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單片機交通燈畢業設計報告（精選7篇）
在日常生活中，交通燈是一項必不可少的公共設施，可以維護道路的暢通和交通的秩序。如若交通燈發生故障，那么后果可想而知。因此，交通燈的正常工作就顯得尤為重要。由于交通燈對于公共安全的重要性，本文基于51單片機模擬雙向交通燈的設計。下面是小編整理的單片機交通燈畢業設計，歡迎來參考！
單片機交通燈畢業設計報告 1
一、交通燈的設計要求
雙向交通燈紅、黃、綠燈對應相同，紅燈5s，黃燈1s，綠燈5s。當有急救車到達時，雙向交通信號為全紅，以便讓急救車通過。假定急救車通過路口時間為10s，急救車通過后，交通燈恢復中斷前狀態。
二、AT89C51單片機的中斷系統介紹
計算機系統中止當前的正常工作，轉入處理突發事件，等到突發事件處理完畢之后，再回到原來被中斷的地方，繼續原來的工作，這樣的整個過程稱為中斷。能夠實現這種功能的部件稱為中斷系統。產生中斷請求的事件稱為中斷源。其中AT89C51單片機具有5個中斷源，在本次設計中我們采用的是外部事情中斷請求源0，以及T1計數溢出事情中斷請求這兩個中斷源。
三、AT89C51單片機的定時/計數器介紹
在單片機中，通常計數器和定時器設計成一個部件――計數器，當計數脈沖的周期一定時，計數器就作為定時器，定時時間就是計數器計數次數和計數脈沖周期的乘積。在此我們采用的就是計數器的這個定時功能。
四、交通燈的硬件電路搭建
本次設計的硬件電路搭建如圖1。兩路交通燈的6個燈依次接在51單片機P1口的P1.0到P1.5，另外在單片機的P3.2口接一個按壓式開關作為救護車到來時的中斷源。
五、交通燈的'軟件編程設計
中斷部分的程序設計。首先，應將51單片機中中斷允許寄存器IE的EA位設為1，這代表允許中斷源向CPU申請中斷，即CPU開放中斷。同時將IE的EX0位設為1，這代表允許外中斷0向CPU申請中斷。這樣的話，當救護車來的時候，可以借此發出中斷請求。接下來，應將定時器控制寄存器TCON的IT0位設為1，這代表外部中斷0的觸發方式選擇為邊沿觸發方式。由于筆者采用了按壓式的開關作為中斷的發出方式，這樣會產生一個脈沖，因此應當選擇邊沿觸發方式。定時部分的程序設計。首先，應將控制寄存器TCON的TR1位置1，啟動定時器T1計數。接下來，應將方式寄存器TMOD的值設為0x01，使得定時器T1工作在方式1，即16位定時/計數方式。然后，由于計時器的定時周期是1s，筆者使用定時/計數器T1精確定時50ms，則20次50ms中斷時，定時時間就是1s。在定時器中斷部分，筆者采用的是查詢方式，即CPU不斷查詢TF1的狀態，當TF1為1時，表示50ms定時已到，在主程序中判斷是否20次50ms定時已到，如是，則時間恰好為1s。同時TF1位軟件清0。根據公式，當定時時間為50ms時，計數初值應為15536，換算成十六進制是3CB0H，即計數器T1中TL1的初值為B0H；TH0的初值為3CH。當救護車到來時，雙向交通燈置紅，即將雙向交通燈的紅燈所對應的P1口位置1，其他位清0即可。時間長短的設置方法同上。最后，由于雙向交通燈紅燈5s，黃燈1s，綠燈5s，共11個狀態，我們利用switch語句為這11個狀態分別設置相應P1口的值，再利用一個循環即可。
六、結語
在機動車數量激增的今天，車輛擁堵、交通崩潰的現象還是時有發生的。其原因多半是交通燈時長設置的不合理，抑或無法根據一天之內不同時間的車流狀況，對交通燈的狀態進行調整。因此，合理地設計交通系統，同時對于交通燈的適當調試無疑將會派上很大用場。
單片機交通燈畢業設計報告 2
一、綜述本課題國內外研究動態，說明選題的依據和意義
