智能交通信号灯控制系统设计

编号:

毕业论文(设计)

题目智能交通信号灯控制系统设计

指导教师xxx

学生姓名杨红宇

学号201321501077

专业交通运输

教学单位德州学院汽车工程系（盖章）

二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录

1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1.

2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1.

3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................

4 4 系统软件程序设计....................................................................................................

5 5 结论和展望................................................................................................................

6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。

杨红宇

要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论

1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

色代表在停车线以外的禁止通行。

1.1.2 交通信号灯的发展现状

目前交通信号灯的种类多种多样，有的应用了CPLD设计实现交通信号灯的控制；有的应用了PLC实现交通信号灯的控制；有的应用单片机实现对交通信号灯的控制。我国的交通信号灯一般情况下设置在十字路口，在醒目的地方用红色、绿色、黄色三种指示灯，加上一个倒计时开控制人车通行。在一般情况下这种信号灯能保障安全，车辆分流也能发挥不错的作用，但是根据现在车流量日益增加的现状还存在着许多不足。比方说车辆放行时间固定，在十字路口经常出现东西和南北方向的车流量相差甚大的情况，这样如何给车流量较多的干道给予较多的放行时间就成了问题。

1.2 本课题研究的背景、目的和意义

随着城市机动车辆的不断增加，在我国许多的大城市出现了交通超负荷状况。自八十年代后期，这些城市修建了高速道路来缓解压力，在刚建好的初期这个决策很好的解决了交通超负荷着状况。但是随着经济的发展，交通量的增长和高速路高昂的费用，高速路没有发挥人们本来预期的效果。如何用合理的方法在大限度的缓解交通压力成为交通管理者和城市规划部门的主要问题。

目前我国城市依然采用的是传统的交通信号灯控制模式，随着城市的不断发展，车流量的不断扩大，传统的交通信号灯出现了缺陷：一是车辆放行时，十字路口经常出现不同车流量干道放行时间相同，易造成车辆堆积，造成交通堵塞；二是当某干道上无车时，正好是干道的通车时间，在这时间内就造成了指挥盲点；三是当这一干道车流量很大时，不能够改变红绿灯的时间来延长这干道的通过时间，造成这干道的车辆不能通过造成堆积。

为了更好的解决这些问题，本文介绍的系统通过传感器检测车流量，用单片机对路口的车流量进行统计，并执行处理程序，来实现智能交通信号灯的控制，达到可以根据车流量来实时控制信号灯。该系统成本低、实用性好、安全可靠、安装方便等优点，具有广泛前景。

1.3 国内外的研究现状

国外发展状况：伦敦首先发明了信号灯，然后由美国进行改造用电脑及其软件使其智

能化，国外已经研究出使用红外线，电磁感应等多种方式来让交通灯智能化，发展相对于我国要早很多。

国内发展状况：我国在交通管理方面水平还欠发展，随着交通需求越来越旺盛，而我国城市交通管理智能化不足。在车辆，道路和交通管理系统，城市交通信号控制系统，城市交通管制中应用人工智能技术，信息采集和信息提供技术等方面都与发达国家有很大差距。近几年，虽然有专人研究，但是应用效果不明显，成本高收益小成了难题。目前我国交通事故仍然频发，城市车辆逐渐增加，运输速度却普遍下降，这需要进一步提高城市交通智能化的强度，疏通城市心脏的血液。

2 智能交通信号灯系统总设计

2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计

图1 交通信号灯设计简图

该实时交通监控系统主要由车辆检测电路、数码显示电路、电源、以及交通灯控制系统等几个部分组成。交通灯控制模块作为本系统的核心部分, 采用AT89C51 为CPU, 对整个系统进行控制和管理。本模块从车辆检测模块接收车流量信息, 并对接收到的信息进行综合分析和处理,产生相应控制信息控制倒计时显示电路、状态灯显示电路。当有紧急情况产生时,可及时中断当前的控制状态, 对意外情况进行特殊处理。

