单片机十字路口交通灯控制器设计.doc

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1、.课程设计报告课程设计名称：十字路口交通灯控制系统系部名称：软件学院学生：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：2013学年第一学期.目录第一章引言1第二章系统总体方案12.1交通管理的方案论证12.3系统工作原理3第三章系统硬件设计33.1AT89C51单片机简介43.2时钟电路43.3八段LED数码管显示电路43.4红外对管检测电路53.5驱动和放大电路53.6交通指示灯电路5第四章系统软件设计64.11秒的设定和T0定时器64.2东西、南北路口红外检测中断子程序74.3黄灯闪烁5s子程序74.4检测车流量与显示子程序74.5报警子程序8第五章结论8参考文献8.第一章引言交通运输是

2、城市功能活动的命脉，它直接影响社会经济、生产与生活的各个方面。我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后。道路拥挤、阻塞现象及交通事故常有发生。如何利用当今自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，提高车辆速度，减少交通事故是值得我们研究的新课题。交通灯是城市交通中的重要指挥系统，它与人们日常生活密切相关。随着人们生活水平的提高，对交通管制也提出了更高的要求，因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。本设计旨在设计出一款良好的交通灯控制系统来改善交通紊乱问题，目的性强，也具有很强的现实意义。国外学者对这一学科也早有研究，控制

3、方案各种各样，并且各有优缺点。从1868年英国伦敦首次使用燃汽色灯信号以来，城市交通信号机由手动到自动，交通信号由固定周期到可变周期，系统控制方式由点控到面控，从无车辆检测器到有车辆检测器，经历了近百年的历史[1]。到1963年加拿大多伦多市建立了一套使用IBM650型计算的集中协调感应控制信号系统，从而标志着城市道路交通信号系统的发展进入了一个新的阶段。之后，美国、英国、德国、日本、澳大利亚等多家相继建成数字电子计算机区域交通控制系统，这种系统一般还配备交通监视系统组成交通管制中心。在西方发达国家，交通控制系统基本上完成了由传统的交通控制系统向智能交通控制系统ITS（Intellig

4、entTransportsystems）的转变[2]。而在我国，智能交通系统则刚刚处于起步阶段。在20世纪90年代初，我国的相关学者开始意识到研究和开发ITS的重要性。到90年代中期，由于受到国外ITS研发的影响，政府部门也开始重视对ITS的研究。基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要进行如下方面的研究：用智能，集成，且功能强大的MCS-51系列单片机中的AT89C51为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥该路口的实时通行状态。本设计除了有红、黄、绿信号灯状态控制能实现基本的交通功能外，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功能，“看门狗芯片”保护

5、功能，违规检测及处理、键盘可设置等强大功能，以方便人们的生活需求。第二章系统总体方案2.1交通管理的方案论证2.1.1方案设想东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间[5].。设东西道比南北道的车流量大，指示灯燃亮的方案见表2.1。表2.1　指示灯的燃亮方案60S5S80S5S……东西道红灯亮黄灯亮绿灯亮黄灯亮……南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮黄灯亮……表2.1说明：（1）当东西方向为红灯，此道车辆和行人禁止通行；南北道

6、为绿灯，此道车辆和行人通过。时间为60秒。（2）黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过。时间为80秒。东西方向车流大通行时间长。（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。2.1.2显示控制方案这里同样讨论了两种方案：方案一：采用静态显示。静态显示由于占用较多的接口，在单片机设计中常采用串行扩展来完成。该方案占用接口资源多，显示亮度由保证，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，实用于并行接口资源较少以及对显示没有要求的场合。方案二：采用动态显示。LED动态显

7、示硬件连接简单，比较节省I/O接口，但其亮度不如静态显示方式，且动态扫描的显示方式在显示位数较多时，CPU要依次扫描，需占用CPU较多的时间。在该系统中由于单片机除了扫描89C51芯片外没有太多的实时测控任务，故本设计中采用动态扫描方式。2.2交通灯控制的功能要求本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示，车流量检测及调整，交通违规处理等功能。（1）倒计时显示倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色