當今社會，隨著日益增長的社會發展，人們對于社活的水平也日益提高，不僅在物質享受方面有所提高，在精神享受方面也逐漸增長。最明顯的就是汽車的增長。現在幾乎每戶人家都有一輛汽車，以至于道路經常堵塞，頻繁出現交通事故。由于這種狀況的出現，這就要求能有效的管理交通，其中十字路口的交通燈起著巨大的作用。因此，交通燈的有效控制能較好的緩解當前的交通堵塞壓力。一般的交通燈只有四盞紅綠燈，紅燈禁止，綠燈通行。較好的交通燈不僅有紅黃綠燈，還有可以讓行人通行的行人路燈以及顯示通行方向和時間的顯示器。其中主干道為雙向的交通線路，垂直的輔路可供行人行走。主干道上的紅綠燈指揮車輛的行駛，輔路上的紅綠燈指揮行人的通行與禁止。但是這種交通燈還是不能滿足當前的交通狀況，要使車輛和行人能有條不紊的通行，就需要交通燈能根據車流量自動的調節時間，這樣就可以提高通行的效率。目前國內有一種新型的無線十字路口交通燈智能感應控制系統，該系統的主機通過無線模塊通信得到各方向從機采集的公路車輛實時流量信息并計算出十字路口交通動態配時。該系統突破了傳統固定配時模式，大大提高了十字路口車輛通行效率，緩解了交通阻塞，具有實際應用前景。
本設計采用51系列單片機設計智能交通燈，該系統由8051單片機、交通燈顯示、LED倒計時、車輛檢測及調整、違規檢測、緊急處理、時間模式手動設置等模塊組成。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、車流量檢測及調整、交通異常狀況判別及處理等相關功能。理論證明該系統能夠簡單、經濟、有效地疏導交通，提高交通路口的通行能力。
單片機是一種廣泛應用的微處理器技術。單片機具有種類繁多、價格低、功能強大和擴展能力強等優點。隨著第一代4位單片機的誕生，在短短三十幾年時間中，單片機產品不斷更新，其發展大致經歷了4個階段。
（1）4位單片機時代
第一階段是4位單片機時代（1970年—1974年），這時的單片機已經包含多種I/O接口，如并行接口、A/D和D/A轉換接口等。這些豐富的I/O接口使得4位單片機具有很強的控制能力。主要用于收音機、電視機和電子玩具等產品中。
（2）低中檔8位單片機時代
第二階段是中檔8為單片機時代（1974年—1978年），Intel公司的MCS-48系列單片機是主要的代表產品。這時的單片機內部集成了8位CPU、多個并行I/O口、8位定時器/計數器、小容量的RAM和ROM等。這種單片機中沒有集成串行接口，操作仍比較簡單。
（3）高檔8位單片機時代
第三階段是高檔8位單片機時代（1978年—1983年），以Intel公司的MCS-51系列為典型代表。此時的單片機性能比前一代產品有明顯提高，其內部增加了串行通信接口，具備多級中斷處理系統，將定時器/計數器擴展為16位，并且擴大了RAM和ROM的容量等。這類單片機功能強，應用范圍極廣，至今仍有一定的應用市場。
（4）增強型單片機時代
第四階段是增強型單片機時代及16位單片機時代（1983年—至今）。這一階段出現了許多新型的8位增強型單片機，其工作頻率、內部存儲器等都有很大的提升，例如PIC系列單片機、ARM系列單片機、AVR系列單片機、C8051F系列單片機等。另外有些集成電路廠商還推出了16位單片機，甚至32位單片機，其功能越來越來強大，集成越來越來高。
總的來說，現在的單片機產品非常豐富，但4位、8位、16位單片機均有其各自的.應用領域。例如4位單片機在一些簡單的家電和玩具使用中使用，8位單片機在中、小規模電子設計領域中占主流，而高性能的16位單片機在比較復雜的控制系統中得到應用。
目前51系列單片機以其高性能、高速度。體積小、價格低廉、可重復編程和方便功能等優點，在市場上得到廣泛的應用。其主要應用于如下幾個領域：
①家電產品及玩具。由于51系列單片機價格低、體積小、控制能力強、功能擴展方便等優點，使其廣泛應用于電視、冰箱、洗衣機、玩具、家用防盜報警器等方面。
②機電一體化設備。機電一體化設備是指將機械技術、微電子技術和計算機技術結合在一起，從而產生具有智能化特性的產品，它是現代機械及電子工業的主要發展方向。單片機可以作為機電一體化產品的控制，從而簡化原機械產品的結構，并擴展其功能。
③智能測量設備。以前的測量儀表體積大、功能單一，限制了測量儀表的發展。采用單片機改造各種測量控制儀表，可以使其體積減少、功能擴展，從而產生新一代的智能化儀表，如各種數字萬用表、示波器等。