1、采用AT89C51单片机作为控制器。其具有两个十六位定时器/计数器，五个中

断源，便于对车流量模块的中断检测。32个I/O借口，使具有足够的借口来驱

动数码管及交通灯。外存储器寻址范围ROM、RAM64K，方便系统扩展。其

中T0，T1口可以对外部外冲进行实时的计数操作，所以可以方便车流量的检

测信号的输入。

2、采用数码管与点阵LED结合的办法，因为设计要求既要倒计时数字输出，又

要有状态灯输出，考虑实际情况又方便观看，用数码管和LED灯分别显示时

间和状态信息。

3、市面上车流量检测的方法多种多样，主要有遥感微波检测器、电磁感应检测器、

红外线检测器三种。只是第一张精度虽高，但是受环境影响大，而且造价昂贵，

随意不选用。第二种需要将感应器埋于地下，对已经建设好的道路需要重修，

施工量大而且对交通影响很大，所以也不采用。第三种设计比较简单，而且造

价不高，权衡之下，红外线检测仪器是不错的选择。红外线检测器是利用检测

物对光束的遮挡或反射，通过同步回路检测的物体有无。物体不仅仅限于金属，

只要能反射光线的物体都可以被检测。光电开关把输入电流在发射器上转换光信号发

射出，接收器再根据接收的光线强弱或者有无对目标物体进行探测。当汽车经过

光扫描区域的时候，部分或者全部光束被遮挡，来实现对汽车辆数据的检测。红

外线扫描装置提供了车辆的轮廓扫描解决方案，并提供车辆的分离信号，并且还能

同时检测挂钩是否存在以及其位置，由于光产品的高速响应，当汽车速低于100

公里/小时的时候，系统可以对车辆间距0.3米的车辆实现可靠的分离检测并抓取

到车辆的轮廓数据，当车速低于200公里/小时的时候，对车辆的间距0.6米的车

辆实现可靠的分离检测并抓取到轮廓数据，系统可以自动分类超过100种车辆的类型，

车辆自动分类准确度超过99%。

2.2 功能要求

实现单片机智能交通信号灯系统的正常启动有如下功能要求：

1、倒计时显示是体香驾驶员在信号灯发生改变的时间、在“通行”和“停止”之

间作出合适的选择。行人和驾驶员都愿意选择有倒计时的显示方式控制交通

灯的信号改变，并且一直认为有倒计时的路口更加安全。倒计时显示是减轻

驾驶员在信号灯颜色改变时做出错误判断的机率，它能提醒驾驶员颜色即将

发生改变，在“通行”和“停止”之间作出适当的选择。

2、车流量检测模块作为单片机智能交通系统的足本组成，在智能交通系统中有着

举足轻重的地位。这个系统采用单片机、车流量传感器、外围器件来实现。

3、手动设置时间模块，系统可以跟据车流量来自动调整以外还能根据键盘来调

整，增加了人为可控性，可以避免意外情况的发生。在特定情况下可以把所

有灯都设置成为红灯。

3 系统硬件组成

1、实现这个系统单片机是必不可少的，下面就来介绍一下AT89C51单片机：AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时器等组成。

a)中央处理器：中央处理器也叫CPU，使整个部件的核心，是8位数据宽度处理器，

能对8位二进制位数据和代码进行处理，CPU负责指挥、调度和控制整个系

统协调工作，完成数据运算和信号的输入输出等。

b)程序存储器：AT89C51共有4KB容量，用于存放用户的程序，原始数据和表格。

c)数据存储器：AT89C51内部有128个8位存储单元和128个专门的寄存单元，他

们统一编址，专用的只能存放控制指令，用户只能访问不能修改和存放，因而

用户能够使用的只有128个，可存放可读可写的数据。

d)I/O口：AT89C51共有4组8位I/O口分别是P1、P2、P3、P4，用于对外部数据

的传输。

e)定时器/计数器：AT89C51共有两个16位的可编程的定时器/计数器，实现计数或

者定时产生的中断，用于控制程序的转向。

f)全双工串行接口：AT89C51内置一个这样的接口，用于和其他设备间的数据传递。

g)中断系统：AT89C51共有两个外中断、两个定时器/计数器中断和一个串行中断，

可以满足不同控制的要求。

h)时钟电路：AT89C51内置最高频率达12MHz时钟电路，用来整个单片机运行的脉

冲的时序，但AT89C51单片机需要外置振荡电容。

单片机结构有两种，一种是数据存储器和程序存储器分开的，即哈佛结构，另一种是采用计算机的程序存储器和数据存储器合为一体的结构，即普林斯顿结构。

AT89C51单片机是哈佛结构形式。

AT89C51引脚：采用40Pin封装的双列直接DIP结果，40个引脚，其中正电源线和地线两根，外置振荡时钟线两根，4组8位一共32个I/O口，中断口的线与P3口的线重复用。

2、红外线传感器这里用的是其中的光传感器，也就是光电开关，是光电接近开关的简称。它利用的就是被检测物体对光的遮挡和反射，由同步回路选择通路，进而检测物体有无。通过同步回路检测的物体有无。物体不仅仅限于金属，只要能反射光线的物体都可以被检测。光电开关把输入电流在发射器上转换光信号发射出，接收器再根据接收的光线强弱或者有无对目标物体进行探测。如图2所示：

