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【单片机课设毕设项目】基于 STM32F103C8T6 的多功能交通灯系统设计基于单片机双屏显示智能交通信号灯控制系统（016101）

news 2026/8/2 4:29:04

博主介绍：✌️码农一枚，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于嵌入式单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战
✌️技术范围：：单片机，STM32单片机，51单片机，小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
主要内容：免费开题报告、任务书、全bao定制+中期检查PPT、代码编写、🚢文编写和辅导、🚢文降重、长期答辩答疑辅导、一对一专业代码讲解辅导答辩、模拟答辩演练、和理解代码逻辑思路。
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文章目录

演示视频
20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
- 硬件设备选型与整体搭建方案
- 硬件整体架构逻辑
核心功能
- 一、基础硬件驱动功能
- 二、核心业务模式控制功能
- 三、按键人机交互辅助功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
源码获取

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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的多功能智能交通信号灯控制系统设计
基于 STM32 的带紧急通行模式交通灯控制器开发
基于 STM32 与 OLED 的可调时交通灯监控系统设计
基于 STM32 与 TM1650 数码管交通倒计时装置设计
基于单片机的多模式智能交通信号灯硬件系统实现
基于 STM32 的紧急优先通行交通灯控制系统研发
基于嵌入式单片机的交通灯参数可调系统设计
基于 STM32 的车流量可视化交通灯控制器开发
基于嵌入式技术的多按键交互交通信号灯系统
基于 STM32F103 的双显示交通信号控制系统设计
基于单片机的急救车辆优先通行交通灯装置实现
基于 STM32 的数码管倒计时交通管控系统设计
基于嵌入式开发板的模式可切换交通灯系统研发
基于 STM32 的绿灯时长自定义交通信号灯设计
基于 OLED 可视化的嵌入式智能交通灯控制器
基于单片机多外设驱动交通信号控制系统实现
基于 STM32 的应急优先智能交通管控装置设计
基于嵌入式硬件的交通灯时间参数调节系统开发
基于 STM32F103C8T6 的多功能交通灯系统设计
基于单片机双屏显示智能交通信号灯控制系统

项目研究背景

城市道路交通是城市运行的核心基础设施，传统固定式交通信号灯广泛应用于城市路口，多采用固定配时控制逻辑，硬件功能单一、交互方式简陋，仅能实现基础红绿黄信号轮换，难以适配复杂路口通行需求。现有传统交通灯设备普遍存在几类突出痛点：其一，配时参数固化，无法现场快速调整绿灯通行时长，路口车流量变化时通行效率无法动态适配；其二，缺少应急车辆优先通行机制，救护车、警车等特种车辆通行时易造成道路拥堵，延误应急处置；其三，信息展示能力薄弱，仅依靠简单指示灯提示，无法直观展示当前运行模式、车流量与倒计时数值；其四，人机交互手段匮乏，缺少标准化按键交互逻辑，设备运维调试难度较高。

嵌入式单片机技术、OLED 液晶显示与数码管驱动芯片已实现低成本规模化普及，为小型路口轻量化智能交通改造提供成熟技术支撑。依托 STM32 嵌入式开发平台搭建轻量化交通管控终端，集成多模式运行、应急优先、可视化显示、按键参数调节功能，可弥补传统交通灯功能短板，适用于小区支路、校园路口、乡镇小型路口等低流量道路场景。本课题以 STM32F103C8T6 单片机为核心，集成多外设实现多模式交通灯管控，兼顾硬件开发与嵌入式程序设计，贴合本科嵌入式开发学习目标，具备实际落地应用价值。

摘要

本课题以 STM32F103C8T6 嵌入式单片机为控制核心，设计一款集成普通通行、应急优先、参数自定义三类工作模式的智能交通信号灯控制系统。系统搭载 OLED 屏幕实现运行模式、灯控时长、车流与通行方向可视化展示，采用 TM1650 芯片驱动四位数码管完成交通倒计时实时输出；通过四组独立按键完成模式切换、紧急模式启停、绿灯时长增减交互操作。系统默认普通模式下信号灯配时固定，进入设置模式可 5 秒步进调整绿灯时长，紧急模式可临时开放特种车辆优先通行权限。开发过程基于嵌入式 C 语言完成底层外设驱动、逻辑控制程序编写，完成硬件电路搭建、程序调试与整机功能测试。测试结果表明，系统可稳定完成多模式切换、时间参数调节、应急通行与双屏同步显示功能，硬件架构简单、成本低廉，可应用于小型路口轻量化交通管控场景，具备良好实用与教学研究价值。

