交通灯的设计及研究

1、学校代码： 11061 学 号：20113339芜湖职业技术学院毕业论文（设计） 论文题目： 交通灯的设计与研究 学科专业： 电气自动化技术 作者姓名： 王亮 指导教师： 杨杰 完成时间： 2014年5月 / 文档可自由编辑打印选题背景毕业论文进度安排：201310201312201412014320143201442014420145指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日毕业论文（设计）写作提纲一、 论文题目 交通灯的设计与研究二、论题观点来源： 三、基本观点： 使用LM317稳压芯片制作可调稳压电源，把可调电源电压传送给单片机，单片机通过内部的A/D转换把模拟信号转化成数字信号，把数字信号输出给12864液晶显示器显示出电源电压值。四、 论文结构： 第一章 绪论 第二章 交通灯的设计方案 第三章 硬件设计 第四章 软件设计 第五章 调试分析毕业论文（设计）工作中期检查表系别：电气工程学院 班级：11级电气自动化班 学生姓名王亮学号指导教师 杨杰职称副教授论文（设计）题目 交通等的设计与研究选题是否有变化否如有，请填写原因是否一人一题否是否进行了选题背景、及写作提纲是是否进行了文

2、献调研是本论文拟解决的关键问题单片机的硬件与软件设计教师填写部分论文（设计）进度情况： 提前完成 正常进行 延期滞后（请写出原因）工作态度情况（学生对毕业论文（设计）的认真程度、完成指导教师布置任务情况）： 认真 较认真 一般 不认真中期质量评价（学生已完成部分的工作质量情况）： 好 中 差存在的问题与建议： 指导教师（签名）： 年 月 日系毕业论文（设计）工作领导小组意见（如被查学生为差的，请系毕业论文设计领导小组写出处理意见）： 领导小组组长（签名）： 年 月 日目 录数显可调稳压电源制作研究1中 文 摘 要1前 言3第一章 绪 论31.1研究目的及意义31.2 国内外发展状况31.3 论文构成及研究内容4第二章交通等的设计方案52.1 系统机构总框架52.2 自动控制方式52.1.2 人工控制方式62.2 交通管理的方案论证82.3 系统电路框图82.4 电路的工作原理93.1 MCS-51单片机简介103.1.1 单片机的内部结构103.1.2单片机应用系统113.1.3单片机的发展趋势123.2 系统电路123.2.1 最小系统模块133.2.2 LED显示模块133.2.3

3、 数码管显示模块143.2.4 按键控制模块153.2.5 驱动模块154 软件设计164.1 主程序流程图164.2子程序流程控制174.2.1 自动控制模式程序174.2.2人工控制模式程序184.2.3键盘扫描程序194.2.4 数码管中断显示程序204.2.5 定时器T1子程序215 调试分析235.1 Proteus软件简介235.2 Proteus仿真图235.2.1 自动控制仿真235.2.2 人工控制仿真24第五章 测试结果265.1测试环境：265.2测试结果：（表格）26结 语27致 谢28参考文献29数显可调稳压电源制作研究中 文 摘 要当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将在道路拥挤等交通状况方面给予技术革新。本文主要介绍了一个基于89C52单片机的交通灯控制系统，详细介绍了利用89C52设计并仿真实现交通灯控制系统的过程，重点对硬件设计、软件编程、调试分析以及各模块系统流程进行了详细分析，对各部分的电路也一一进行了介绍。本电路由89C52单片机、按键、数码管和LED灯组成，并在Protues软件

4、上实现仿真。关键词: 交通控制；单片机；89C52前 言第一章 绪 论1.1研究目的及意义国外对城市区域交通控制的研究，开始于20世纪60年代初。1967年，英国运输与道路实验室(TRRL)成功开发出TRANsYT(TraffioNetworkStudyTools)交通控制系统，后来又在TRANsYT的基础上开发了seOOT(split Cyele and offset OPtimization Technique)系统。澳大利亚在70年代末也开发了基于配时方案实时选择方法来实现路网协调控制的SCAT(Sydney Coordinated Adaptive Traffic Method)系统。这些系统己经在西方国家的城市网络交通中取得了成功的应用。进入20世纪80年代后期，随着城市化进程的加快和汽车的普及，城市交通拥挤、阻塞现象日趋恶化，由此引发的事故、噪声和环境污染己成为日益严重的社会问题，交通问题成为困扰世界各国的普遍性难题。于是，智能交通系统应运而生，并得到迅猛发展。除在技术和功能上得到增强和完善的SCOOT和SCATS以外，STREAM、ITACA、MOTION、RT-TRAC