图2 光电接近开关工作原理简图

发送器对目标发射光束，发射的一般来源于半导体光源，发光二极管、激光二极管以及红外发射二极管。

通过不间断发射的光束或者改变的脉冲宽度，接收器由光电二极管、光电三极管、光电池组成。接收器

前面装有光学元件等，后面是检测电路，能过滤出哪些是有效信号。

光电开关分类如果按检测方式分可以分为反射式、对射式和镜面反射式三种。对射式检测的距离比较远，

可以检测半透明的物体。反射式工作距离被限定在光的聚焦处附近，受到的背景影响大。镜面反射式反

射距离远，适合远距离检测，可以检测半透明物体。

光电开光随着我国工业的发展，光电开光被广泛的采用。应用领域也在日益扩大，采用集成电路技术和SMT表面安装工艺制作的最新光电开关，具有展宽、延时、外同步、可靠性强等功能。这种新的光电

开光所使用的冷光源有红色光、红外光、蓝色光等，可无损的检测和控制。现在的光电开关具有体积小，

功能多、精度高、检测距离远以及抗干扰能力强等优点。

3数码管：是一种半导体材料的发光器件，基本单元式发光二极管。分段式的数码管由分布在同个平面

上的若干个发光笔画组成。其基本结构是PN结，用发光二极管来拼成显示数字。数码管的每个线段都

是一个发光二极管，所以这种数码管也叫做LED数码管或则LED七段数码显示管。

4、电源电路：选取三端稳压器来作为电路电源，其种类主要有两种：一种是输出稳压是固定不变

的，称之为固定输出三端稳压器；另一种输出的电压是可以调节的，称之为可调输出三

端稳压器。其实基本原理相同，都是采用串联型的稳压电路。在线性集成的稳压器中，

由于三端稳压器只有三个端子，具有外接元件比较少，性能稳定，价格适中等优点，所

以得到了广泛的应用。

5、系统设计

4系统软件程序设计

4.1主程序流程图楷体，1.5倍行距

4.2程序设计

程序清单：

ORG 0000H

LJMP 100H

ORG 000BH

LJMP T0_INTERUPT

ORG 100H

EAST_GREEN DATA 70H

EAST_YELLOW DATA 71H

EAST_RED DATA 72H

CAR_NUMBERS DATA 73H

MOV 73H,#20 ;车流量初值START: MOV DPTR,#TAB

MOV P3,#00H

MOV SP,#60H

MOV R3,#250 ;中断延时15S

MOV R4,#00H ;