总体方案

硬件设备选型与整体搭建方案

STM32F103C8T6 单片机最小系统板
- 型号：STM32F103C8T6
- 作用：系统主控核心，统筹按键信号采集、OLED 屏幕数据输出、TM1650 数码管驱动、红绿灯 IO 逻辑控制、运行模式状态运算与计时逻辑处理
- 选型理由：主流本科嵌入式教学芯片，资源充足、开发资料丰富，内置定时器可精准实现信号灯倒计时，成本低，适配本课题外设驱动需求
- 使用场景：整机控制中枢，所有外设均通过 IO 端口与主控芯片通信
0.96 寸 I2C 接口 OLED 液晶显示屏
- 型号：0.96 寸 I2C OLED
- 作用：可视化输出系统运行模式、红绿灯剩余时长、车流量统计数值、车辆通行方向信息
- 选型理由：I2C 通信占用 IO 口少，驱动程序成熟，屏幕体积小巧，低功耗，可同时展示多组文本数据，满足可视化监控需求
- 使用场景：人机可视化交互界面，实时反馈系统全部运行参数
TM1650 数码管驱动芯片 + 4 组两位共阴极数码管
- 型号：TM1650，8 位共阴极数码管（4 个两位）
- 作用：独立驱动数码管阵列，输出当前交通灯实时倒计时数值
- 选型理由：TM1650 自带按键扫描与数码管驱动，简化主控 IO 占用，共阴极数码管市场通用，亮度稳定，专门用于倒计时数字展示
- 使用场景：路口独立倒计时提示装置，与 OLED 屏幕数据同步更新
独立轻触按键模块（4 路）
- 型号：2Pin 独立轻触按键
- 作用：四路按键分别实现模式切换、紧急模式启停、绿灯时长增加、绿灯时长减少功能
- 选型理由：电路简单，软件消抖逻辑易实现，成本低廉，满足课题四按键交互需求
- 使用场景：现场人工交互调试，切换系统工作状态与修改配时参数
红绿黄 LED 交通灯指示灯模块
- 型号：5mm 红、绿、黄直插 LED
- 作用：模拟路口交通信号灯实物输出，根据主控逻辑切换亮灭状态
- 选型理由：电压适配单片机 IO 输出，接线简单，直观模拟真实路口信号灯效果
- 使用场景：交通信号实物执行单元，直观展示当前通行状态
辅助硬件：5V 直流电源、面包板、杜邦线、限流电阻
- 作用：为整套硬件提供稳定供电，搭建电路连接，防止 LED 过流烧毁
- 运行硬件条件：Windows 计算机用于程序编译下载，5V 稳压电源为硬件终端持续供电

硬件整体架构逻辑

以 STM32 单片机为中心，I2C 总线分别挂载 OLED 屏幕与 TM1650 驱动芯片；单片机 GPIO 端口连接四路独立按键与三色交通 LED 灯；主控周期性采集按键电平信号，运行计时与模式控制算法，同步向 OLED 与数码管推送计时、模式数据，控制交通 LED 灯完成信号灯轮换。

核心功能

一、基础硬件驱动功能

STM32 主控外设驱动功能
- 实现效果：完成单片机定时器、I2C 通信、GPIO 输入输出底层驱动编写，稳定调度所有外接外设协同工作
- 操作逻辑：程序上电初始化全部外设，循环扫描按键、刷新显示数据、运行计时中断
- 核心作用：为整套系统提供底层硬件调度支撑，保障所有上层业务逻辑正常运行
OLED 可视化显示功能
- 实现效果：屏幕同步展示当前系统工作模式、红绿灯剩余配时、实时车流数量、车辆通行方向四类信息
- 操作逻辑：系统状态发生变更时，主控自动刷新 OLED 屏幕文本内容，数据实时同步无延迟
- 核心作用：直观反馈系统运行参数，便于操作人员识别当前工作状态与路口通行数据
TM1650 数码管倒计时驱动功能
- 实现效果：4 组两位数码管实时同步输出当前信号灯剩余倒计时数值，数字清晰稳定无闪烁
- 操作逻辑：定时器中断每 1 秒更新一次倒计时数值，通过 TM1650 总线刷新数码管显示
- 核心作用：独立路口倒计时提示，和 OLED 屏幕计时数据保持一致，模拟真实交通倒计时设备

