目的: 4

    1.3交通灯控制系统的简单说明: 4

    2 系统总体方案及硬件设计 5

    2.1 硬件电路各元件介绍: 5

    2.1.1核心芯片AT89C51单片机的说明 5

    2.1.2两位八段式数码管 7

    2.1.3其它元件的说明 9

    2.2总电路的设计及过程说明 10

    2.2.1设计基本框架图:(如图6所示) 10

    2.2.2总体电路的工作原理: 10

    2.2.3各端口控制作用: 11

    2.2.4复位和时钟电路: 12

    2.3设计思想: 13

    3 软件设计 14

    3.1交通灯状态的分析: 14

    3.2主程序流程图:(如图一,图二所示) 15

    3.3中断程序流程图:(如图三所示) 17

    4 Proteus软件仿真 18

    4.1仿真过程: 18

    (1)南北红,东西绿 18

    4.2检测与调试: 20

    5课程设计体会 22

    5.1心得体会: 22

    参考文献 22

    附1:源程序代码 23

    附2:系统原理图 28

    1.2设计要求及目的:

    1.2.1基本要求:

    (1)采用AT89C51单片机控制交通信号灯;

    (2)以南北方向的交通灯为例,结合实际情况,控制红、黄、绿交通灯的亮和灭;

    (3)红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节。

    1.2.2提高要求:

    (1)采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时间;

    (2)可由拨盘开关强制设置为东西红,南北绿//东西绿,南北红//东西南北都为红;

    (3)控制东西方向和南北方向的红、黄、绿交通灯的亮和灭;

    (4)控制系统的原理图和接线图采用PROTEL等专用绘图软件绘制。

    参考文献

    [1]余发山。单片机原理及应用技术。中国矿业大学出版社

    [2] 何立民.单片机应用技术大全.北京:北京航空航天大学出版社

    [3] 张毅刚. 单片机原理及接口技术.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社

    [4] 谭浩强.单片机课程设计. 北京:清华大学出版社

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    成绩

    微机原理与汇编语言

    综合性实验

    交通灯控制系统设计

    学 号

    姓 名

    班 级

    微机原理与汇编语言

    综合性实验任务书

    实验项目名称:交通灯控制系统设计

    课程名称:微机原理与汇编语言

    面向专业:信息与计算科学专业

    计划学时:4学时=实验课内2学时+实验课外2学时

    实验类型: √ 综合 设计

    实验目的:掌握典型数字接口电路的应用技术原理,掌握常用接口芯片在应用系统中的硬件电路连接原理和软件编程方法。

    实验要求:包括开发环境要求,技术文档要求两部分。

    开发环境要求:

    软件环境:windows98/windowsXP/windows2000,emu8086环境

    硬件环境:计算机(Pen4CPU, 256MRAM,60G以上硬盘,输入输出设备)

    技术文档要求:

    按照实验报告编写要求进行。要求流程图绘制规范,软、硬件功能描述清晰,实验总结深刻。

    实验内容:

    1 熟悉并行接口、中断控制器、定时器的工作原理及相关芯片。

    2 掌握数字接口电路设计应用原理,根据系统功能用汇编语言编写相关程序。

    3 与单片机实验箱结合,选择合适的芯片,按照实验要求连接电路。并在系统中输入程序,运行并观察结果。也可在emu8086环境中运行编译好的的程序,通过系统模拟,在模拟窗口中观察交通信号灯的变化,得出相关结论。

    实验方案(任务提示):

    按照时间控制原则,利用并行接口和定时器,采用时间中断方式设计电路。按照系统板上硬件连线要求,在QTH-8086B16位微机教学实验仪上连好相关线路并将实验仪与PC机连好。也可在proteus环境下设计硬件原理图,搭建硬件电路。根据软件设计的程序流程编写源程序,可自行控制通行时间、禁止时间及准备时间,周而复始。再将源程序在相应的环境中进行编译连接和运行,或者仿真调试,以实现控制交通灯的功能。

    实验仪器设备:

    每个学生一台计算机、QTH-8086B 16位微机教学实验仪、或者emu8086实验模拟系统。

    实验报告版式要求:

    A4纸张打印;上下页边距各2.5cm,左右页边距各3.0cm,页眉1.5cm页脚1.75cm;页码位于页脚居中打印;奇数页页眉“微机原理与汇编语言综合性实验”,偶数页页眉“交通灯控制系统设计”,页眉宋体小5号,一级标题:黑体三号粗体字;二级标题:黑体4号;三级标题黑体小4号,正文,宋体5号。

    实验报告装订顺序与规范:

    封面

    交通灯控制系统设计综合实验任务书

    交通灯控制系统设计综合实验报告

    左边缘装订

    微机原理与汇编语言综合性实验报告

    实验项目名称:交通灯控制系统设计

    专业班级: ;姓名: ;学号

    实验起止日期: 2014 年 12 月 22 日起 2014 年 12 月 24 日止

    实验目的:掌握典型数字接口电路的应用技术原理,掌握常用接口芯片在应用系统中的硬件电路连接原理和软件编程方法;编写交通灯控制系统实验程序,并将源程序在相应的环境中进行编译连接和运行,或者仿真调试,以实现控制交通灯的功能。

    实验要求:包括开发环境要求,技术文档要求两部分。

    实验内容:

    设计目的

    当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。红灯停,绿灯行的交通规则广泛应用于十字路口,车站,码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品。为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性,科学化,可用变成控制器实现交通灯管理系统,本实验是采用计算机通过编写汇编语言程序模拟交通灯的控制的。

    由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化。交通灯的数字化同样给人们的生产生活带来了极大的方便,大大地扩展了交通灯的功能。诸如闪烁警示、鸣笛警示,时间程序自动控制、倒计时显示等都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同而设置各自不同的通行时间。现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节,要将交通灯系统产品化,应该根据客户不同的需求进行不同的设计,应该在程序中增加一些可以人为改变的参数,以便客户根据不同的需求随时调节交通灯。因此,研究交通灯及扩大其应用,有着非常现实的意义。

    基本原理

    本设计以TDN86/51实验箱为载体,结合中断控制器8259A、并行接口8255、中断定时器8253、七段数码显示管LED及八个发光二极管的功能,用汇编语言编程实现了十字路口交通灯模拟的实验。

    设计要求

    1.东西方向车辆放行60秒钟。即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟。2.1分钟后,东西方向的黄灯闪烁5秒钟,以警示车辆将切换红绿灯。此时南北方向仍维持红灯点亮。3.东西方向的黄灯闪烁5秒钟后,转为南北方向放行20秒钟。即东西方向的红灯和南北方向的绿灯

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交通灯控制系统设计与调试