MOV TMOD,#01010001B

MOV TH0,#15H

MOV TL0,#0A0H ;60MS初值

MOV TH1,#00H

MOV TL1,#00H

MOV IE,#82H ;开放T0中断

SETB TR0

SETB TR1

SETB P3.5 ;I/O口输入数据前需将其先置1

LOOP: CLR P3.7 ;中断检验位清0

MOV A,CAR_NUMBERS

CJNE A,#25,LOOP1

LOOP1: JNC STATE1

CJNE A,#15,LOOP2

LOOP2: JC STATE3

LJMP STATE2

STATE1: MOV EAST_GREEN,#40 ;车流量大于25时，显示状态1 MOV EAST_YELLOW,#5

MOV EAST_RED,#25

LJMP STATE

STATE2: MOV EAST_GREEN,#30 ;车流量处于15和25之间，显示状态2 MOV EAST_YELLOW,#5

MOV EAST_RED,#25

LJMP STATE

STATE3: MOV EAST_GREEN,#50;车流量小于15时，显示状态3

MOV EAST_YELLOW,#5

MOV EAST_RED,#45

LJMP STATE

STATE: MOV R0,EAST_GREEN ;东西绿灯，南北红灯

STATE_1: LCALL T0_BCD

LCALL DISPLAY

LCALL DELAY_1S

DJNZ R0,STATE_1

STATE_2: MOV R0,EAST_YELLOW ;显示黄灯

MOV P1,#11101110B ;低电平有效，东西由绿灯变为红灯时才需要亮黄灯，南北继续红灯

STATE_22: LCALL T0_BCD

LCALL DISPLAY

LCALL DELAY_1S

MOV P1,#11111110B

MOV 74H,#100

W AIT1: DJNZ 74H,W AIT1

MOV P1,#11101110B

DJNZ R0,STATE_22

STATE_3: MOV R0,EAST_RED ;东西红灯，南北绿灯

MOV P1,#11110011B

STATE_33: LCALL T0_BCD

LCALL DISPLAY

LCALL DELAY_1S

DJNZ R0,STATE_33

STATE_4: MOV R0,EAST_YELLOW ;显示黄灯，南北由绿灯变为红灯时才需要亮黄灯，东西继续红灯

MOV P1,#11110101B

STATE_44: LCALL T0_BCD

LCALL DISPLAY

LCALL DELAY_1S

MOV P1,#11110111B

MOV 74H,#100

W AIT2: DJNZ 74H,WAIT2

DJNZ R0,STATE_44

LJMP LOOP

T0_BCD: MOV A,R0;BCD转换

MOV B,#10

DIV AB

MOV R1,B ;个位数值

MOV R2,A ;十位数值

RET

DISPLAY: ;静态显示

LOW_DIS:MOV A,R1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A

HIGH_DIS:MOV A,R2

MOVC A,@A+DPTR

MOV P2,A

RET

T0_INTERUPT:PUSH ACC

DJNZ R3,AGAIN

MOV R3,#250

INC R4

CJNE R4,#4,AGAIN ;车流量检测周期15*4=60S

SETB P3.7 ;检验中断是否发生

MOV R4,#00H

MOV CAR_NUMBERS,TL1

MOV TL1,#0

MOV TH1,#0

AGAIN:MOV TH0,#15H

MOV TL0,#0A0H

POP ACC

NOP

NOP

RETI

DELAY_1S:MOV R7,#10;延时1s程序

DEL1:MOV R6,#200

DEL2:MOV R5,#248

DJNZ R5,$

DJNZ R6,DEL2

DJNZ R7,DEL1

RET

TAB:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,

DB 6dh,7dh,07h,7fh,6fh

END

第4章系统仿真与调试

4.1 系统仿真

4.1.1 Protues仿真软件简介

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与仿真软件。Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真51系列、A VR，PIC等常用的MCU及其外围电路（如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IC 器件）。本文基于Proteus6.7SP3和KEIL uVision3软件。运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)数字电路、模拟电路、数模混合电路，是目前唯一能实现对51、PIC、A VR、HC11等处理器的仿真软件。该软件的特点是：

(1)集原理图设计、仿真和PCB设计于一体，实现从概念到产品的完整开发工具。

(2)具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真，是独一无二的支持处理器与外围电路的协同仿真电路设计软件。

(3)具有全速、单步、设置断点等多种形式的调试功能。

(4)具有各种信号源和电路分析所需的虚拟仪表，是电类教学实验与创新的平台。

(5)支持Keil C51 uVision2、MPTLAB等第三方的软件编译和调试环境。

(6)具有强大的原理图到PCB板设计功能，可以输出多种格式的电路设计报表。

4.1.2 仿真原理图

Proteus软件具有仿真功能，要仿真首先要绘制原理图。点击图标打开Proteus软件，进入绘图界面后点击按扭，点击出现的元件列表框上方的按扭，在出现的“pick device”中的“keywords”下面的框中输入元器件的名字，或者在category中找到元器件的名字；双击元器件名称或者点击，在元件列表框中就会出现所选的元器件。再点击按扭，在元件列表框中选择地线和电源。选好所有的元器件后单击元件列表中的图标就可以把所需要的元件放入编辑窗口中，调整元件的位置，并把地线和电源放入编辑窗口中，最后进行连线。通过在T1口接入一个开关，模拟光电开关信号，手动控制开关的脉冲数，即为需要模拟的车流量，从而达到仿真效果。系统仿真图如下：

4.1.3 加载仿真程序

单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Go”选项，（或者使用快捷键F5），然后再单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Stop Running”选项（或者使用快捷键Esc）；再单击“View”菜单，再在下拉菜单中单击“Serial Windows #1”选项，就可以看到程序运行后的结果。

单击“Project”菜单，在下拉菜单中单击“”单击“Output”中单击“Create HEX File”选项，使程序编译后产生HEX代码，供下载器软件使用，把程序下载到AT89C51单片机中[4]。

4.1.4 系统仿真

单击仿真界面左下方的开始按扭，仿真就开始了。具体仿真过程如下：

①当交通灯开始工作后，执行默认状态，系统自动进入状态Ⅱ：东西方向绿灯，南北方向红灯，

倒计时30秒，然后东西黄灯5秒，南北保持红灯5秒，紧接着东西红灯，南北方向

绿灯，倒计时25秒后，南北亮黄灯5秒，东西保持红灯状态5秒后，重新扫描；仿真结果如图所示：

图4.2 默认状态仿真图

②当手动按下开关，频率小于15次/分时，执行状态Ⅲ：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时50秒，然后东西黄灯5秒，南北保持红灯5秒，紧接着东西红灯，南北方向绿灯，倒计时45秒后，南北亮黄灯5秒，东西方向保持红灯状态5秒后，

重新扫描；仿真结果如图所示：

图4.3 状态Ⅲ仿真图

③当手动按下开关，频率大于15次/分，小于或等于25次/分，执行状态Ⅱ：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时30秒，然后东西黄灯5秒，南北保持红灯5秒，紧接着东西红灯，南北方向绿灯，倒计时25秒后，南北方向亮黄灯5秒，东西方向保持红灯状态5秒后，重新扫描；仿真结果如图所示：

图4.4 状态Ⅱ仿真图

④当手动按下开关，频率大于25次/分，执行状态Ⅰ：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时40秒，然后东西黄灯5秒，南北保持红灯5秒，紧接着东西红灯，南北方向绿灯，倒计时25秒后，南北亮黄灯5秒，东西保持红灯状态5秒后，重新扫描；仿真结果如图所示：

