微机型交通信号灯实时控系统的模拟设计(第一组)微机型交通信号灯实时控制系统的模拟设计(第一组).doc

学 号： 课 程 论 文 课程名称 计算机控制技术 课程教师 赵志华 论文题目 微机型交通信号灯实时控制系统的模拟设计 学 院 计算机科学与信息工程学院 专 业 自动化 班 级 一班 学生姓名 师小青，陈浩，吴双，李兆前 文丽丹，冯雪娇，薛海燕，张丁方 2014 年 5 月 22 日 微机型交通信号灯实时控制系统的模拟设计 摘要: 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、黄、绿灯燃亮时间的功能。 本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：51单片机，集成电路芯片，交通灯 引言 当今，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。它由红绿两以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。 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，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。 一、 单片机及主要芯片简介 1.1 单片机的概述 （1）单片机的定义 所谓单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。因此单片机早期的含义为单片微型计算机，直译为单片机，并沿用至今。由于单片机面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应控制领域的要求而诞生的。随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O 口、PWM、WDT等。这些对外电路及外设接口已经突破了微型计算机传统的体系结构，所以更为确切反映单片机本质的名称应为微型控制器。单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机，它有唯一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统，加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速可靠运行的特点。但是，在国内单片机的叫法任然有着普遍的意义。我们已经把单片机理解为一个单芯片形式的微控制器。它是一个典型的嵌入式应用计算机系统。目前按单片机内部数据通道的宽度，把它们分为4 位、8 位、16 位、32 位单片机。 （2）单片机与微处理器的简介 随着大规模与超大规模集成电路技术的发展，微计算机技术形成了两大分支：微处理器和单片机。微处理器MPU 是微型计算机的核心部件，它的性能决定了微处理器的性能。通用型的计算机已从早期的数值计算、数据处理发展到当今的人工智能阶段。它不仅可以处理文字、字符、图形、图像等信息，而且还可以处理音频、视频等信息，并正向多媒体、人工智能、数字模拟和仿真、网络通信等方向发展。它的存储容量和和运算速度正在以惊人的速度发展。高性能的32 位、64位微型计算机系统正向中、大型计