基于单片机的交通灯控制系统设计毕业论文

基于单片机的交通灯控制系统设计毕业论文

基于单片机的交通灯控制系统设计

I

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摘要

当你路过一个十字路口时，你是否注意到各个方向车辆和行人有有条不紊的通过十字路口。这样井然有序的情境靠什么来实现的呢？靠的是交通灯控制系统。在论文中我使用单片机STC89C51作为主控单元。通过单片机芯片STC89C51的P1口和P2口分别控制东西方向和南北方向红黄绿灯的点亮。通过单片机芯片STC89C51的RXD和TXD控制数码管的显示时间。采用发光二极管来实现交通灯的点亮，由数码管实现时间的显示。该系统不仅仅具有交通灯的基本功能还有倒计时，还可以通过按键在紧急事件中设置为四个方向都为红灯的紧急模式，也可以通过按键在夜晚设置为四个方向都为黄灯的夜间模式。当然也可以通过按键来设置交通灯的倒计时时间，使系统更加符合实际交通情况。

我设计的交通灯控制系统可以较好的模拟十字路口出现的交通状况，使行人和车辆能有序的通行。我设计的系统成本低，操作简单，性能稳定，实用性较强。

关键词：交通灯控制系统单片机 AT89C51 数码管 LED

I

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Abstract

When you pass an intersection, have you noticed that vehicles and pedestrians through the intersection methodical .Such an orderly situation rely on to achieve it? Rely on the traffic light control system. This paper will intr-oduce a single-chip microcomputer ATC89C51 as the main control unit system. Thr-ough the STC89C51 microcontroller chip P1 and P2 port respectively control the east-west and north-south direction red yellow green light. Through STC89C51 microcontroller RXD and TXD control digital tube display time. Light emitting diode is used to realize traffic lights lit, achieved by the digital time display. The system not only has the basic function of the traffic lights and the countdown, you can also through the buttons in the event of an emergency is set to four directions for the red light in emergency mode, can also through the buttons in the night is set to the four directions of yellow light night mode, of course, also can through the button to set the countdown time of traffic light, make the system more in line with the actual situation.

I design the traffic light control system can better simulate the crossroads of traffic, the pedestrians and vehicles to orderly traffic.I designed the system of low cost, simple operation, stable performance, strong practicability.

Keywords: Traffic Light Control System SCM AT89C51Digital pipe LED

II

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目录

摘要 ............................................................... I Abstract ............................................................................................................... I I 绪论. (5)

1系统设计方案论证 (7)

1.1设计方案 (7)

1.2功能概述 (8)

2 系统硬件设计 (8)

2.1交通灯控制系统组成 (8)

2.1.1 ATC89C51芯片 (8)

2.1.2交通灯控制系统构成 (11)

2.2各单元电路模块功能 (12)

2.2.1时钟电路模块 (12)

2.2.2复位电路模块 (12)

2.2.3主控制系统模块 (13)

2.2.4信号灯输出控制模块 (14)

2.2.5时间显示电路模块 (14)

2.2.6系统电源模块电路 (15)

2.2.7 按键输入模块 (15)

3 系统软件设计 (16)

3.1 软件总体流程图 (16)

3.2延时的设定 (17)

3.2.1计数器初值计算 (17)

3.2.2相应程序代码 (18)

4 系统调试分析及结果 (23)

4.1电路板实物的制作 (23)

4.1.1印制电路板PCB图的绘制 (23)

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4.1.2实物的制做 (23)

4.2 系统硬件调试 (24)

4.3 系统软件调试 (24)

4.4 系统总体调试 (25)

结论 (27)

致谢 (28)

参考文献 ............................................................................................................... I 附录1元器件清单................................................................. 错误！未定义书签。附录2总体电路原理图、PCB................................................ 错误！未定义书签。附录3 程序........................................................................... 错误！未定义书签。

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绪论

国内外交通系统发展现状

随着现代社会对交通运输的日趋依赖，交通控制系统受到普遍的重视。近年来，英国、美国等西方国家均在某些大城市建立了智能的交通控制系统。一般的交通控制系统中，大部分在路口装有车辆检测器，由各路口的控制设备或着工作人员将交通控制参数通过电话线、电缆、光纤或无线网络等方式输入到微处理器，用小型计算机控制。尤其是伴随着信息技术的发展，交通控制的概念已从交通管理者的行为改变为交通管理者和道路使用者共同的行为，从而使得交通的最优化向全局最优发展[1]。在这些发展中，除了新设备的应用外，数据的采集、传输、处理、存储与发送等技术的发展也起了关键的作用。与国外先进的控制系统相比，我国的交通控制系统比较落后，目前我国的城市交通有以下问题：管理不力，秩序混乱；没有科学而合理有效的城市交通监控系统。从而造就了道路的通行能力远低于设计时候所预期的要求并且波动性比较大，交通事故发生率高等问题。城市交通的解决方法

城市交通拥挤有人说是因为道路狭窄引起的，所以有些人建议加宽道路或者架设高架桥来缓解交通压力。但是，过不了多久加宽的道路又陷入了拥挤。一般来说新加宽的道路不会改变原来的拥挤状况，很快新的交通量占据新增的道路设施，这部分潜在的交通量受制于以前道路供给而未能得到实现的。

由于加宽道路不能从根本上解决拥挤的城市交通问题，所以就开始寻求新的解决方法。随着人们对控制理论的深入研究与探索以及科技的不断发展，利用微计算机的控制系统对解决交通问题越来越重要。现如今国内外开发了许多交通控制系统为缓解交通压力做出了突出贡献。伴随着人工智能的兴起，人们开始将人工智能引入到交通灯控制系统当中。经过这么多年的实践研究和探索，人们相信智能控制是缓解城市交通问题的强力工具。

课题研究范围及意义

本文利用单片机自动控制交通灯及时间倒计时显示的方法，将整个系统集成在单片机上，使产品具有成本低和轻便性的特点。设计过程包括硬件电路和程序两大部分。硬件电路其结构比较简单，主要包括核心器件ATC89C51单片机，12只二极管组成的模拟交通灯、复位电路、振荡电路、数码管显示模块。单片机开

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