电气自动化毕业设计单片机在城市智能交通灯中的控制abpm.doc

单片机在城市智能交通灯中的控制 阳江职业技术学院毕业设计姓名：杨思聪班级：2009级学号：200930324130专业：电气自动化毕业设计题目：《《单片机在城市智能交通灯中的控制》》 单片机在城市智能交通灯中的控制 摘要本论文文介绍了一个城市的智能交通灯控制系统的设计与仿真，系统能够根据城市十字路口双车道车流量的情况控制交通信号灯按特定的规律变化本论文文首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析，指出了现状交通灯存在的缺点，并提出了改进方法智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行本文还对AT89S51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法，利用Proteus软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。

第一章 绪论............................................................31.1 城市智能交通灯控制系统的研究现状...................................31.2 基于单片机的城市智能交通灯控制系统设计的意义.......................31.3 智能交通灯控制系统设计实现的功能...................................41.4 本论文的主要工作...................................................4第二章 城市智能交通灯控制系统的相关设计................................42.1 城市智能交通灯控制系统规划.........................................42.2 城市智能交通灯的选择方案...........................................52.3 城市智能交通灯控制系统设计原理.....................................52.4 城市智能交通灯控制系统设计实现的功能...............................6第三章 城市智能交通灯控制系统的硬件设计................................73.1 AT89S51单片机简介..................................................73.1.1 AT89S51单片机的主要性能参数......................................73.1.2 AT89S51芯片内部结构简介..........................................73.1.3 主要引脚功能.....................................................93.2 控制器的原理框图..................................................113.3 各模块控制电路....................................................123.3.1 车检测电路......................................................133.3.2 信号灯电路......................................................143.3.3 时间显示电路....................................................143.3.4 紧急转换电路....................................................16第四章 城市智能交通灯控制系统的软件设计...............................184.1 交通灯的软件设计流程图............................................184.2 控制器的软件设计..................................................184.2.1 每秒钟的设定....................................................184.2.2 1秒的方法.......................................................194.2.3 软件延时........................................................19第五章 系统分析及改进措施.............................................20 第一章 绪论1.1 交通灯控制系统的研究现状 在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行这是世界上最早的交通信号灯1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯它由红绿两色旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消1914年，电气启动的红绿灯出现在美国这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”而中国最早的马路交通灯却是诞生于1928年的上海英租界从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制,从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善但是，随着社会的不断进步，传统的交通灯的缺陷也日益出现，其中设计过于死板，达不到道路的最大通行效率是最明显的问题，红绿灯交替变换时间过于程式化 随着我国经济的高速发展，人们对各种交通车辆的需求量不断增大，城市的交通拥护问题日益严重，目前，大部分城市的十字路口的交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，利用传统的方法设计好红绿灯的延时，然而，实际上的车流量是不断变化的，有的路口在不同的时间段车流量的大小甚至有很大的差异，所以说，统计的方法己不能适应迅速发展的交通现状。

1.2基于单片机的智能交通灯控制系统设计的意义 国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示计时器来控制行车对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定， 在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护交叉路口经常出现拥堵的情况利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率 1.3 智能交通灯控制系统设计实现的功能 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行; 黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行; 绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。

1.4本论文主要工作 本论文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化. 分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力.首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析，指出了现状交通灯存在的缺点，并提出了改进方法智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行本文还对AT89S51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析 第二章 智能交通灯控制系统的相关设计2.1 智能交通灯控制系统规划 我们将系统设计成可分离单独工作的主控制机与客户端的形式，但是和传统的C/S模式不一样的是，每个终端机可以脱离主控制机而独立工作即使主控制机停止工作，或者由于某种原因不能正常工作，各终端机也可以照常稳定的工作各个终端机负责管理路口的多个信号灯为了方便我们称主控制机为主系统，各个终端机称为子系统控制系统的总框图如图2-1示远程主系统计算机 路口子系统 路口子系统 路口子系统 ……… …… A干道交通信号灯B干道交通信号灯B干道交通信号灯A干道交通信号灯 图 2-1 总框图2.2 智能交通灯的选择方案 目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法;有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。

目前，国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示计时器来控制行车对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定， 在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过2.3 智能交通灯控制系统设计原理 本设计中车辆检测电路中用到了模糊控制原理，模糊控制原理简单的说即是亦此亦彼的模糊逻辑， 模糊逻辑不是二者逻辑——非此即彼的推理，它也不是传统意义的多值逻辑，而是在承认事物隶属真值中间过渡性的同时，还认为事物在形态和类属方面具有亦此亦彼性模棱两可性——模糊性正因如此，模糊计算可以处理不精确的模糊输入信息，可以有效降低感官灵敏度和精确度的要求，而且所需要存储空间少，能够抓住信息处理的主。