课程设计基于AT89C51单片机的交通灯控制系统设计.doc

课题：交通灯控制系统设计 专业 学生姓名 发放日期 200年月2日 信息工程学院交通灯控制系统设计摘 要: 本系统采用单片机、、LED显示、交通灯演示系统组成。设计一个用于十字路口的车辆及行人的交通管理，系统包括左拐、右拐、行基本的交通灯的功能，计时牌显示路口通行转换剩余时间，在出现紧急情况时可由交通手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态。另外，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，s后系统自动恢复正常管理。采用数码管与点阵LED相结合的显示方法，既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等。 在对系统功能分析的基础上，提出了三种设计方案，经比较，选择性能较优的LED动态循环显示方案进行了设计。设计包括硬件和软件两大部分。硬件包括单片机最小系统、时间显示、交通灯显示三部分。选用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制核心东西南北四个方向设置了LED时间显示和交通灯显示时间显示采用三位LED显示器，交通灯显示则采用红绿双色高亮发光二极管来模拟。软件采用了模块化的设计方法，主要分为主程序、定时器中断服务子程序、倒计时显示子程序、交通灯模拟显示子程序四部分。 关键词: 交通灯单片机AT89S51，交通规则 目 录  交通灯系统设计 概述 随着我国国民经济的迅速发展，城市街道车辆大幅度增长，给城市交通带来巨大压力，交通拥堵已经成为影响城市可持续发展的一个全局性问题。而街道各十字路口，又是车辆通行的瓶颈所在。已有的许多建立在精确模型基础上的交通系统控制方案都存在着一定的局限性[1]。研究车辆通行规律，找出提高十字路口车辆通行效率的有效方法，对缓解交通阻塞，提高畅通率具有十分现实的意义[2]。地面道路是一个庞大的网络，交通状况十分复杂，使目前交通灯控制器的单一时段控制已不能满足现代交通流量的多变性，特别是在交通流量高峰时，往往会造成交通路口的通过率下降，甚至出现交通混乱现象，城市的交通拥挤问题正逐渐引起人们的注意。道路平面交叉口(简称交叉口)是交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源” ，国内外城市的交通事故约有一半发生在交叉口[3]。因此，交叉口这个事故多发源不能不引起人们的高度关注。随着交通技术、电子技术的发展及微机技术的应用，人们设计出了适应各种需要的交通检测器、信号控制机和交通信号灯。交通灯是交管部分管理城市交通的重要工具。现在交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯，加上一个倒计时的显示计时器来控制行车，对于一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用。目前绝大部分交通灯其时间都是设定好的，采用的是单段式定时控制或多段式定时控制，其最大的缺点是绿灯时间和绿信比是固定的或是分时段固定的，且最佳绿灯时间和最佳绿信比的整定较为困难，需要大量的实测统计数据,且很多情况下整定所得值并不是最优的,甚至是不合理的。控制起来都不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优。这次设计正是针对这一弊端进行了改进，较好地解决了这一问题。根据实时车流量对各路口的绿灯时间进行动态调节，大大加强了其灵活性和实时性，本系统能自动检测当前的车流量并计算出当前的最佳绿灯时间和最佳绿信比，当车流量变化时,其最佳绿灯时间和最佳绿信比也随之变化，实现了真正的动态控制。本着“先到先服务”的原则，在保证交通安全性不降低的条件下提高了交通效率。与传统的交通控制系统相比，该控制系统有一定的智能水平和很强的控制能力。方案设计与论证1电源提供方案： 采用独立的稳压电源，此方案稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用2显示界面方案 采用数码管和点阵LED相结合的方法，因为实际既要求倒计时施主输出，又要求又状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实状况，用数码管与LED分别显示时间和提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。3输入方案 直接在IO口上接按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余口的资源还比较多。4主控制方案 采用AT89C51单片机作为控制器，控制8255实行通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD液晶点阵显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少，硬件也少。耗电也最小整套电路系统由控制系统模块、通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、时间显示模块和自动特种车辆控制模块等组成。 1、主控制系统 2、通行灯输出控制 道口交通灯指示采用高亮度红绿双色发光二极管，左拐、直行、右拐及行人各一个。当发光电流为6mA时，按公式R=(5-1.8)/0.006计算，限流电阻应为510Ω.由于南北通行时双向指示牌相同，因此每个端口应具有12mA的吸收电流能力。 3、时间显示模块 道口通行剩余时间采用高亮红色