交通灯系统51单片机设计(附Proteus仿真、C程序、原理图及PCB、论文等全套资料)
设计要求
(1)利用51单片机设计一个交通灯控制系统,来实现行人与车流的分流的目的。该系统主要应用在十字路口,纵向为主干道,横向为支干道;
(2)主、支干道交替通行,两个干道上的交通灯工作方式同时进行,主干道每次绿灯放行15秒,支干道每次放行10秒,放行时间可通过按键更改;
(3)每次绿灯变红之前,黄灯先闪烁3秒,此时,另一干道上仍保持红灯;
(4)通过按键实现对十字路口交通管制功能;
(5)给出整个系统的结构图、软硬件流程图;
设计概述
东西主干道和南北支干道各由一组三色交通灯来控制,分别是主干道方向的红、黄、绿以及支干道方向的红、黄、绿。
逻辑分析可知,当主干道为绿灯通行时,支干道必须为红灯禁行;绿灯结束后,主干道进入黄灯闪烁等待状态,支干道红灯;黄灯结束后,主干道变为红灯禁行,支干道变为绿灯通行;支干道绿灯结束后,支干道进入黄灯闪烁等待状态,主干道红灯,如此循环。
从这个过程中可以看出,交通灯控制共分4个状态,分别为:S1状态,主干道方向为绿灯,支干道方向为红灯;S2状态,主干道方向为黄灯闪烁,支干道红灯;S3状态,主干道方向为红灯,支干道方向为绿灯;S4状态,支干道方向为黄灯闪烁,主干道红灯。这四个状态不断循环。由此我们可以列出4个状态的列表和做出4个状态的流程图。
系统设置有4个按键,分别为设置键,加键,减键和交通管制键。设置键是对设置的启动和确认,加键和减键是对通行时间做调整,交通管制键是对红绿灯系统进行强制设置。
当系统上电或手动复位之后,默认模式下会按照断电前程序里记录的参数运行。若此时设置键按下,则进入通行时间设置状态,数码管上显示原本记录的时间并闪烁,可通过加键或减键键对东西、南北干道等待时间进行修改,修改完成后,按下设置键将新参数保存。
交通管制键,用于对十字路口进行交通管制。有五种模式:东西、南北干道红灯;东西红灯,南北绿灯;东西绿灯,南北红灯;东西绿灯,南北绿灯;东西黄灯,南北黄灯。
仿真电路图
原理图及PCB
洞洞板实物图
仿真结果分析
在交通灯实物中,是竖着操作,纵向为南北;在仿真电路图中,从正视看纵向为东西,从左边斜着看和实物是一样的。因此,实物和仿真是一一对应的!
加载“基于毕业51单片机的交通灯设计.hex”文件到单片机,点击运行,交通灯开始工作(二极管显示红、黄、绿三色灯,LED显示倒计时)。
在程序里我们设置,东西主干道绿灯通行时间为15S,南北支干道通行时间为10S。系统自动进入状态S1:东西主干道绿灯亮,南北支干道红灯亮。
可以看出,东西主干道绿灯通行时间为15S,南北支干道红灯等待时间为15S。东西、南北干道LED倒计时12S后,系统进入S2状态:东西主干道黄灯闪烁3S,南北支干道红灯。
3S后,系统进入S3状态:东西主干道红灯,南北绿干道绿灯,通行时间为10S。仿真结果如下所示。
7S后,系统进入S4状态:南北干道黄灯闪烁3S,东西干道仍为红灯。然后进入S1状态,不断循环。
按下“设置”键后,系统进入设置模式,通过“加”键和“减”键设置东西干道绿灯通行时间。再次按下“设置”键,可以设置南北干道通行时间。通行时间设置完成后,再次按下“设置”键,系统回到运行状态。
从上图看出,东西主干道通行时间由原来的15S设置为16S。可以通过“交通管制”键,对交通灯系统进行管制。
部分C代码
u8 Key_Scan()
{ static u8 key_up=1;//按键按松开标志if(key_up&&(Key1==0||Key2==0||Key3==0||Key4==0)){delay_1ms(10);//去抖动 key_up=0;if(Key1==0) return 1;else if(Key2==0)return 2;else if(Key3==0)return 3;else if(Key4==0)return 4;}else if(Key1==1&&Key2==1&&Key3==1&&Key4==1)key_up=1; return 0;// 无按键按下
}uchar flag_s;
uchar menu_1;//纵横加减标示/********************设置函数*****************/
void key_with()
{if(key_can == 4) //交通管制按键{flag_jdgz ++;if(flag_jdgz > 5)flag_jdgz = 0; if(flag_jdgz == 1) // 全部亮红灯 {dx_red = 0; //亮 nb_red = 0; //亮 dx_green = 1; //灭dx_yellow = 1; //灭nb_green = 1; //灭nb_yellow = 1; //灭 }if(flag_jdgz == 2) // 东西绿灯 南北红灯{dx_red = 0; //亮 nb_green = 0; //亮dx_green = 1; //灭dx_yellow = 1; //灭nb_red = 1; //灭 nb_yellow = 1; //灭 }if(flag_jdgz == 3) // 南北绿灯 东西红灯{dx_green = 0; //亮nb_red = 0; //亮 dx_red = 1; //灭 dx_yellow = 1; //灭nb_green = 1; //灭nb_yellow = 1; //灭 }if(flag_jdgz == 4) // 南北绿灯 东西绿灯{dx_green = 0; //亮nb_green = 0; //亮dx_red = 1; //灭 dx_yellow = 1; //灭nb_red = 1; //灭 nb_yellow = 1; //灭 }if(flag_jdgz == 5) // 南北黄灯 东西黄灯{dx_red = 1; //灭 dx_green = 1; //灭nb_red = 1; //灭 nb_green = 1; //灭nb_yellow = 0; //亮 dx_yellow = 0; //亮}}if(key_can == 1) //设置键{menu_1 ++;if(menu_1 >= 3){menu_1 = 0;}}if(menu_1 == 1) //设置东西的时间{if(key_can == 2){dx_time ++ ; //加1if(dx_time > 99)//时间最大值为99sdx_time = 99;}if(key_can == 3){dx_time -- ; //减1if(dx_time <= 5)//时间最小值为5sdx_time = 5;}dis_smg[0] = DisplayOther[2] ; //显示为Bdis_smg[1] = DisplayOther[2] ; //显示为Bdis_smg[2] = smg_du[(dx_time-1) % 10] ; //显示东西设置的时候dis_smg[3] = smg_du[(dx_time-1) / 10] ; }if(menu_1 == 2) //设置南北的时间{if(key_can == 2){nb_time ++ ; //加1if(nb_time > 99) //时间最大值为99snb_time = 99;}if(key_can == 3){nb_time -- ; //减1if(nb_time <= 5)//时间最小值为5snb_time = 5;}dis_smg[0] = smg_du[(nb_time-1) % 10] ; //显示为Adis_smg[1] = smg_du[(nb_time-1) / 10] ; //显示为Adis_smg[2] = DisplayOther[2] ; //显示东西设置的时候dis_smg[3] = DisplayOther[2] ; } }
分享的资源有
(1)基于51单片机的交通灯系统毕业设计论文完整版;
(2)Proteus仿真文件;
(3)Keil C程序文件;
(4)参考资料;
(5)Visio流程图;
(6)PCB文件及原理图;
(7)元器件介绍及清单;
(8)参考设计1:基于单片机的交通灯设计(另一套交通灯设计)
资源截图如下
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