二、核心业务模式控制功能

普通固定配时交通模式
- 实现效果：系统默认运行模式，信号灯按固定时长循环切换红绿黄信号，OLED 与数码管同步倒计时
- 操作逻辑：上电默认进入，无按键操作时持续循环标准交通灯时序逻辑
- 核心作用：满足常规路口无人工干预下自动交通信号管控需求
时间参数设置模式
- 实现效果：可人工修改普通模式下绿灯基础通行时长，修改后参数自动保存并永久生效
- 操作逻辑：按下按键 1 切换至设置模式，通过按键 3、4 步进调整绿灯时长，再次按按键 1 保存参数切回普通模式
- 核心作用：适配不同车流量路口，现场快速调整绿灯通行时间，优化道路通行效率
紧急优先通行模式
- 实现效果：触发后临时放行应急车辆，其余方向红灯保持，结束后自动恢复原有信号灯时序
- 操作逻辑：普通模式下按下按键 2 进入紧急模式，再次按下按键 2 退出紧急模式
- 核心作用：满足救护车、警车、公务应急车辆优先通行场景，减少应急通行延误

三、按键人机交互辅助功能

模式切换按键（按键 1）
- 实现效果：循环切换普通运行模式与时间设置模式，切换后 OLED 同步更新模式标识
- 使用场景：运维人员现场调试、修改信号灯配时参数
紧急模式启停按键（按键 2）
- 实现效果：一键开启 / 关闭应急优先通行逻辑，开启后系统屏蔽常规红绿灯轮换逻辑
- 使用场景：路口出现特种应急车辆时，人工手动触发优先通行权限
绿灯时长增加按键（按键 3）
- 实现效果：仅在设置模式生效，单次按下绿灯时长自动增加 5 秒，设置范围存在上下限保护
- 使用场景：车流量较大路口，延长绿灯通行时间缓解拥堵
绿灯时长减少按键（按键 4）
- 实现效果：仅在设置模式生效，单次按下绿灯时长自动减少 5 秒，下限不低于基础安全通行时长
- 使用场景：车流量稀少支路路口，缩短绿灯时长减少其余方向等待时间

技术路线

编程语言：标准 C 语言（嵌入式 C）
- 选型理由：STM32 嵌入式开发主流编程语言，执行效率高，适配底层硬件寄存器操作，本科嵌入式课程核心学习内容
- 课题用途：编写单片机底层驱动、计时中断逻辑、多模式业务控制、按键交互、屏幕数据刷新全部程序代码
开发框架：STM32 标准库（StdPeriph_Lib）
- 选型理由：操作逻辑简单易懂，配套教学案例丰富，相比 HAL 库更适合本科生理解单片机底层寄存器工作原理
- 课题用途：快速完成 GPIO、定时器、I2C 通信外设初始化与功能调用，简化底层驱动开发工作量
开发工具：Keil MDK5
- 选型理由：行业通用 STM32 编译调试软件，支持代码编译、在线仿真、程序下载，高校嵌入式课程统一教学工具
- 课题用途：代码编写、语法编译、程序调试、固件烧录至 STM32 单片机
辅助设计软件：Altium Designer
- 选型理由：主流电路原理图绘制工具，操作难度适配本科生，可完成简易外设接线原理图设计
- 课题用途：绘制整套系统硬件连接原理图，梳理单片机与 OLED、数码管、按键、LED 的接线逻辑
运行环境：Windows10/11 操作系统
- 选型理由：Keil MDK 稳定适配 Windows 系统，为程序开发、调试提供基础运行平台
- 课题用途：整机程序开发、仿真调试、固件下载操作主机环境
测试工具：ST-LINK 下载器、万用表、逻辑分析仪简易版
- 选型理由：ST-LINK 是 STM32 标配调试下载工具，万用表可检测硬件电路通断与电压，适配本科硬件调试需求
- 课题用途：程序烧录下载、硬件电路故障排查、外设通信信号调试、整机功能联合测试
辅助工具：串口调试助手
- 选型理由：轻量化上位机调试工具，无需复杂开发，快速输出单片机内部运行参数
- 课题用途：开发阶段打印系统模式、倒计时时长、按键状态等调试信息，辅助程序逻辑排错

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。