基于新型规则的可编程交通控制系统设计 - 图文

本科生毕业设计

基于新型规则的可编程交通控制系统设计

系 （部）： 专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师：

20 11 年 5

月

摘 要

基于新型规则的可编程交通控制系统的研究对于改善十字路口的交通环境，是具有很重要的现实意义的。本系统由单片机、键盘、LED显示、交通灯演示部分组成。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时显示、时间设置、紧急情况处理以及根据具体情况手动控制等功能。设计由三大模块构成：分频模块、控制模块、数码显示模块。分频与控制采用MCS-51系列的89C51单片机实现，显示数码模块采用74HC138译码器和单片机I/O接口等元件通过软件设计实现数码显示。

可编程交通控制系统具有自动化程度高、可靠性好、功能完备、可扩张、可编程、便于升级、独立性强的优点。改进了以前的交通指挥灯的那种信号单一，处理应急事故的能力差的缺点，使得人多车多道路少的状况得以改善。

关键词：可编程，交通，新型规则

I

ABSTRACT

System consists of single-chip microcomputer system, keyboard, LED display, traffic lights demonstration system component. System including sidewalks, turn right, and basic functions of the traffic lights. System besides basic traffic lights function outside, still have the countdown, time setting, emergency handling, and according to the specific circumstances of manual control etc. Function. This design by three blocks: points frequency modules, control module, digital display module. Points with control adopts MCS - frequency 51 series of 89C51 realization, show by digital module 74HC138 decoder and MCU elements such as I/O interface design and implementation digital display by software.

Programmable traffic control system has a high degree of automation, reliability and good function and complete, can expand, programmable, easy to upgrade, independence strong advantages. Improved the traffic light before the kind of signal of a single, handle emergency accident ability is poor shortcomings.

Keywords: Programmability, transportation, New rules

II

目 录

摘 要 .................................................................................................................... I ABSTRACT ......................................................................................................... II 第1章 设计方案 .......................................................................................... - 5 -

1.1系统框图 ................................................................................................................. - 5 - 1.2控制器模块 ............................................................................................................. - 5 - 1.3 电源提供模块 ........................................................................................................ - 6 - 1.4 显示界面模块 ........................................................................................................ - 6 - 1.5 输入模块 ................................................................................................................ - 6 -

第2章 硬件设计 .......................................................................................... - 7 -

2.1单片机及键盘控制模块 ......................................................................................... - 7 -

2.1.1管脚说明 ................................................................................................... - 7 - 2.1.2键盘控制模块 ........................................................................................... - 9 - 2.2 LED显示模块 ....................................................................................................... - 10 - 2.3 交通灯演示模块 .................................................................................................. - 11 - 2.4 系统硬件电路 ...................................................................................................... - 11 -

第3章 软件设计 .......................................................................................... - 12 -

3.1 软件框图 .............................................................................................................. - 12 - 3.2 软件说明 .............................................................................................................. - 13 -

第4章 系统仿真 .......................................................................................... - 15 -

4.1 Proteus简介 ....................................................................................................... - 15 - 4.2 硬件调试 .............................................................................................................. - 15 - 4.3 软件调试 .............................................................................................................. - 15 - 4.4 软硬联调 .............................................................................................................. - 15 - 4.5 仿真结果 .............................................................................................................. - 19 -

结 论 ............................................................................................................ - 20 - 参考文献 ........................................................................................................ - 21 - 附 录 ............................................................................................................ - 22 - 致 谢 ................................................................................. 错误！未定义书签。

III

第1章 设计方案

本章根据题目的设计要求，先确定一个总体和各个模块的设计方案，然后再进行总体和模块的设计。

1.1系统框图

设计可编程交通控制系统，系统框图如下图 1.1所示。

脉冲分频模块 路口信号采样 控制器（单片机） 显示模块

图 1.1 系统框图

1.2控制器模块

课题要求控制器可编程，在众多的可编程控制器中我选择了单片机这种价格低廉、功能完善、易于仿真的控制器。

MCS系列单片机集成了几乎完善的数据处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活地专用寄存器，硬件的加、减、乘除法器和布尔处理机及各种逻辑运算和转移指令。单片机把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短，运行速度更快，可靠性更高，抗干扰能力更强。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，工作亦相对稳定。因此，控制系统中，使得单片机是理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统的最佳器件。单片机的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，开发工具的使用和语言也大大简化。

对于本交通控制系统使用的89C系列的单片机，不需要外扩展存储器，就能实现显示、预制状态、动态调节的功能，因而整体结构简单。

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