5、S、SURFZ000、PRODYN和UTOPIA等新一代城市交通控制系统相继推出并投入应用1。1.2 国内外发展状况目前我国城市道路普遍存在以下三个弊端：路网密度低；交通干道少；路口平面交叉。道路状况与车辆状况的综合作用形成了我国城市交通的特殊性，主要有以下表现： 城市路网稀，干道少，间距大，市区人口稠密，出行需求集中，迫使车辆集中于少数干道上行驶。尤其是一些中小城市 ，干道特征更为明显，往往只有一两条干道贯穿全市，而其他支路上交通量极小。从流量变化情况来看，除外围过境干道外，都是有一定规律的，高峰小时基本上都集中在几个时段内。我国城市机动车车种繁杂，从50年代的老式车到80年代的新型车，从大货车到小轿车都在一个平面上行驶，不少城市拖拉机还是一种主要运输工具，前面一辆旧车挡道，尾随的新型车只能跟着爬行，过交叉口时经常出现启动慢的车挡住启动快的车，严重影响了人们的生活节奏和出行效率2。1.3 论文构成及研究内容 本课题主要通过利用89C51单片机设计一个交通控制系统通过对十字路口的实际调查，由交通状况的车流量的大小，确定车辆放行时间为60秒，即当一条干道的车辆处于放行状态时，另一条干道禁

6、止放行，持续60秒；并在最后10秒时，放行车道的路灯闪烁，警示行人注意红灯的到来。为了应对可能发生的突发状况，使其中一条干道随时可以强制放行，因此，整个系统的设计分为两种模式：自动控制模式和人工控制模式。在自动控制模式中，两个干道依次各放行60秒，轮流进行。人工控制模式中，通过按键操作，使某个干道处于强行通行状态，另一车道禁止通行。由此大大改善了交通运营状况，提高了交通路口的运转效率，方便了人们的出行。图1.1 图1.2 表1.1 表1.2 第二章交通等的设计方案2.1 系统机构总框架本系统是针对一个大型十字路口设计的交通信号灯控制系统。通过单片机89C52控制LED灯和数码管，模拟现实生活中的交通灯工作情景。南北方向的红绿灯分别用LED1和LED2表示，东西方向的红绿灯分别用LED3和LED4表示，用数码管显示倒计时时间3。交通灯的控制分为自动控制和人工控制两种方式：正常情况下，交通灯处于自动控制方式，此时东西方向和南北方向的交通灯轮流导通；特殊情况下，可以通过人工方式延长南北方向或东西方向交通灯的导通时间。设计三个按键K1、K2、K3；K1为“自动”方式，K2、K3分别为“南北”方

7、向交通导通和“东西”方向交通导通。2.2 自动控制方式系统开始上电后处于自动控制方式：1. 系统上电后，首先是南北方向交通导通，LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭，数码管从60秒开始倒计时，每隔1秒减1；2.倒计时到10秒时，南北方向绿灯(LED1)开始闪烁，闪烁间隔为0.5秒(亮、灭各5秒)；3. 60秒倒计时结束之后，东西方向交通导通，LED1灭、LED2亮、LED3灭、LED4亮，数码管重新开始从60秒倒计时，每隔1秒减1；4. 倒计时到10秒时，东西方向绿灯(LED4)开始闪烁，闪烁间隔为0.5秒(亮、灭各0.5秒)；5. 60秒倒计时结束后，操作同步骤1。其控制流程如下： 图2-1 自动控制流程图2.1.2 人工控制方式在自动控制状态下，若将按键K2或K3按下，则系统进入人工控制状态：1. 若K2键按下，则强制南北方向交通导通。此时若系统处于东西方向交通导通状态，则数码管从10秒开始倒计时，操作步骤同自动控制步骤4，倒计时结束后进入南北交通导通状态，数码管显示“9999”，且不递减；2. 若K3键按下，则强制东西方向交通导通。此时若系统处于南北方向交通导通状态，则数码管从10秒开始倒计时，操作步骤同自动控制步骤2，倒计时结束后进入东西交通导通状态，数码管显示“9999”，且不递减。 图2-2 自控转手控 在人工控制状态下，若将按键K1按下，则系统进入自动控制状态：1. 若系统处于东西方向交通导通状态，则数码管从10秒开始倒计时，操作同自动控制步骤4，倒计时完成后进入南北交通导通状态，从自动控制步骤1进入自动控制状态。2. 若系统处于南北方向交通导通状态，则数码管从10秒开始倒计时，操作同自动控制步骤2，倒计时完成后进入东西交通导通状态，从自动控制步骤3进入自动控制状态。

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