基于单片机控制的交通信号灯的设计与实现毕业设计论文.doc

南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 240092229 系 部： 康尼学院 专 业： 通信工程 题 目： 基于单片机控制的交通信号灯 的设计与实现 指导者： 讲师 评阅者： 2013年6月 南 京The traffic light control system based on single chipA Dissertation Submitted toNanjing Institute of TechnologyFor the Academic Degree of Bachelor of ScienceBy supervised byProfessor College of Communication EngineeringNanjing Institute of Technology June 2013摘要近年来，随着国民经济的快速发展，车辆的数量也在飞速增长，交通拥挤和阻塞的现象也频繁的出现。

交通阻塞已经成为城市交通所迫切要解决的难题所以设计一个合理控制的交通灯系统具有重要意义本文介绍了一种基于单片机控制的交通信号灯的控制系统该系统采用8051单片机为控制核心，以七段LED数码管作为等待或通行时间显示，LED作为交通灯红、黄、绿显示系统采用上电自动复位，时间显示采用倒计时方式，四组红、黄、绿三色灯用发光二极管作为模拟交通信号灯，可以模拟各种道路交通灯控制情况关键词：LED数码显示;单片机；交通灯；AbstractIn recent years, with the rapid development of the national economy, the number of vehicles is also growing rapidly, traffic congestion and blocking the emergence of the phenomenon frequently. Urban traffic congestion has become a problem to be solved urgently. So the reasonable control of designing a traffic light system is important.This paper describes a microcontroller-based control of traffic lights control system. The system uses 8051 as the control core, seven-segment LED digital tube as waiting or travel time display, LED traffic lights as red, yellow, green display. System uses the power automatically reset the countdown time display mode using four groups of red, yellow and green lights with light-emitting diodes as a simulation of traffic lights, you can simulate a variety of road traffic lights control the situation.Key words： LED digital display；SCM；Traffic目录第一章 绪论 11.1 课题研究背景与意义 11.2 研究现状 11.2.1 城市交通的作用 11.2.2 国内外交通系统发展现状 31.2.3 我国交通中存在的主要问题 31.2.4 城市交通解决的主要途径 41.3 论文研究的主要内容 51.4 主要章节安排 5第二章 系统的总体设计 62.1 具体介绍交通信号系统 62.1.1 信号控制方式的分类 62.1.2 交通规则介绍 72.1.3 交通信号控制硬件设备简介 72.1.4 交通信号控制系统信息传输系统简介 72.1.5 常用交通标志简介 82.1.6 交通信号控制原理 92.2 设计方案 102.3 系统工作原理 112.4 简单介绍STC89C52RC单片机 112.5 总体设计 152.5.1 功能概述 152.5.2 系统构成 16第三章 系统硬件设计 173.1 交通灯通行模式及行车方向指示 173.2各单元电路模块功能 183.2.1 时钟电路模块 183.2.2 复位电路模块 193.2.3 主控制系统模块 193.2.4 交通灯输出控制模块 213.2.5 时间显示电路模块 223.2.6 系统电源模块电路 22第四章 系统软件设计 244.1 软件总体流程图 244.2 软件主要子程序流程 254.2.1 复位状态子程序 254.2.2 显示状态子程序 26第五章 系统调试分析及结果 285.1 电路板实物的制作 285.1.1 印制电路板PCB图的绘制 285.1.2 实物的制做 285.2 系统硬件调试 295.3 系统软件调试 295.4 系统总体调试 29总结与展望 31致谢 33参考文献 34附录 35附录A:元器件清单 35附录B:总体电路原理图、仿真图及实物图 35附录C:程序 37南京工程学院毕业设计所明书（论文）第一章 绪论1.1 课题研究背景与意义交通掌握着城市经济活动的命脉，对发展城市经济、提高人民的生活水平非常重要。

但是城市的交通问题对于困扰城市的发展、制约城市经济建设是个重要的因素而导致交通问题的根本原因是有限的城市道路与无限增加的车辆这一矛盾城市街道网络上的交通容量的不断增加，表明车辆对道路容量的要求仍然很高，短期内还不可能改变[1]本文提出一种利用单片机自动控制交通灯及时间倒计时显示的方法，将整个系统缩小在一块小小的单片机上，大大提高了产品的经济性和轻便性设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤硬件电路其结构比较简单，主要包括核心器件单片机、12只二极管组成的模拟交通灯、复位电路、振荡电路、显示数码管模块单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，本文就用Keil编程，相比硬件设计程序较为复杂，必需同时考虑灯控制、时间显示、紧急开关等问题，并且具有一定的C语言基础和一定的思维能力及逻辑能力智能交通灯控制系统设计就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，实现道路的最大通行效率通过单片机课程设计，熟练掌握C语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高动脑和动手的能力同时通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器、中断的使用方法，和简单程序的编写，最终提高逻辑抽象能力。

