毕业论文基于单片机的道路管理系统设计.doc

毕业设计报告（论文） (2012届) 题 目： 基于单片机的道路管理系统设计 所 属 系： 自动化技术系 班 级： 电子0911班 学 生 姓 名： 姜锦祥 学 号： 2009238124 同 组 成 员： 赵以浩 指 导 教 师： 蒋源龙 梅笙 摘 要 设计了一款具有实现道路最大通行效率功能的基于单片机道路管理系统。通过研究道路交通灯控制现状、研究意义。设计一款以主控模块为基础的，能够实现汽车优先通过，实现车流量最大通行效率的单片机道路管理系统。系统包括了主控模块设计、单元模块电路、电源电路、控制及显示电路、复位电路以及键盘电路设计。并且设计了流程图和程序。此系统以具有车流量检测并给予优化设置的功能而领先于其他系统。 关键词 ATM89C51单片机 交通灯控制系统 红外检测 车流量 目 录 1.前言 １ 1.1 交通灯控制系统的研究现状 １ 1.2基于单片机的交通灯控制系统设计的意义 １ 2.交通灯控制系统的总体方案设计 １ 2.1交通灯控制系统的规划 １ 2.2 交通灯控制系统设计原理 ２ 2.3交通灯控制系统设计实现的功能 ３ 3 硬件设计 ４ 3.1主控模块设计 ４ 3.2单元模块电路设计 ５ 3.2.1时钟脉冲电路设计 ５ 3.2.2 电源电路设计 ５ 3.2.3 控制及显示电路设计 ６ 3.2.4复位电路设计 ６ 3.2.5键盘电路设计 ７ 4 软件设计 ８ 4.1 主程序的设计 ８ 4.2 计时程序设计 ９ 4.3 中断程序设计 １０ 4.4智能交通灯控制程序 １０ 5 结论 ２０ 参考文献 ２０ 致谢 ２０ 结束语 ２１ 图1 控制系统的总框图 2.2 交通灯控制系统设计原理 1.首先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口如下图2，所以，为东南西北走向。初始状态0为东西南北都红灯亮。然后转状态1东西绿灯通车，南 图2 十字路口图 北红灯亮。过一段时间后，转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪几下，南北还是红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯亮。过一段时间后转状态4，南北绿灯灭，闪几个黄灯，东西还是为红灯亮，一段时间后，又循环至状态1。交通信号灯的状态表如表1，其中，1代表灯亮，0代表灯灭。 表1 交通信号灯状态表 状态 北 西 南 东 绿黄红 绿黄红 绿黄红 绿黄红 0 001 001 001 001 1 001 100 001 100 2 001 010 001 010 3 100 001 100 001 4 010 001 010 001 2.对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以只要用两组就行了,因此，采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。 3.通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间， 灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。 4.通过延时时间送显，可以在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。 2.3交通灯控制系统设计实现的功能 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。 在传统交通灯控制系统的基础上，智能交通灯控制系统实现以下功能。 1) 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行，两个方向能根据车流量大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间长，车流量小，通行时间短。 2) 每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮5S,才能变换运行车辆。 3) 东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。 4) 同步设置人行横道红、绿灯指示。 5) 考虑到特殊车辆情况，设置紧急转换开头 3 硬件设计 3.1主控模块设计 主控模块是本次设计的核心部分，它就像人的大脑一样，控制着其他外围电路的正常工作。在本次的设计过程中，基于AT89C5