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毕 业 设 计
题 目
模拟交通灯
系 别
专 业
班 级
姓 名
学 号
指 导 教 师
日 期

I
设计任务书
设计题目:
模拟交通灯
设计要求:
1.用单片机设计一个模拟交通灯,在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄橙灯
(橙色灯代表左转信号),显示顺序为: 其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯、橙灯,
另一个方向是橙灯、红灯、黄灯、绿灯。
2.设置一组数码管,以倒计时的方式显示允许通过或禁止通行的时间。其中左转
灯、绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是 15S、30S、3S、48S。
3.当各条路上任意一条出现特殊情况,例如消防车、救护车或其他需要优先放行
的车辆时,各方向上均是红灯亮,倒计时停止,且显示数字在闪烁,当特殊运行状态结
束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。
设计进度要求:
第一周:确定题目;查找和题目有关的资料;
第二周:查找资料,阅读资料;
第三周:结合实物写总体设计方案;
第四周:硬件选片和硬件设计;
第五周:软件设计;
第六周:上机调试;
第七周:写毕业设计;
第八周:毕业答辩。
指导教师(签名):

II
摘 要
随着社会经济的快速发展,人们的生活水平提高,拥有车辆的家庭越来越多,但
随之而来的交通问题也成为政府关注的问题。
交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量,提高道路通行能
力,减少交通事故有明显效果。本人选择制作交通灯作为课题加以研究。分析了现代
城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的
工作原理,利用单片机89S51为核心部件,外加定时器、复位电路、晶振电路、显示
电路等,设计一个比较符合交通规则的模拟交通灯,包括人行道,车行道、南北东西
左转、应急车道,以及基本的交通灯的功能,同时给出了一种简单实用的城市交通灯
控制系统的硬件电路设计方案。
关键词:交通灯,单片机,定时器

I
目 录
1 方案选择 .............................................................1
1.1 交通灯的总体设计思路..............................................1
1.2 设计框图 ..........................................................1
1.3 计时方案 ..........................................................2
1.4 显示方案 ..........................................................2
1.5 按键设计方案 ......................................................3
2 硬件设计 .............................................................4
2.1 整体硬件原理 ......................................................4
2.2 单片机 89S51 的简介................................................5
2.3 单片机附属电路....................................................7
2.4 74LS373 的功能 ....................................................8
2.5 74LS07 的功能 .....................................................9
2.6 数码显示——七段 LED 数码管.......................................10
2.7 键盘接口工作原理 .................................................12
3 十字交通灯的软件设计 ................................................14
3.1 软件的设计 .......................................................14
3.2 程序流程图及程序介绍 .............................................16
4 测试、调试及结果分析 ................................................23
4.1 状态灯显示测试...................................................23
4.2 整体电路调试 .....................................................23
4.3 结果分析 .........................................................24
总 结 ..............................................................25
致 谢 ..............................................................26
参考文献 ..............................................................27
附 录 ..............................................................28

1
1 方案选择
1.1 交通灯的总体设计思路
交通灯的控制主要是利用单片机,是单片机的一个典型应用,首先用发光二极管
的亮与灭来模拟交通灯的各种运行状态。考虑交通灯的功能,东西南北各两组,一个
十字路口至少需4组交通灯(每组是四个发光二极管)。指挥转弯和直行的关键,是
设计控制交通灯的亮与灭。考虑南北、东西方向灯的亮灭规律相同,故可以考虑用四
个两组交通灯来模拟实际北东运行的交通灯;东一组四个发光二极管,北一组四个发
光二极管,分别用红、绿、黄、橙来指示直行和转弯。先南北直行红灯亮48秒,而后
黄灯亮3秒,再直行绿灯亮30秒,黄灯亮3秒;然后南北转弯绿灯亮15秒,黄灯亮3秒,
南北交通灯都亮红灯;东西交通灯以同样规律变化。可用中断计数器控制,来显示不
同的二极管来模拟交通灯不同的状态。同时使用数码管来显示时间,提醒行人停止行
走或准备行走。
(1)每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮3秒,黄灯亮时,绿灯灭。
(2)要求在绿灯亮(通行时间内)和红灯亮(禁止通行时间内)均有倒计时显示
时间。所以基本符合现实功能,能够指挥车辆在十字路口完成左转和不同路口的直行。
1.2 设计框图
根据设计思路和设计要求,可得出总体框图如将单片机P0.0…P0.7口作为LED数
码管的段码输入口,将P1.0…P1.5口作为LED数码管的位码输入口,做为倒计时显示
时间;P2.0…P2.7口作为发光二极管的输出端,模拟红绿灯的运行状态;P1.6和
P1.7接紧急按键,做为特殊情况用。
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