智能交通信号灯系统的设计

智能交通信号灯系统的设计 发表时间：2016-05-30T16:34:43.267Z 来源：《基层建设》2016年2期作者：刘景平卜亚洲杨小军颜志坦 [导读] 东莞麦可龙医疗科技有限公司 523656 海每小时创造财富2亿元，据此推算，15个城市每天损失近10亿元人民币。从上面数据我们发现交通拥堵是巨大的经济浪费。 刘景平卜亚洲杨小军颜志坦 东莞麦可龙医疗科技有限公司 523656 摘要：当今中国的汽车飞速发展，私家车也前所未有的达到高峰，面对固定道宽的公路。不断飞速增量的汽车与有限的公路宽度的矛盾就迅速明显起来，目前最重要的就是努力调和现有资源进行最大程度的整体调度，尽可能的提高汽车行驶的顺畅度。本文即为解决此问题而设计的智能交通信号灯系统，通过实时监控，对车流量实时采集，通过CPU调度中心进行智能调控，进行智能信号灯的交替变化，而给予驾驶者一个有效的实施导向，从而使汽车流进行最大程度的行驶顺畅度。 关键词：智能交通信号灯；汽车流；行驶顺畅度 1、背景 上个世纪八十年代中国的汽车就开始发展，直到今日汽车的增长量已经势不可挡，国家信息中心日前发布的报告显示，2007年我国汽车市场产销量达830万辆，总体增长率达16.3％。中国汽车消费量占全球总消费量的12％左右，仍维持全球第二大市场的地位。报告同时指出，原来预计2020年超过美国成为全球第一大汽车市场的目标有可能在2015年提前实现。这样一个可怕的增长速度，对于有限的公路必须需要一种有效的交通调度方式。 早在2004年美国TTI（Texas Transportation Institute）交通年度报告，全美85个主要城市因交通拥堵损失37亿小时的时间和23亿加仑的汽油浪费。还有根据中国科学院研究，2010年中国百万人以上的50座主要城市，这些城市的居民平均单行上班时间要花39分钟。中国15座主要城市居民每天上班单行比欧洲多消耗288亿分钟，折合4.8亿小时。上海每小时创造财富2亿元，据此推算，15个城市每天损失近10亿元人民币。从上面数据我们发现交通拥堵是巨大的经济浪费。 目前交通信号灯比较死板，绿灯红灯交替变化的时间都是固定，无论塞车还是顺畅都是一成不变的，这就不可以很顺畅的调节到车辆。 2、解决概况 当两个事物配合使用的时候，当其中一个事物是变化的，如果另外一个事物是固定的，这无疑问就会产生不匹配的情况。 那么怎么样才可以使两个事物相互配合，做到游刃有余呢？那么必定是当一个事物变化的时候，通过某种工具或者规律来对另外一个事物进行实时调整调度以满足那个变化实物的变化，才会起到一个和谐融洽的相互配合关系。 车辆与交通信号灯就是这两种相互配合的事物，当车辆不断的变化的时候，信号灯却不形成任何与车辆的互动，而按自己的规律和行程交替运转，这就会导致没有实时性。例如，一条十字路口纵向的车几乎没有，而横向的车却在严重塞车，那么在这种情况下是不是需要把纵向的绿灯时间分给横向的绿灯一些呢？还有，当在上班时间或者下班时间，基本上车流量都是一个方向的，那么是不是应该把某个方向的绿灯时间分给其他方向或者左转等方向一些呢？等等。 下面我们就具体的方案来改进目前的交通信号灯系统。 3、智能交通信号灯的设计 首先通过车流量实时监测模块进行实际车流的采集，然后通过无线数据传输系统，传至大数据调度中心，通过大数据分析计算，从而得到有效的调节数据控制交通信号灯的显示，并且实时备份数据并上传数据。框图如下： 3.1、车流量监测系统 车流量检测系统是非常重要的部分。目前主要有三种车流量判断方式，电磁感应装置法、车流信息的超声波检测法，还有基于机器视觉的车流量检测法。超声波检测精度不太高，容易受车辆遮挡或者人的干扰，检测的距离短，一般在10m左右，本设计的车辆检测器采用地感线圈检测方案。地感线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。地感线圈Ll埋在路面下，通有一定工作电流的环形线

