013 单片机带语音提示的交通灯控制系统样本

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本系统开发工具：单片机/汇编

本设计包含内容：源代码+毕业论文+开题报告+答辩稿

论文大概：

摘    要

随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。
本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来实现模拟交通灯控制。红、绿、黄交替闪亮,有倒计数提示；增加语音提示功能,可以为盲人的出行提供帮助,查询时可用语音播放路况；通过按键可以对系统参数和工作状态设置；为了系统稳定可靠采用了X5045“看门狗”芯片,避免了系统因为死机而停止工作的情况发生；本模拟控制器采用5V/4W电源供电,系统智能化高、实用性强、操作简单、扩展性强。

关键词：单片机交通灯控制器  语音控制

1.1            

1.2           Abstract

         Along with the social economy development, the municipal transportation question more and more arouses people's interest.The human, the vehicle, the road three relations coordinations, have become one of important questions which the traffic control department needs to solve.The municipal transportation control system is uses in the municipal transportation data monitor, the street-traffic control lights control and the transportation unblocking computer synthesis management system management system, it is in the modern municipal transportation monitoring command system the most important constituent.

        In recent years along with the technical rapid development, the monolithic integrated circuit application unceasingly was moving towards thoroughly, simultaneously led the traditional control examination to change with each new day the renewal.In the real-time examination and in the automatic control monolithic integrated circuit application system, the monolithic integrated circuit often is took a core part uses, the monolithic integrated circuit aspect knowledge is only insufficient, but also should act according to the concrete hardware architecture, as well as in view of the concrete application object characteristic software union, consummates.

        This system uses MSC-51 series monolithic integrated circuit AT89C51 and programmable parallel I/O connection chip 8255A is the central component realizes the simulation traffic light control.Red, green, yellow glistens in turn, has counts but actually the prompt; The increase voice prompt function, may provides the help for blind person's journey, when the inquiry the available pronunciation broadcast state of roads; Through the pressed key may to the system parameter and the active status establishment; Stable has used X5045 reliably for the system“the watch-dog”; the chip, avoided the system because of dying machine the knock off situation occurrence; This simulation controller uses the 5V/4W power source power supply high, the system intellectualization, the usability strong, the operation simple, extended.

Key words: MCU  Traffic light    Controller       Voice control

目       录

1          引言…………………………………………..………..……..……..……..5   

2          控制系统原理………………………………………………………..……..5

2.1  红绿灯显示过程………………………………………………..……..5

2.2        系统总框图……………………………………………………..…….6

2.3        系统工作原理…………………………………………………..……..7

3          控制器硬件设计……………………………………………………..……..8

3.1 芯片的选择与简介……………………………………………..……..8

3.1.1MSC-51芯片简介………………………………………..……..8

3.1.2 8255芯片简介…………………………………………..……..12

3.1.3X5045芯片简介………………………………………..……..13

3.1.4ISD2560芯片简介……………………………………..……..14

3.1.5其他器件………………………………………………..……..15

3.2  红绿灯显示电路设计………………………………………..……..15

3.3  时钟系统…………………………..………………………………..16

    3.3.1  时钟设置………………………………………………..……..16

    3.3.2时钟显示……………….. ……………………………………..17

3.4  按键电路……………………………………………………..……..18

3.5  语音提示系统………………………………………………..…….19

    3.5.1录音设计……………………………………………..……..20

    3.5.2放音设计……………………………………………..……..22

3.6  看门狗电路…………………………..…………………………..23

    3.6.1     看门狗电路工作原理………………………………..……..23

    3.6.2  X5045程序设计………………………………………..……25

    3.6.3  X5045的EEPROM地址分配…………………………..……29

4          控制器软件的设计…………………………………………………..……..29

4.1  软件流程图……………………………………………………..…….29

4.2  软件代码………………………………………………………..……..31

5         电路制作……………………………………………………………..…….31

5.1 电路实现的基本步骤……………………………………………..……..31

5.2 原理图的设计……………………………………………………..……..32

5.3 板图的生成………………………………………………. ……….……..32

5.4  元件清单…………………………………………………………..……..33

总结………………………………………………………..……………………….34

致谢 ………………………………………………………………………………34

参考文献………………………………………………………..…………………35

附录1…原理图

附录2…PCB图

附录3…软件代码

1        引   言

我国机动车辆发展迅速,而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后。道路拥挤、阻塞现象及交通事故常有发生。如何利用当今计算机与自动控制技术,有效地疏导交通,提高城镇交通路口的通行能力,提高车辆速度,减少交通事故是值得我们研究的新课题。
    交通灯是城市交通中的重要指挥系统,它与人们日常生活密切相关．随着人们生活水平的提高,对交通管制也提出了更高的要求,因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性,本文介绍的交通灯控制系统除具有一般的红绿灯显示功能外,还具有时间显示功能,以及倒计时功能,以方便人们的出行．此系统核心控制器是MCS一51系列单片机中AT89C51。文中就红绿灯显示系统、时钟系统、按键系统、语音提示系统、看门狗电路6个部分的软硬件分别做一介绍。

2   控制系统原理

2.1  红绿灯显示过程

   A、B两干道交于一个十字路口,见图2.1。各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换,且黄灯燃亮时间为A、B两干道的公共停车时间。设A道比B道的车流量大,指示灯燃亮的方案如表1。

                                   表1

此表1说明：

（1）当为黄灯时A、B两道同时为黄灯；以提示行人或车辆下一个灯色即将到来,时间3秒。       

（2）当A到为红灯,A 道车辆禁止通行,A 道行人可通过；B 道为绿灯,B 道车辆通过,行人禁止通行,时间为40秒。

（3）当A道绿灯,A 道车辆通行；B 道为红灯,B 道车辆禁止通过,行人通行时间为60秒。A道车流大通行时间长。

（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

（5）此表可根据车流量动态设定。

  图 2.1      十字路口交通指示灯示意图

2.2  系统总框图

   本系统选用AT89C51主控核心,外接语音电路,按键电路,看门狗电路,并功过8255扩展IO口,连接两位LED数码观显示电路和红绿灯显示电路。可以设计出系统总框图如下：

2.3  系统工作原理

（1）           开关s0控制系统工作模式,当s0=1即连到VCC时,为自动状态,根据设定的时间控制红绿灯自动燃亮；当s0=0,即接地时,为设置状态,可以通过p1口三个按键设置系统参数。

图 2.2   系统总框图

（2）           由单片机的定时器每秒钟通过P0口向8255的数据口送信息,由8255的PA 口显示红、绿、黄灯的燃亮情况；由8255的PB、PC口显示每个灯的燃亮时间。

（3）           单片机通过设置各个信号等的燃亮时间、通过8031设置,黄、绿、红时间依次为3秒、40秒、3秒、60秒、3秒循环由8031的P0口向8255的数据口输出。

（4）           8255 PB口用于输出时间的个位,PC口用于输出时间的十位；而PA 口用于输出各个灯的情况,它的末段连接双向晶闸管采用220V交流电压驱动。这里直接用发光二极管来模拟,省去晶闸管控制电路。

（5）           P0口与P2口连接ISD2560语音芯片,控制录音和放音。外带耳机和麦克风。

（6）           在交通控制程序中加入看门狗指令,当系统出现异常看门狗将发出溢出中断。通过专用端口输入到X5045看门狗芯片的WDI 引角引起RESET复位信号复位系统。并且X5045内带512×8位串行EEPROM,可以保存系统参数,使掉电后数据不易丢失。