智能交通信号灯处理系统设计

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1、智能交通信号灯处理系统设计导师:***答辩人:***专业:*****论文框架研究背景总体方案硬件电路软件电路结论12345研究背景随着人口快速的增多，交通工具的爆炸性的发展，以及道路资源的有限性，交通控制就应运而生，在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们的出行都无时不刻与交通打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展带动整个交通运输的发展，从而催生了单独的交通控制学问与管理机构。交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列

2、的交通规则，还必须通过一定的技术手段加以实现。现代人类科学技术，特别是电子科学技术的发展和成熟能比较好的解决系统建立中硬软件方面要求的技术难题。目前，交通控制方面的研究能完全实现自动智能化，甚至将整个区域整合成一个统一的系统范围，还能根据正常时段以及特定突发时段的情况进行科学的自动调整。交通对于社会的工业经济和人们的生活生产中有着十分重要的意义。随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，交通自动监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的交通控制措施。总体方案（

3、1）确定交通系统具体的通行方案，规定东西向和南北向车辆的行止状态和时间分配，以及要求其他多功能的实现。（2）以ATMEL(爱特梅尔)公司的AT89S51单片机为核心进行系统硬件设计，输入量包括：车流量，按键状态和违规检测传感信号；输出控制交通信号灯亮灭状态及时间，以及LED数码管倒计时显示。（3）在车流量检测系统中采用模糊控制方法，这需要知道被控对象的数学模型，进行清晰化，具体化。因此，必须实施调查确定车流量少,中，多所要求的具体数量，然后经过单片机控制器的相关算法及处理确定红绿灯亮灭时间。硬件电路电源电路由于单

4、片机工作时需要的+5V电压,所以在设计电源电路时,需要一个电子元件能提供+5V电压违规检测电路在红灯和黄灯期间，车辆是禁行的，为了对那些违反规则的车辆进行检测，本系统设计中只是使用了普通光敏二极管。蜂鸣电路本设计采用一般蜂鸣器，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，当连接到单片机上的引脚输出为低电平，PNP导通，蜂鸣器蜂鸣；当连接到单片机上的引脚输出高电平时，PNP截止，蜂鸣器停止蜂鸣。紧停按键和违规信号传感器连接到外部中断引脚INT1，P3.6捕获到一个低电平，则进入该中断，中断程序中先把蜂鸣器P3.7端口置0，

5、启动蜂鸣。并且等待恢复键F键按下，然后关闭蜂鸣返回。复位电路时钟脉冲电路单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。本系统采用11．0592MHz晶振，电容选30pF。本设计中复位方式采用上电按键手动复位方式，时钟采用内部时钟。系统刚上电时，单片机内部的程序还没有开始执行，需要一段准备时间，也就是复位时间。一个稳定的单片机系统必须设计复位电路。当程序跑飞或死机时，也需要进行系统复位。八段LED数码管L

6、ED8段数码管的设置为每个方位上的一对为显示器。四个方位上总共用8个LED接在单片机的IO口上。虽然路口不一样，但是显示的时间在数字上是一样的，所以两边连接的IO口是对称的。因为输出口较少的原因，所以每个十位，个位的数据的传输必须采用动态扫描的方式，因为人眼的视觉原因，人们会认为是同时点亮的.按键控制本设计设置了有3个键：S键，J键，F键。每个按键一端接地，另一端接上拉电阻。低电平有效，当按键按下端口接地，单片机捕获到低电平，从而知道相应的输入信息。车流量检测电路我们设计一套科学检测车流量而自动调整绿灯放行时间(

7、需设定上、下限)的控制系统,这样无疑会大大提高车辆通过率,有效缓解交通压力。我们在每车道车辆等待线的前方都安装一个霍尔车辆检测传感器,当有一辆车通过时就会使霍尔开关型传感器的磁场发生变化,而产生一个脉冲电平,脉冲电平送给单片机的计数器处理,给单片机的计数器定一个初值,用来判断各方向车辆状况。本系统的特点是成本低,控制准确。总电路图软件电路按键处理程序和50ms扫描程序流程图系统总流程图结论本设计主要亮点在于除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又要求了对车流量检测及自调整

8、模拟功能，违规检测及处理，紧急状况处理和键盘可设置等强大功能。真正实现了只能化。在十字路口的四侧共设置2个传感器。分别检测两个方向的车流量，车流量检测不是最终目的，在每半个循环周期，系统会检测到两个方向的车流量数据，除以时间，那么就可以得到单位时间的车流量，然后比较两个方向单位时间车流量多少，以确定下一次循环红绿灯时间，达到调整的目的。谢谢大家！