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图

交通信号控制系统解决实施方案

交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。

（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。

?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导

的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，

智能交通灯系统设计样本

智能交通灯系统设 计

智能交通灯系统设计 1.背景及意义 1.1.目的与意义 随着社会经济的发展，城市交通问题也越来越引起人们的关注，交通堵塞也成为人们每天必须面正确问题；交通堵塞不但浪费大量的时间，而且排队过程中刹车和怠速会浪费能源，同时也造成空气污染，如何有效的降低城市交通堵塞，协调好人、车、路三者之间的关系，已成为各大城市面临的难题之一。交通灯系统作为交通系统中的重要元素，对缓解交通堵塞扮演者重要角色。随着现在社会的飞速发展，红绿灯在道路上比较普遍，几乎每个路口都会出现，特别是较大的路口，变换时间周期更长，效率低。因此，如何保证紧急车辆在道路上不受红绿灯的限制但又不闯红灯，使之畅通无阻的行驶，这便成为亟待解决的问题。本文主要针对这些问题，提出了智能交通灯系统的设计，该系统能够智能合理地设置红绿灯的时长以及相位的切换，就能够减少一个周期内十字路口前排队的车辆，从而有效地缓解交通堵塞。1.2.国内外现状 交通灯诞生于19世纪的英国，1958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。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上安装了煤气红绿灯。19 ，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。19 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按在地下，车辆接近时，红灯变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯是按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能觉察到有人要过马路。红外光束能把红灯延长一段时间，推迟汽车放行。信号灯的出现，对交通进行有效管理，疏导交通流量、提高了道路通行能力，减少交通事故具有显著效果。欧洲及日本在交通灯的研究上起步较早，美国于上世纪九十年代才开始逐渐重视智能交通信号控制系统的研究。 20世纪70年代末，澳大利亚成功研制出了SCATS系统，该系统采用分层控制，以饱和度和综合量为主要依据，分别对信号周期、相位差和绿信比进行优选，该系统没有建立数学模型而是根据情况从各种已经制定的方案选择最优的方案，可是该系统配时方案有限。20世纪70年代初，英国研制出了SCOOT系统，该系统是一种自适应系统，采用小步长渐进寻优的办法，以使配时参数随交通流量改变而作适量调整，从而短期内适应交通流量的变化趋势，以防止因配时突变而引起的车流不稳定。 ，英国推出了全面升级的SCOOT摄像技术智能交通灯系统，该系统采用的是视频摄像技术，经过自动计算需要过马路的人群数量来调整相应的红绿灯时间。当检测到大量的行人在等待，系统会自动延长绿灯放行的时间，让人们有充分的时间过马路。另

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现

基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现

诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 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STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量

Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow

智能交通灯控制系统的设计

智能交通灯控制系统的设计

前言 1.1 概述 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制日新月益的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是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，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的出现，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。 随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识，掌握单片机的应用技术具有重大的意义。 1.2 基于单片机的智能交通灯控制系统设计的意义 国内的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，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1.经常出现的情况是某一车道车辆较多，放行时间应该长一些，另一车道车辆较少，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，例如，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。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它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。

智能交通灯系统设计

智能交通灯系统设计 1.背景及意义 1.1.目的与意义 随着社会经济的发展，城市交通问题也越来越引起人们的关注，交通堵塞也成为人们每天必须面对的问题；交通堵塞不但浪费大量的时间，而且排队过程中刹车和怠速会浪费能源，同时也造成空气污染，如何有效的降低城市交通堵塞，协调好人、车、路三者之间的关系，已成为各大城市面临的难题之一。交通灯系统作为交通系统中的重要元素，对缓解交通堵塞扮演者重要角色。随着现在社会的飞速发展，红绿灯在道路上比较普遍，几乎每个路口都会出现，尤其是较大的路口，变换时间周期更长，效率低。因此，如何保证紧急车辆在道路上不受红绿灯的限制但又不闯红灯，使之畅通无阻的行驶，这便成为亟待解决的问题。本文主要针对这些问题，提出了智能交通灯系统的设计，该系统能够智能合理地设置红绿灯的时长以及相位的切换，就能够减少一个周期内十字路口前排队的车辆，从而有效地缓解交通堵塞。 1.2.国内外现状 交通灯诞生于19世纪的英国，1958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。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上安装了煤气红绿灯。1914年，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。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按在地下，车辆接近时，红灯变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯是按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能觉察到有人要过马路。红外光束能把红灯延长一段时间，推迟汽车放行。信号灯的出现，对交通进行有效管理，疏导交通流量、提高了道路通行能力，减少交通事故具有显著效果。欧洲及日本在交通灯的研究上起步较早，美国于上世纪九十年代才开始逐渐重视智能交通信号控制

基于单片机的智能交通灯控制系统设计

沈阳理工大学应用技术学院 基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 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STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量

Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow

智能交通信号灯系统设计

智能交通信号灯系统设计 摘要 交通信号灯是一种重要的交通指示工具。它能够指示通过交叉路口的机动车辆和过往的人群有序地通行，是维系道路交通顺畅，减少道路堵塞的主要工具之一。针对传统交通信号灯存在不能根据车流量大小自动调节通车时间的缺点，本文提出了以单片机为主控制器，超声波传感器测车流量的新型智能交通信号灯模拟控制系统的方案。本论文设计的智能交通信号灯模拟控制系统采用AT89C51单片机为控制器，以URF04超声波模块检测实时通行的车流量，通过RS-485传输线通讯，主控制器根据从控制器反馈回来的信息，实时调整通行时间，可以有效地疏导交通。 关键词交通信号灯智能单片机

目录 1. 绪言.................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 智能交通信号灯控制系统概述 (1) 1.2 交通信号灯的应用及其发展趋势 (1) 2. 系统控制器及外围数字电路IC芯片简介 (3) 2.1 系统整体电路框图 (3) 2.2 AT89C51单片机简介 (4) 2.3 LED显示器 (8) 2.3.1 LED数码管显示器的结构原理 (8) 2.4 超声波收发模块 (10) 2.4.1 超声波测距原理 (10) 2.4.2 超声波收发模块简介 (11) 2.5 74LS138译码器 (12) 2.6 74LS373锁存器 (13) 2.7 74LS04反相器 (13) 2.8 MAX485收发器 (14) 3. 硬件系统设计 (15) 3.1 交通信号灯控制方案选择 (15) 3.2 硬件电路设计 (16) 3.2.1 通行时间显示电路 (16) 3.2.2 单片机时钟电路 (18) 3.2.3 单片机复位电路 (19) 3.2.4 人行道信号灯控制电路 (19) 3.2.5 机动车道信号灯控制电路 (20) 4. 软件系统设计 (21) 4.1 主机程序流程图 (21) 4.2 C语言程序设计 (23) 4.2.1 1秒钟程序设计 (23) 4.2.2 LED数码显示器程序设计 (24) 5. 系统调试与结果分析 (24) 5.1 硬件调试 (24) 5.2 软件调试和下载 (25) 5.3 结果分析 (26) 致谢.......................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。附录一主机系统电路图...................................................................... 错误！未定义书签。附录二电路源程序.............................................................................. 错误！未定义书签。

智能交通信号灯设计毕业论文

智能交通信号灯设计毕业论文 目录 1 绪论 (1) 1.1 交通灯控制器的研究背景 (1) 1.2 交通灯控制器的研究意义 (2) 1.3 交通灯控制器的发展前景 (3) 2 总体设计方案 (5) 2.1 设计思路 (5) 2.2 系统总框图 (6) 2.3 系统工作原理 (6) 3 硬件设计 (8) 3.1 系统设计 (8) 3.2 主控模块设计 (8) 3.2.1 STC89C51部结构 (9) 3.2.2 STC89C51单片机的I/O口功能 (10) 4 软件设计 (22) 4.1 编程语言 (22) 4.2 控制程序设计 (23) 4.3 主程序模块 (24) 4.4 定时器T0 (25) 4.5 按键子程序设计 (28) 4.6 显示程序模块 (31)

5 调试与检测 (34) 5.1 硬件调试 (34) 5.2 软件调试 (35) 5.3 软硬联试 (35) 5.4 性能测试结果 (35) 6 结论 (37) 参考文献 (38) 谢辞 (39) 附录A：系统原理图 (40) 附录B：系统实物图 (41) 附录C：系统元件清单 (42) 附录D：系统源程序 (43)

1 绪论 1.1 交通灯控制器的研究背景 交通信号灯关系着人们的生命和财产安全，目前，红绿灯安装在各个路口上，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，蓝两色的扳手式信号灯，用以指挥车马通行。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。它由红绿两块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。1914年，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，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿色亮表示“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，当车辆接近时，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喇叭，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，左右转弯车辆都必须让合法地正在路口行驶的车辆和过人行道的行人优先通行。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。

交通信号控制系统技术方案.doc

交通信号控制系统技术方案 智能交通信号控制系统技术方案目录一、交通信号控制系统综述-3-1.1系统设计原则-3-1.2系统建设依据-5-1.3交通信号控制系统组成-5-二、交通信号控制系统功能指标-8-2.1交通信号控制器-8-2.1.1交通信号控制器功能-8-2.1.2交通信号控制器指标-10-2.2交通信号控制系统-12-2.2.1交通信号控制系统组成-12-2.2.2系统功能-14-2.2.3区域自适应控制-15-三、交通信号远程控制系统-17-3.1详细配置信号机运行数据-17-3.2信号机实时控制-23-3.3信号机运行状态-24-3.4系统故障状态-25-3.5警卫线路-25-3.6实时流量-25-3.7流量查询-26-四、区域自适应优化控制-28-4.1系统控制策略-28-4.1.1单点感应控制-30-4.1.2单点自适应控制-30-4.1.3干道绿波控制-30-4.1.4感应式协调控制-38-4.1.5区域自适应控制-39-4.1.6拥堵控制-42-4.1.7潮汐车道控制-43-4.1.8优先控制-43-4.2路网组态模块-44-4.3参数配置模块-45-五、道路交通信息采集系统-54-5.1系统总体设计-54-5.2信息采集分系统设计-55-5.3交通数据综合处理-57-六、交通信号控制器-59-6.1故障检测-60-6.2防雷措施-61-6.3信号机机箱防护-62-6.4手持式交通信号控制器-62-6.5信号机结构介绍-64-6.7安装说明图-64-6.8信号机实际效果-73-一、交通信号控制系统综述根据城市发展的一般规律，在城市发展与演变过程中，交通工具的增长速度通常远高于城市道路和其他交通设施的增长，在经济快速发展的年代，城市交通往往面临着巨大的压力与挑战。

