基于MSP430交通灯控制系统的设计与实现

论文总字数：32598字

摘 要

城市的十字路口，车流量巨大，但仍然显得秩序井然，靠的是交通信号灯的自动指挥系统。一个优秀的交通灯控制系统，将给道路拥挤、治理违章等方面给予技术创新。基于MSP430单片机的交通灯控制系统是以MSP430F149单片机为路口控制核心、单色和双色LED作为显示、两位数码管作为倒计时，以及一块点阵屏作为方向指示的一种电子产品。MSP430F149单片机为控制核心，能实时的进行控制；由于LED有高节能、安全性高、寿命长、快速响应、运行成本低等优点，所以用来显示很合理；74HC573驱动电路用于对LED的驱动；该系统可以长时间稳定的运行，可用于各种状况下的十字路口，进行自动的交通控制。由于接口众多，可以很方便的进行扩展升级。本设计中充分利用了单片机内部资源，涉及到了按键控制、数码管显示、定时/计数器、中断系统、串口通信等。

关键词：交通灯；MSP430单片机；数码管；LED

Design and implementation of traffic light control system

based on MSP430

Abstract

At the crossroads of the city, the traffic is huge, but it is still orderly, relying on traffic lights automatic command system. An excellent traffic light control system, will give road congestion, governance and other aspects of technical innovation. Traffic light control system based on MSP430 MCU is based on MSP430F149 microcontroller as the control core, and the intersection of monochrome two-color LED as display, two digital tube as the countdown, and a dot matrix screen as the direction indicator for electronic products. MSP430F149 microcontroller as control core, real-time control; because LED has high energy saving, high safety, long service life, fast response, low cost and other advantages, so to display very reasonable; 74HC573 drive circuit for driving on LED; the system can run stably for a long time, can be used for a variety of conditions at the crossroads traffic control, automatic. Because of the large number of interfaces, it can be easily extended. This design makes full use of the internal resources of the microcontroller, involving the key control, digital display, timer / counter, interrupt system, serial communication.

Keywords: traffic lights; MSP430 microcontroller; digital control; LED

目录

摘要 . I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题的背景和意义 . 1

1.2课题的研究内容 1

第二章 系统方案的论证与设计 2

2.1设计要求 2

2.2两种单片机方案的比较 3

2.2.1基于51系列单片机的交通灯控制系统 3

2.2.2基于MSP430单片机的交通灯控制系统 4

2.3交通灯运行方案的比较与确定 4

2.4最终方案确定 5

第三章 硬件设计 6

3.1 单片机模块设计 6

3.1.1 MSP430f149介绍 6

3.1.2主控电路设计 8

3.2 LED模块设计 9

3.3数码管倒计时模块设计 10

3.4点阵屏模块设计 11

3.4.1点阵屏1088AS 11

3.4.2MAX7219EWG驱动介绍 12

3.5按键和电源模块设计 14

第四章 软件设计 15

4.1开发环境简介 15

4.2主程序流程 16

4.3程序设计 17

第五章 实物调试以及总结 19

5.1 实物调试 19

5.2 总结 21

致谢 22

参考文献（References） 23

附录一 24

附录二 25

附录三 26

第一章：绪论

1.1课题的背景和意义

当下我国的经济发展形势良好，道路上私家车，各种公共车辆大幅增加，时常超出一个城市的最大负荷能力，这在全球范围内都是一个亟待解决的问题。而街道中的十字路口，又是这个问题的根本症结所在。现存的一些基于精确模型的交通控制方式或多或少存在一些短板，不够全面。通过观察车辆日常通行情况，从而探索出对十字路口通过水平提升改进的方法，这对于我们改善城市交通拥挤，提高效率有很大的参考意义。道路交通是一个复杂的系统，通行情况不可预测，往往存在着很大的随机性，像当前这种交通控制系统单调的控制因素根本不能胜任当前的现实需求，尤其在路况复杂的时间段，常常会加剧本就拥挤不堪的道路状况，甚至发生大面积车辆拥堵，这个问题已经被普通市民以及政府部门所重视。当然在这其中，道路交叉口的拥堵情况尤其强烈，被称为高发地。所以，交叉口作为堵塞高发地需要引起交通管理部门的更多重视。伴随着交通，电子电力的发展以及通信技术的逐步提升，我国相关企业设计了各式各样的交通侦测器，信号传输器以及信号灯。

交通灯控制系统，作为缓解城市交通压力必不可少的工具，它通常被设置于十字路口，在明显之处用三种颜色的灯来指示人和车，分别是红黄绿，往往会配上一个显示器来显示倒计时情况，方便等待通行的人和车，在通常情况下，这种系统发挥了重要的作用。一个智能化的交通控制系统会为城市的车辆安全通行带来极大的便利，是交通自动化的重要课题。在城市道路的十字路口，三岔口等地，为了确保车辆有序通行以及行人的安全，会在各条街道的路口设置一组红黄绿三色交通灯，当红灯亮起，车辆禁止通行；黄灯亮，已经越过白线的可以继续通行，没越过的停车；绿灯亮起，代表可以通行。交通自动控制系统指挥着两组交通灯的不断变换，为车辆以及人的通行发挥巨大的作用，这不得不说是一种巨大的进步，它显示着十字路口交通自动化得到了成功的运实行。

1.2课题的研究内容

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