基于AT89C51單片機的交通燈控制系統設計與模擬

ID:271890 · 發表于 2018-1-8 14:37

電子設計系統作品

基于AT89C51單片機的交通燈控制系統設計與模擬

[摘要]：

本系統以AT89C51為控制核心，由矩陣鍵盤輸入，LED倒計時、交通燈顯示等模塊組成，模擬了一個交通燈控制系統。系統除基本交通燈功能外，還具有通行時間手動設置、可倒計時顯示、急車強行通過、狀態切換等相關功能。

1作品功能

狀態1 狀態2

狀態3 狀態4

系統功能圖

本系統以AT89C51為控制核心，正常狀態下實現四種狀態的依次切換，狀態1南北直行，通行時間20S,狀態2南北向左右通行，東西向右通行，通行時間30S.狀態3東西直行，通行時間20S,狀態4東西向左右通行，南北向右通行,通行時間30S。

通過按鍵可以實現倒計時時間的停止和啟動，并對時間進行修改。設置兩個特殊按鍵可以切換到狀態1和狀態3，目的是為了在東西或者南北車流量比較少的情況下優先放行車流量多的方向。切換不進行直接切換，有一個閃爍切換按鍵，如果這個按鍵按下，黃燈閃爍顯示5秒，然后接受按鍵輸入切換到狀態1或者狀態3，后面狀態的變化依次進行,狀態4完畢后轉回執行狀態1.如果沒有按鍵按下，那么黃燈倒計時到0，系統自動切換到下一狀態。另外設置一個急車強行通過鍵，按鍵按下之后，系統對當前的狀態和倒計時時間進行保留，四個方向顯示紅燈，倒計時時間20S。狀態執行完之后，對原通行狀態和時間返回接著執行。

2硬件設計

系統框圖

2.1顯示模塊

數碼管顯示模塊

單片機I/O口通過反相器和數碼管的數據口和選通口直接相連，由于人的視覺暫留效應，通過定時器進行動態掃描，使數碼管顯示數字。

2.2輸入模塊

矩陣鍵盤輸入模塊

對按鍵的掃描盡可能不放在主循環里一直檢測，放在定時器里面，經過一定的時間掃描一次或者把四個輸入口線接一個四輸入與門接入外部中斷，有按鍵按下才開始進行鍵值的掃描。

2.3交通燈模塊

交通燈顯示模塊

交通燈通過反相器接到單片機I/O口，單片機輸出高電平燈亮，反相器具有防止過大的電流倒灌進單片機的作用。

2.4電源模塊

電源模塊

通過7805芯片的降壓作用，將12V電壓轉化為5V輸入到單片機供電。

3軟件設計

程序流程圖

在沒有按鍵按下的情況下，系統將按正常狀態進行循環顯示，從狀態1到狀態4，再回到狀態1.按鍵0~9為時間設定鍵，鍵值為10的鍵暫停定時器的計時，11對定時器進行啟動。按鍵12切換到急車強制通行狀態，按鍵13切換到狀態1，即南北向行駛狀態，按鍵14切換到狀態3，即東西向行駛狀態。最后一個按鍵為提示切換鍵，按下這個鍵可以接受轉換到狀態1和3，如果沒有按下這兩個鍵，那么在5S后自動切換到下一狀態。