智能交通信号灯

智能交通控制系统的设计 一、设计目的与任务 1、设计目的：“控制系统课程设计”是自动化专业集中实践性教学环节中的专题实验，属必修课。“控制系统课程设计”要求学生掌握单片机的基本知识和自动控制系统设计的基本原理。通过实验使学生能够较熟练地设计基于单片机的控制系统的各个环节和完整系统，熟练掌握系统的调试和控制器参数的整定方法。巩固和深化理论教学内容，培养学生的工程实践技能，综合运用所学专业知识解决实际问题的能力。 2、设计任务: 基于单片机设计智能交通控制系统。 二、课题内容与要求 1、课题内容 假设十字路口有两组交通灯，每一组各有红、黄、绿三种颜色的指示灯，分别管理南北通道A和东西通道B，需要根据车流量大小控制相应信号灯的变化和时间。用单片机做控制器设计一个智能交通控制系统。 2、课题要求 基于单片机的智能交通控制系统的具体要求： 1．模拟南北通道A和东西通道B的车流量。 2．正常情况下轮流放行，其中南北通道A绿灯30s, 东西通道B绿灯15s，每道从绿灯切换为红灯时，应有5s黄灯时间。 3．当某个通道的绿灯时间还有5s范围内，如果该通道车流量突然增加到设定的阈值，将该通道的绿灯时间延长20s，同时改变另一通道信号灯的状态。 4．A道设置一个行人过街按钮，当该按钮按下时，B道显示黄灯5s后转为红灯，A道黄灯5s后转为绿灯，然后按照正常A道绿灯程序执行。（此处需仔细考虑多种情况） 5.设置一个紧急按钮，当此按钮按下时，两道均5s黄灯后显示红灯，紧急车辆通过后，恢复原来的信号灯状态，且原来的计时时间累计。 三、课题设计 1、总体思路 本文根据STC90C516RD+单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，提出了一种用单片机自动控制交通灯以及时间显示的方法，同时给出了软硬件设计的方法。设计的过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要设计问题都有涉足。本系统采用单片机作为核心控制器，通过阈值

智能交通灯控制系统的设计

唐山学院 单片机原理课程设计 题目智能交通灯控制系统的设计 系(部) ****系 班级%$%$% 姓名#### 学号^^^77889 指导教师%%^&&&& 2013 年2 月25 日至 3 月8 日共 2 周 2013年 3 月8 日

课程设计成绩评定表

单片机原理课程设计任务书

摘要 交通灯是现代交通非常重要的一个组成部分，，一套好的交通灯系统往往对提升城市交通运输效率，降低事故发生率有至关重要的影响。 本系统由单片机系统、交通灯演示系统、按键系统、中断系统以及时钟电路、复位电路组成。本文设计的智能交通灯系统采用PROTEUS设计与仿真，程序的编译与调试采用Keil C51来实现。 本文所设计的智能交通灯采用了单片机AT89C51,选用了LED灯和多位数码管来模拟显示的交通灯切换状态。本系统除了实现最基本的交通灯功能以外，还有用来应对紧急情况的功能，这就是中断系统所实现的在有特定需要的情况下实现对交通灯状态的控制。对于提高城市交通效率有非常重要的作用。 关键词:交通灯单片机PROTEUS仿真

目录 摘要................................................................... I 1绪论. (1) 2设计方案简述 (2) 2.1实现主要功能 (2) 2.2设计方案与意义 (2) 3详细设计 (3) 3.1系统硬件电路设计 (3) 3.2 AT89C51芯片简介 (3) 3.3芯片74LS237介绍 (6) 3.4单元电路设计 (7) 3.5系统整体设计电路 (9) 3.6系统软件功能设计 (9) 4PROTEUS与Keil C51的操作 (12) 4.1硬件电路图的接法操作 (12) 4.2单片机系统PROTEUS设计与仿真过程 (13) 4.3仿真结果 (14) 5总结 (18) 参考文献 (19) 附录主要程序代码 (20)