基于单片机的简易交通信号灯设计与实现毕业设计论文

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1、桂林理工大学博文管理学院《单片机应用实践》《电子设计与应用实践》基于单片机的简易交通信号灯设计与实现2015年9月摘要木文介绍丫~种基于单片机控制的交通信号灯的控制系统。该系统采用MSP430G2553单片机为核心，以LED灯作为交通灯红、黄、绿三色灯用发光二极管作为模拟交通信号灯，可以模拟各种道路交通灯控制情况。关键词：交通信号灯；单片机；LED灯目录1棚觀42项目分析和系统设计43餅设计43.1单片机选型模块43.2LED流水灯模块53.3功能模式选择模块64耕没il.74.1•主辦74.2子程

2、序85斜充谢式85.1硬件调试85.2程序调试85.3联合调试106127项H演练错误！未定义书签。8棚益、结■12附录1电路设计原理閔（参考）14附录2PCB设计原理

3、冬

4、（参考）15附录3关键私!:序（参考）16基于单片机的简易交通信号灯设计与实现1项目要求本项目花样流水灯采用MSP430单片机为控制器件，用于交通信号的输出，此交通信号灯共宥12盏灯，分3盏灯一组分别控制网个路I」。（1）设计一个交通信号灯控制器，由两条主干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，

5、绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶屮的车辆有吋间停在禁行线外。（2）在每次士绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆宥时间停到禁行线外。2项目分析和系统设计木系统分为硬件和软件模块。硬件上我们打算在单片机的不同的i/o中装上一个LH）灯來进行对信号灯进行控制。在程序方而，首先对msp430的i/o口进行的定义和设置，然后在去定义了一个delay进行延时功能，在用一个switch循环来使得流水灯不断的循环亮灭。3硬件设计本系统采用MSP430单片机为控制核心进行设计，该LED灯系统

6、共可分为两个模块：单片机选型模块和交通信号灯模块。PowerMCUMSP430G2553>交通信号灯图3-1系统原理框图3.1单片机选型模块MSP430单片机是16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，只有简洁的27条内核指令，大量的指令则是模拟指令：众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。图3-2单片机选型模块3.2交通信号灯模块耍实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1〜LED8依次按照交通信号规则点亮、熄灭，12盏灯就可以按

7、照交通信号灯的方式进行闪烁了。在此我们还应注意一点，屮于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的吋间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到其效果了。且每一个LED灯于一个电附串联。电阻的作用就是对通过LH）灯的电流进行一定的限制起到去LH）灯进行的保护作用。使得芄在高电压的吋候使得LED在电阻的保护下不会烧坏。此阁为共阴极接法，因此当LED.RED给高电T“l”时LED_KED亮；当LED_RED给低电平“0”时，LEDRED灭。OXDLBMLB04LBO3:LBOCI

8、KR*ITk«iiu»i：LIOCIXL£OCVU«lIKIKK*XmIIK图3-4交通信号灯模块图如图3可知此原理图的LED灯为共阴极的接法，因此我们只要给它一个高电平就能点亮此LH）灯。3.3功能模式选择模块此设计宥6种功能模式可以选择：（1）初始化后，执行8个LED灯从右至左逐次点亮，每隔0.2s亮一个LED灯，直到8个LED灯全亮，再从左至右依次熄灭直到全

9、灭，以此循环；（2）当按下按键后，执行8个LH）灯从右至左每隔0.2s逐-亮灭，直到点亮最左边一个灯后再从左至A每隔0.2s逐一亮火，以此循环；功能（1）:南北通行:功能（2）:东丙通行：北§•西•00西东•OO东§•功能（3）:路口警示oeo东oeo图3-5交通信号灯的功能示意图4软件设计4.1主程序本系统整体工作主要由单片机程序控制实现，其工作过程为：对端口进行初始化，在主程序中用不同的端U定义分别来点亮LED灯。再用延时程序来实现每一个LED的亮灭。程序整体框架如下图5所示。幵始f>端口初始化

10、/主程序f点亮LED/延时程序—/返回3图4-1程序整体框架图4.2子程序一个完整的程序是由一个主程序和若干个子程序组成。在一个加工程序中，如果其屮有些加工内容完全相同或相似，为了简化程序，可以把这些重复的程序段单独列出，并按一定的格式编写成子程序。主程序在执行过程屮如果需要某一了程序，通过调用指令来调用该了程序，了程序执行完后乂返冋到主程序，继续执行后面的程序段。本系统中所使用的子程序都是比较简单的，用for语句实现循环之后再使用延吋函数进行延吋。5系统调试本单片机