基于单片机的交通灯控制系统设计详解.doc

13 届毕业设计 基于单片机的交通灯控制系统设计 学生姓名 高玉雪 学 号 8052210008 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机电一体化 班 级 13 指导教师 刘新英 日 期 2013.6 塔里木大学教务处制 前 言 本文研究的是以AT89C51单片机为控制器的交通灯控制系统，该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆（119、120等）自动放行；通过车辆检测电路采集路况信号，经单片机处理后，分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节，LED数码管显示通行倒计时；系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。软件部分使用Keil、proteus硬件仿真软件，利用仿真软件来模拟检测过程，硬件与软件的结合，简单的模拟了交通灯控制。 关 键 词： 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 1.3交通灯控制系统设计实现的功能 1 2 交通灯控制系统的总体设计 1 2.1交通控制系统中功能实现要求 1 2.2交通控制系统的工作原理 2 2.3交通控制系统的通行方案设计 2 2.4交通灯控制系统的总体 4 3 交通控制系统设计及理论 4 3.1程序主体设计流程 4 3.2交通控制系统的理论依据 5 4 交通灯控制系统的硬件、软件支持 6 4.1 AT89S51单片机简介 6 4.2 AT89S51芯片最小系统 7 4.3 系统设计中Keil 软件作用 8 4.4 proteus硬件仿真软件 8 5 系统总电路的设计原理及各模块 8 5.1系统硬件总电路构成及原理 8 5.2系统工作原理 8 5.3 各控制模块 9 5.4违规检测电路及模拟 12 结 论 15 致 谢 16 参考文献 17 附录一：总电路图 18 附录二：程序 19 1 引言 1.1 交通灯控制系统的研究现状 如今，红绿灯安装在各个路口，成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。这一技术在19世纪就已出现了。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。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基于单片机的交通灯控制系统设计的意义 交通灯一般设在十字路口，醒目位置用红、绿、黄三种指示灯。加上一个倒计时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，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，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。 基于单片机交通灯控制系统的设计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,为了保证交通秩序和行人安全,在道路上有红、黄、绿信号灯,红灯亮,表示禁止通行; 黄灯亮,表示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,表示允许通行。可实现的功能为： 1) 设计一个十字路口交通灯控制电路，要求南北、东西方向交叉路口的车辆交替运行，两个方向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) 拥有车流量检测电路和特种车辆自动通行控制模块，设计紧急切换开关； 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)设置盲人提示音电路，考虑到社会弱势群体通行问题。 2 交通灯控制系统的总体设计 2.1交通控制系统中功能实现要求 （1）倒计时显示 倒计时可以提醒驾