④自動測控系統。采用單片機可以設計各種數據采集系統、自適應控制系統等。例如溫度的自動控制、電壓電流的數據采集。
⑥計算機控制及其通信技術。51系列單片機都集成有串行通信接口，可以通過該借口和計算機的串行接口進行通信，實現計算機的程序控制和通信等。
在51系列單片機中的AT89S51是一個低功耗、高性能CMOS8位單片機，片內含4KBISP（In-systemprogrammable）的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲其，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構。功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。
AT89S51具有如下特點：40個引腳，4KBFlash片內程序存儲器，128B的隨機存取數據存儲器RAM，32個外部雙向輸入/輸出I/O口，5個中斷優先級，2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數器，2個全雙工串行通信口，看門狗WDT電路，片內時鐘振蕩器。
基于51系列單片機具有如此強大的功能、廣泛的用途和AT89S51的特點，本設計采用AT89S51單片機來設計交通燈，實現真正的智能化控制，解決當前的交通問題，保證交通線路的暢通無阻，改善交通網絡提高城市的工業文明水平，減少交通事故的發生，保障人身安全，延伸生命通道。
二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：
設計一個基于單片機的智能交通燈。主要有以下幾個問題要解決：
①AT89S51單片機的內部結構、存儲結構、并行I/O接口、時鐘電路、中斷系統等其他功能。
②測量車流量傳感器的工作原理及其選用型號，數碼顯示管的接口。
③編寫程序。
④模擬仿真。
⑤做出實物，驗證結果。
三、研究步驟、方法及措施：
1.設計一個總體框架，列出所需器件。
2.深入研究AT89S51單片機的工作原理。
3.研究傳感器工作原理以及相關顯示器的工作原理及其接口。
4.編寫程序，進行模擬仿真，并做出實物。
如遇到問題參考相關書籍、向指導老師請教或者上網查詢。
四、參考文獻
[1]李萍，張池，張勃.AT89S51單片機原理、開發與應用實例[M].北京：中國電力出版社，2008.
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[4]蔡美琴，張為名，何金兒，毛敏，陶正蘇，毛義梅.MCS-51系列單片機系統及其應用[M].北京:高等教育出版社，1990.
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單片機交通燈畢業設計報告 3
一、設計背景與目的
隨著城市交通流量的`不斷增加，高效的交通燈控制系統成為保障道路暢通的重要手段。本設計基于 51 單片機，開發一套基礎交通燈控制系統，實現十字路口紅綠黃燈的自動切換，旨在掌握單片機編程與外圍電路設計的基本原理，為復雜交通燈系統開發奠定基礎。
二、總體設計方案
核心控制器：選用 STC89C52 單片機，性價比高且編程靈活，適合入門級設計。
顯示模塊：采用 LED 燈模擬交通信號燈，紅、綠、黃燈各 2 組（對應東西、南北方向）。
計時模塊：通過單片機內部定時器實現倒計時功能，采用 4 位七段數碼管顯示剩余時間。
電源模塊：使用 5V 直流電源供電，確保各模塊穩定工作。
三、硬件設計
單片機最小系統：包括晶振電路（11.0592MHz）、復位電路（按鍵復位），為單片機提供基本工作條件。
LED 驅動電路：通過三極管（8050）放大電流驅動 LED 燈，避免單片機 I/O 口過載，電路中串聯限流電阻保護 LED。
數碼管顯示電路：采用動態掃描方式控制 4 位數碼管，通過 74HC573 鎖存器擴展 I/O 口，減少單片機資源占用。
四、軟件設計
