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）

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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1
            if(dx_time > 99)//时间最大值为99s
                dx_time = 99;
        }
        if(key_can == 3)
        {
            dx_time -- ;        //减1
            if(dx_time <= 5)//时间最小值为5s
                dx_time = 5;
        }
        dis_smg[0] = DisplayOther[2] ;  //显示为B
        dis_smg[1] = DisplayOther[2] ;  //显示为B
        dis_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1
            if(nb_time > 99)    //时间最大值为99s
                nb_time = 99;
        }
        if(key_can == 3)
        {
            nb_time -- ;        //减1
            if(nb_time <= 5)//时间最小值为5s
                nb_time = 5;
        }
        dis_smg[0] = smg_du[(nb_time-1) % 10] ; //显示为A
        dis_smg[1] = smg_du[(nb_time-1) / 10] ; //显示为A
        dis_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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