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单片机原理及系统课程设计
评语： 考勤10分 守纪10分 过程30分 设计报告30分 答辩20分 总成绩（100分）
专 业： 自动控制 班 级： 控1103 姓 名： 李鑫 学 号： 201108926 指导教师： 李建国
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2014 年 1 月 15 日
单片机原理及系统课程设计报告
基于单片机的车辆闯红灯报警装置
摘 要
随着科学技术的发展，人民生活水平和城市现代化程度不断提高，我国的交通工具数量不断增长，城市交通网络正面临着巨大的挑战，交通事故频发，对人民的生命和财产造成了巨大的威胁，其中车辆闯红灯所造成的危害相当的巨大，为了减小车辆闯红灯所造成的危害以及能立即处理车辆闯红灯事件，此次单片机课程设计我设计了一款基于AT89C51的车辆闯红灯报警装置。
1 引言
1.1 设计目的
基于单片机的车辆闯红灯报警装置反应灵敏而且可靠性较高，同时由于采用的主要部件是单片机，所以其功耗较低。故在此次课程设计中，采用软件模拟的方法，实现车辆闯红灯报警的功能。
1.2 设计要求
设计合适的传感器，对红灯信号能采集，红灯信号采集之后分析是否有车辆越过停止线且处于移动状态，如有则通过声或光报警。
1.3 设计方法
采用2片AT89C51单片机、LED显示器为主要硬件，Proteus仿真软件设计和C语言编程方法实现车辆闯红灯报警装置的模拟，其中一片AT89C51用来控制交通灯的显示和计时，另外一片AT89C51用来采集红灯信号和车辆闯红灯信号，并将判断结果传回第一片单片机以控制其信号的显示，同时控制蜂鸣器发出报警信号。
2 设计方案及原理
按照系统设计要求，该系统分为两大模块：一个交通灯模块，用来产生红灯信号，并将红灯信号发送给另一个模块；一个车辆闯红灯信号采集模块。其中最重要的是闯红灯信号采集模块，该模块的作用如下：当接收到红灯信号时判断信号的方向，即是东西红灯信号还是南北红灯信号，再接着判断交通灯处于红灯时有无车辆从相应的方向通过，若有车辆通过就发出声音报警，实现闯红灯报警的功能。系统组成框图如图2-1所示。
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单片机原理及系统课程设计报告
电源电路复位电路主要AT89C51模块报警装置红灯信号闯红灯信号地磁线圈
图2-1 车辆闯红灯报警系统组成框图
3 硬件设计
3.1 主控模块AT89C51
单片机AT89C51在复位电路、晶振电路以及电源电路的共同作用下才能正常工作。具体硬件连接图如图3-1所示。（完整硬件连接图见附录1）
图3-1 复位电路、晶振电路与单片机之间的连线图
3.2 LED显示模块
LED数码管的段控和位选的引脚分别与AT89C51的相连，将各灯光的亮灯时间显示出来。为提高显示亮度，在此用上拉电阻（排阻）作为段控输出驱动。具体的硬件连接图如图3-2所示。（完整硬件连接图见附录1）
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图3-2 LED显示模块
3.3 灯光显示模块
利用单片机内部的定时器控制亮灯时长，当P2口的相应位置为高电平时，发光二极管就点亮，并利用不同颜色的发光二极管表示实际交通灯中的灯色。具体硬件连接图如图3-3所示。（完整硬件连接图见附录1）
图3-3灯光显示模块
3.4 灯光采集及报警模块
AT89C51通过外部中断接收到红灯信号后调用中断函数，判断此时有无车辆驶过，若有车辆闯红灯，系统就会启动报警装置，同时还会向交通灯模块发出中断请求，封闭交通以方便交警处理违章事故。具体硬件连接图如图3-4所示。（完整硬件连接图见附录1）
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