十字路口交通灯控制系统设计毕业论文(2)

十字交叉路口的交通灯控制系统的结构如图一所示：

图一

十字交叉路口的交通灯控制系统

往南和往北的信号一致，即红灯（绿灯或黄灯）同时亮或同时熄灭。用两个数码管来显示被点亮的指示灯还将点亮多久。

往东和往西方向的信号一致，其工作方式与南北方向一样，

也采用两个数码南

管来倒计时。当南北方向为绿灯和黄灯时，东西向的红灯点亮禁止通行；而东西方向为绿灯和黄灯时，南北向的红灯点亮禁止通行。

假设南北方向为主干道，通行时间为40秒，东西方向是次干道，通行时间为25秒，黄灯点亮的时间均为3秒。

假设南北方向为主干道，通行时间（即绿灯亮的时间）为40秒，东西方向是次干道，通行时间为25秒，暂缓通行时间（即黄灯点亮的时间）均为3秒，则其工作方式如表1所示循环点亮信号灯

表1 交通信号灯工作模式

主干道和次干道的通行时间及黄灯点亮的时间可以手动设置；在没有手动设置通行时间时，系统自动按表1的模式进行工作。

4.2 系统工作流程

接通电源时或系统复位后，系统按程序给定的时间工作，即南北向通行40秒，东西向通行25秒，黄灯亮3秒。首先南北向通行，然后东西向通行，如此循环。

通行时间的设置：当需要更改主、次干道的通行时间时，可以用“设置键、增加键、减少键”进行设置。

第一次按“设置键”时，南北向的绿灯亮，南北向的数码管显示当前南北向的通行时间，并且按每秒3次的频率闪烁(每秒钟亮3次暗3次)，其余的信号指示灯和东西向的数码管熄灭，此时可以用“增加键”和“减少键”来改变南北向的通行时间。按一次“增加键”或“减少键”，数码管的显示时间增加1秒或减小1秒，长按“增加键”或“减少键”（按下的时间超过1秒钟以上），则数码管显示的时间按每秒钟增加或减少10的速度快速变化。

第二次按“设置键”时，南北向的黄灯亮，南北向的数码管显示当前南北向黄灯的点亮时间，并且按每秒3次的频率闪烁（每秒钟亮3次暗3次），其余的

信号指示灯和东西向的数码管熄灭，此时可以用“增加键”和“减少键”来改变南北向黄灯的点亮时间。

第三次按“设置键”时，东西向的绿灯亮，东西向的数码管显示当前东西向的通行时间，并且按每秒3次的频率闪烁，此时可以用“增加键”和“减少键”来改变东西向的通行时间。

第四次按“设置键”时，东西向的黄灯亮，东西向的数码管显示当前东西向黄灯的点亮时间，并且按每秒3次的频率闪烁，此时可以用“增加键”和“减少键”来改变东西向黄灯的点亮时间。

第五次按“设置键”时，系统退出设置状态，回到交通信号灯状态，并且南北向先通行，东西向后通行。

表2 设置键的功能

五、课题设计

5.1 总体设计

本系统的整体框图由8031构成主控芯片，主要是实现各个功能模块之间功能交互。本系统包括电源模块、时钟、复位电路模块，程序下载模块，键盘接口模块，数码管和LED发光二极管显示模块。

程序下载模块由串口和MAX232芯片组成；键盘接口模块用于设置各个方向指示灯的点亮时间；数码管显示模块用来显示被点亮的指示灯还将点亮多久；LED发光二极管模块用于指示该方向的3种状态：通行（绿灯亮）、暂缓通行（黄灯亮）和禁止通行（红灯亮）；220V交流电转5V直流电线性稳压电源构成电源模块。

系统结构如图二所示：

图二系统结构图

红绿灯控制器的总体的设计如图三所示

图三红绿灯控制总体设计图（可能看不清楚没关系后面会分解出来）

从图三可以看出整个设计图。首先由220V交流电转5V直流电线性稳压电源模块得到稳定的5V直流电源，提供了模块间工作供电所需，然后由

STC12C5410AD单片机最小系统模块来控制红绿黄发光二极管组合模块与LED 数码管动态显示模块的联合动态显示，最后可以通过东西南北要道通行时间按键设置模块来随意设置交通干道的通行暂停时间。

5.2 硬件设计

5.2.1 单片机最小系统

外加时钟和复位电路,电路结构简单,抗干扰能力强。时钟电路在单片机的外部通过XTAL1,XTAL2这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容,构成稳定的自激振荡器.本系统采用的为11.0592MHz的晶振，微调电容为20pF。

单片机最小系统如图四所示：

图四单片机最小系统

5.2.2 电源电路模块

220V的高电压经过变压器后得到12V交流电，经二极管整流成脉动直流电，经过电容滤波又经过LM7805稳压得到5V的直流电供系统工作，电源的指示可以由一个发光二极管来实现，2个100uF的电容是起一个再次滤波的作用。

稳压电源模块电路图如图五所示：

图五稳压电源电路图

5.2.3 时钟和复位电路模块

时钟采用外部晶振，频率为11.0592MHz，时钟和复位电路电图如图六所示：

图六时钟和复位电路模块图

5.2.4 数码管显示电路模块

图七所示的是共阳数码管及其电路，其中每个数码管的8个段：h、g、f、e、d、c、b、a（h是小数点）都连在一起。图八是4 位数码扫描显示电路，4

个数码管分别由4个选通信号k1~k4来选择。被选通的数码管显示数据。例如，在某一时刻，k3为低电平，其余选通信号为高电平，这时仅k3对应的数码管显示来自段信号端的数据，就必须使得4个选通信号k1~k4分别被单独选通，与此同时，在段信号输入口加上希望在该对应数码管上显示的数据，于是随着选通信号的扫变，就能实现扫描显示的目的。

共阳数码管及其电路示意图如图七所示：

图七共阳极数码管及其电路

4位数码扫描电路的示意图如图八所示：

图八4位数码管扫描电路

数码管显示电路图如图九所示：

5.2.5 LED灯显示模块

LED灯采用的是共阳接法，即所有的LED管阳级通过一个限流电阻上拉到5V电源，所有的阴级接到单片机的相应引脚。只要该I/O口置低，该灯就能点亮。

LED灯显示模块如图十所示：

图九数码管动态显示模块图

图十LED显示模块图

5.2.6 键盘接口模块

交通灯的时间设置主要是通过按键的设置来实现的。SET设置键接单片机的外部中断0口(引脚P3.2)，UP键对应端口定时/计数器(引脚P3.4) ,DOWN对应端