主程序流程：初始化后進入循環，依次執行東西紅燈 / 南北綠燈、東西紅燈 / 南北黃燈、東西綠燈 / 南北紅燈、東西黃燈 / 南北紅燈的切換邏輯，每個狀態對應固定時長（如綠燈 30s、黃燈 5s、紅燈 35s）。
定時器中斷：利用定時器 0 實現 1ms 定時中斷，累計計時達到 1s 時更新數碼管顯示，同時判斷是否到達狀態切換時間。
數碼管驅動函數：通過位選和段選信號控制數碼管顯示，將十進制時間轉換為 BCD 碼輸出。
五、系統測試
功能測試：通電后，交通燈按預設邏輯切換，數碼管準確顯示剩余時間，各狀態切換無卡頓。
穩定性測試：連續運行 24 小時，系統無死機、亂碼現象，計時誤差小于 1s。
六、結論與展望
本設計實現了基礎交通燈控制功能，硬件電路簡單可靠，軟件邏輯清晰。后續可增加行人請求、車流量檢測等功能，提升系統的實用性。
單片機交通燈畢業設計報告 4
一、設計背景與目的
傳統交通燈多采用固定時長控制，難以滿足行人過馬路的即時需求。本設計在基礎交通燈系統上增加行人請求功能，通過按鍵觸發行人綠燈，提高道路通行的'靈活性與安全性，深化對人機交互與中斷處理的理解。
二、總體設計方案
核心控制器：沿用 STC89C52 單片機，兼容基礎系統設計。
新增模塊：行人請求按鍵（東西、南北方向各 1 個）、行人綠燈 LED 及提示音模塊（蜂鳴器）。
控制邏輯：無請求時按固定時序運行；收到請求后，當前周期結束后插入行人綠燈時間（15s），期間機動車燈保持紅燈。
三、硬件設計
按鍵電路：采用獨立按鍵，通過上拉電阻連接至單片機 I/O 口，按下時輸入低電平，觸發外部中斷 0 和 1。
蜂鳴器驅動：通過三極管驅動有源蜂鳴器，行人綠燈亮時發出提示音（1kHz，持續 2s），提醒行人注意。
四、軟件設計
中斷處理：外部中斷 0（南北行人請求）和中斷 1（東西行人請求）觸發后，設置請求標志位，主程序檢測到標志位后執行行人優先邏輯。
狀態切換優化：當多個請求同時到來時，采用排隊機制，按請求順序依次響應，避免沖突。
計時調整：行人綠燈期間，數碼管顯示剩余行人通行時間，結束前 3s 蜂鳴器間隔報警。
五、系統測試
請求響應測試：按下行人按鍵后，系統在當前周期結束后準確切換至行人綠燈，響應延遲小于 1s。
沖突處理測試：同時觸發兩個方向請求，系統按先后順序響應，無邏輯混亂。
六、結論與展望
本設計實現了行人與機動車的協調控制，中斷處理機制高效可靠。未來可采用紅外傳感器替代按鍵，自動檢測行人 presence，進一步提升智能化水平。
單片機交通燈畢業設計報告 5
一、設計背景與目的
城市主干道多由多個交叉路口組成，單一路口控制易導致交通擁堵。本設計采用 STM32F103 單片機，實現 2 個相鄰路口的交通燈協調控制，通過同步時序減少車輛啟停次數，深入學習高性能單片機的多任務處理與通信技術。
二、總體設計方案
核心控制器：STM32F103C8T6，具備豐富的 I/O 口和定時器資源，支持串口通信。
系統架構：主路口與從路口各一套交通燈模塊，通過 RS485 總線實現數據通信，主路口統一協調時序。
協調邏輯：主路口綠燈亮起 5s 后，從路口綠燈亮起，形成 “綠波帶”，使車輛能連續通過兩個路口。
三、硬件設計
通信電路：主從路口通過 MAX485 芯片實現 RS485 通信，傳輸速率 9600bps，確保時序同步精度。
顯示與控制：每個路口采用 LED 點陣屏顯示倒計時，替代傳統數碼管，支持更豐富的`信息展示。
四、軟件設計
主從通信協議：主路口定時發送同步信號（包含當前狀態與剩余時間），從路口接收后調整本地時序，偏差超過 2s 時強制同步。
多任務調度：使用 FreeRTOS 實時操作系統，將交通燈控制、通信、顯示等功能封裝為獨立任務，優先級按重要性排序。
故障處理：通信中斷時，從路口自動切換至本地固定時序，避免系統癱瘓。
五、系統測試
同步精度測試：主從路口狀態切換偏差小于 500ms，滿足協調控制要求。
通信可靠性測試：模擬線路干擾（插拔接頭），系統恢復通信后 10s 內重新同步。
六、結論與展望
本設計實現了多路口協調控制，STM32 的高性能滿足了復雜邏輯需求。后續可擴展至更多路口，結合 GPS 定位實現動態綠波帶調整。