1.2 研究现状1.2.1 城市交通的作用城市是人类从事经济、政治、社会和文化的活动中心，对于社会的发展起到了非常重要的作用汽车是现代社会的文明产物，它一方面给人们带来了巨大的便利，而另一方面也使人们面临交通拥挤和道路交通安全事故等问题在我国，伴随改革开放政策的贯彻和实施的同时，国民经济也得到了迅速的发展，道路交通也得到了飞速发展但是，由于城市化进程加速进行，城市的规模不断得到扩张，城市的经济贸易和城市内的社会活动也越来越频繁，人员流动与社会交往越来越多，使得交通拥挤和道路交通安全事故等问题更加突出城市交通作为城市的基础设施里重要的一部分，所以如何改善和发展城市交通问题，也越来越得到人们的重视城市交通是城市的主要基础设施，它支撑着城市活动的进行，是城市的枢纽和命脉，如果没有得到及时的治理，城市居民生活水平的提高和城市经济的发展将会受到严重的影响因为我国城市的基础设施的发展比城市建设的发展落后，城市及周边地区的经济发展受到了严重的影响所以，城市交通问题的解决，不但可以使人们的生命财产有保障，而且可以加快经济的发展和社会的进步城市交通系统在城市大系统中占着很大的比例，是其中非常重要的一个系统。

发展城市国民经济和提高人民生活水平都需要它，社会生产与其环环相连，并且维系着千家万户的日常生活城市交通有其两面性：城市结构、经济状况、生产布局、人口分布等因素虽然制约了它，但它的有效性、安全性、可靠性、经济性同时又影响了城市的经济效益、工作效率、和人民的生活水平城市交通系统的运行状况的好坏同时也反映了城市发展的高低因此，先进的科学技术和管理方法应用于交通管理中也保证了道路的安全畅通，是经济发展的需要交叉路口是交通系统中的非常重要的一部分，是城市道路网的核心所在，它通行能力的高低影响着城市道路的通畅程度众所周知，而提高交叉路口通行能力的最好办法就是修建立交桥受到我国道路基础设施现状和各个城市经济水平的不同等因素，立交桥还不能得到广泛应用所以，人们更多是采用交通控制来更好的管理交叉路口，按照它们现实的交通情况给予它们最适宜的交通控制，尽可能得提高交叉路口的通行能力，这不仅可以提高车辆通过交叉路口的速度，还能减少交通延误并且节约人们出行的时间，同时能避免该交叉路口发生堵车，影响交叉路口临近路段及更远路段的顺利通行据有关的资料显示，机动车辆在其减速制动和起动期间所排放的有害物质是其正常行驶时的7倍左右。

因此，解决好城市交叉路口通行问题，减少机动车辆在交叉路口附近停车延误对提高社会的经济效益和环境保护都是具有重大意义的[1]1.2.2 国内外交通系统发展现状随着现代社会对交通运输的日趋依赖，交通系统的控制越来越受到普遍的重视近年来，英国、美国等西方国家均在某些城市建立智能交通控制系统在这些系统中，大部分都在路口附近装有车辆检测器，并由各路口的控制设备或工作人员将交通控制参数通过线、电缆、光纤或是无线网络等方式输入到微处理器，用小型计算机控制尤其是伴随着信息技术的发展，交通控制的概念已从交通管理者的行为改变为交通管理者和道路使用者共同的行为，从而使得交通的最优化向全局最优发展在这些发展中，除了新设备的应用外，数据的采集、传输、处理、存储与发送等技术的发展也起了关键的作用新型的监测器，包括用摄像机采集图像信息和进行图像处理技术，为人们提供了大量的时变数据；新的通信技术，包括光纤通信、无线通信等技术，能使人们更快的传送数据而计算机技术的发展，使交通控制系统的发展又向前进了一大步这些控制技术与现代控制理论、现代的管理方法相结合，使交通控制系统日趋完善与国外相比，我国目前的交通控制很落后，目前中国城市的问题呈现如下些问题：管理不力，秩序混乱；没有科学、合理、有效的城市交通监控系统。

由此带来的后果表现为道路的通行能力明显低于设计要求且波动性大、出行难，交通事故发生率高，交通环境恶化，出行者易疲劳等问题1.2.3 我国交通中存在的主要问题交通的发展，促进了人类社会的发展而社会的发展，同时又促进了交通设施建设、交通工具的发展。