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一、設計背景與目的
傳統交通燈全天保持高亮，存在能源浪費問題。本設計引入光照傳感器和車流量檢測，實現交通燈亮度自適應調節與夜間黃燈閃爍模式，降低能耗的`同時保證行車安全，探索嵌入式系統在節能領域的應用。
二、總體設計方案
核心控制器：STC89C52 單片機，成本低且滿足控制需求。
節能模塊：
光照傳感器（BH1750）：檢測環境亮度，自動調整 LED 亮度（強光下 100% 亮度，弱光下 50%，夜間 20%）。
紅外對管傳感器：安裝在路口停車線，檢測車輛存在，無車時縮短綠燈時長（從 30s 減至 15s）。
夜間模式：23:00-5:00 自動切換為黃燈閃爍，提醒車輛減速慢行。
三、硬件設計
傳感器接口：BH1750 通過 I2C 總線與單片機通信，紅外對管輸出信號經比較器（LM393）整形后輸入單片機。
LED 調光電路：采用 PWM（脈沖寬度調制）技術，通過改變單片機輸出脈沖的占空比調節 LED 亮度。
四、軟件設計
亮度調節算法：根據 BH1750 采集的光照值（0-65535lux），分 3 檔設置 PWM 占空比（100%、50%、20%）。
車流量檢測邏輯：連續 3 個檢測周期（每個周期 2s）無車時，觸發綠燈縮短機制；檢測到車輛后恢復默認時長。
時間管理：通過實時時鐘模塊（DS1302）獲取當前時間，判斷是否進入夜間模式。
五、系統測試
節能效果測試：與傳統系統相比，日均能耗降低約 40%（按 12 小時光照、12 小時弱光計算）。
適應性測試：光照變化時，LED 亮度在 1s 內完成調整；車流量變化時，綠燈時長響應及時。
六、結論與展望
本設計通過智能化控制實現了顯著節能，傳感器的引入提升了系統的環境適應性。未來可結合太陽能供電，進一步減少對電網的依賴。
單片機交通燈畢業設計報告 7
一、設計背景與目的
交通燈故障可能導致交通事故，傳統系統缺乏實時監測機制。本設計增加故障檢測功能，對 LED 燈損壞、線路短路等問題進行診斷并報警，提高系統可靠性，掌握嵌入式系統的故障診斷方法。
二、總體設計方案
核心控制器：STM32F103 單片機，具備更強的運算能力和外設接口。
故障檢測模塊：
LED 故障檢測：通過檢測 LED 回路電流（串聯采樣電阻，經 ADC 轉換）判斷燈是否損壞（斷路時電流為 0，短路時電流異常增大）。
電源監測：通過電壓傳感器（LM2596-ADJ）實時監測供電電壓，超出 5V±0.5V 范圍時報警。
報警輸出：蜂鳴器聲光報警 + GSM 模塊（SIM800L）發送故障短信至管理人員手機。
三、硬件設計
電流檢測電路：每個 LED 回路串聯 0.1Ω 采樣電阻，電壓信號經運算放大器（OP07）放大后輸入 STM32 的 ADC 接口。
GSM 模塊接口：SIM800L 通過 UART 與單片機通信，支持短信發送功能，需外接天線和 SIM 卡。
四、軟件設計
故障診斷流程：系統每 5s 進行一次全面檢測，包括：
讀取各 LED 回路電流值，與正常范圍（5-20mA）對比，超出則判定為故障。
讀取電源電壓值，判斷是否在正常區間。
檢測到故障后，記錄故障類型、時間，觸發報警。
報警優先級：電源故障（最高級）> 多燈同時損壞 > 單燈損壞，優先級高的`故障優先報警。
自恢復機制：檢測到輕微故障（如接觸不良導致的瞬間斷路）時，嘗試重新驅動 LED，無效則判定為永久故障。
五、系統測試
故障檢測準確率：人為模擬 10 種故障（如紅燈斷路、綠燈短路、電壓過低等），系統均能準確識別并報警，響應時間小于 3s。
報警可靠性：故障發生后，蜂鳴器即時報警，GSM 模塊在 10s 內成功發送短信（測試環境下）。
六、結論與展望
本設計實現了交通燈的實時故障監測與報警，提高了系統的維護效率。后續可增加遠程控制功能，允許管理人員通過短信遠程復位或臨時控制交通燈。
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