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1、青岛大学毕业论文开题报告(模板) 题目：_学院：_ 专业：_ 姓名：_ 指导教师：_ 年月日 2 3 4 5 6 7 青岛大学毕业论文开题报告(模板)篇2 题目:十字路口-交通灯控制系统的设计 院系:机电工程学院专业:测控技术与仪器学生姓名:李虹指导教师:杨杰 2015年3月27日 十字路口-交通灯控制系统的设计 一课题意义 1.1交通灯的历史概况 当今，红绿灯安装在各个道口上，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、蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行，这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国
2、机械工程师纳伊特在伦敦安装了世界上最早的煤气红绿灯。 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，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 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。 1.2单片机控制交通灯的应用现状 由于我国经济的迅速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的交通正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。在这种背
3、景下，结合我国城市道路交通的实际情况，采用有效的方法开发出真正适合我们自身特点的十字路口-交通灯控制系统已经成为当前的主要任务。 单片机具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。由于单片机具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将单片机应用于交通灯系统中。同时，单片机本身还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管共2页 理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。 单
4、片机的智能控制原则是控制系统的核心，采用单片机把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规律分档。这样就可以实现按车流量规模给定绿灯时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤，实现最优控制，从而提高了交通控制系统的效率。十分形象地显示出了单片机在交通灯系统中的实际应用。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，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。 1.3单片机控制交通灯系统的发展趋势 为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化，同时，考虑到单片机具有物美价
5、廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，近年来单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。 随着社会的发展、科技的进步，单片机自动控制系统开始迅速发展，以单片机为核心的各种交通灯控制系统也越来也多。它实用性强，功能齐全，技术先进，使城市交通控制系统成为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，成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 本论文正是以此为出发点，通过分析现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，对单片机控制的交通信号灯模型作了较详尽的介绍，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的单片
6、机设计方案。 1.4交通灯控制系统设计的意义 交通控制系统的研究设计，旨在解决人类交通因需求的增多而日益繁重带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪。 二、方案论证与比较 2.1单片机内部结构 图1-1单片机内部结构图由于单片机的应用场合及系统功能要求不同，用单片机构成的应用系统在规模上、结构上区别很大，大致可分为基本系统和扩展系统两种类型。 2.2给定条件和主要技术要求及设计任务 能根据设定的时间进行十字路口-交通灯的控制，切换的时间设定范围在1秒99秒。 本题目的的要求： 1）设
7、计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行。 2）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3秒，才能变换运行车辆。 3）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。 4）设计节能显示方式。 硬件：1.设计基于单片机的硬件控制电路原理图2.设计稳压电源电路 软件：1.设计交通灯控制软件 2.3交通灯控制设计的总体方案 交通灯的设计可分别利用可编程逻辑控制器（PLC）、单片机或数字电路来实现。 1）方案一： 可编程逻辑控制器（PLC）应用广泛，它能够非常方便地集成到工业控制系统中。其速度快，体积小，可靠性
8、和精度都较好，在设计交通灯中可采用PLC对硬件进行控制，但是用PLC实现价格相对昂贵，因而成本过高。 2）方案二： 单片机构成的应用系统有较大的可靠性。系统扩展、系统配置较典型、规范容易构成各种规模的应用系统，应用系统有较高的软、硬件利用系数。单片机具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现，而且设计时间短，成本低，可靠性高。 3）方案三： 利用纯数字电路。虽然辟免了编程的麻烦，但电路复杂，所用器件较多。经过以上几种方案的分析、比较和总结，我们得出用方案二体现出了它的具体的优势： 1、制作简单，不容易出错，控制精度高、安全系数高。 2、具有良好的电路行为描述和系统描述的能力。 3、价格成本
9、适中。 4、语言使用汇编语言，可读性强。 综上所述，本设计采用方案二。 2.4模块设计方案： （1）显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能，我考虑了两种方案： 方案一：完全采用点阵式LCD显示。这种方案功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。但实现复杂，且须完成大量的软件工作。 方案二：采用LED显示。因为设计只要求倒计时数字输出，考虑到现实情况，用LED显示时间既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。 权衡利弊，决定采用方案二以实现系统的显示功能。 （2）串行口方案 为了通过串口实现PC机与单片机间的双工通信，以便日后交通灯智能控制联网设计有线传输串行通信接口，此方案是指PC
10、机与单片机之间通过电缆线传输数据。有线传输的优势是性能比较稳定，调试简单。 2.4要解决的难点问题 1、三个方向交通灯的逻辑关系及倒计时定时器的设计。 2、节能显示方式的设计。 3、串行通讯口的设计。 4、交通灯控制电路程序的编写。 3、计划进度 完成设计过程每个步骤内容所需的时间段（以周或几周为单位），包括撰写论文和答辩时间。 参考文献1万福君MCS-51单片机原理、系统设计与应用.北京：清华大学出版社， 2015.6 2刘祖明Protel2004入门与提高北京：电子工业出版社，2015.63金杰单片机应用技术基本功北京：人民邮电出版社，2015.6、4万福君等.MCS-51单片机原理、系统设计与应用.清华大学出版社，20155余锡存曹国华.单片机原理及接口-技术.西安电子科技大学出版社,2000.6丁向荣.STC系列增强型8051单片机原理与应用.电子工业出版社，2011.7RD.Middlebrook,Small-SignalModelingofPulse-WidthModulated Switched-ModePowerConverters，ProceedingsoftheIEEE,1988.8翟润平，周彤梅，刘广萍.道路交通控制原理与应用.中国人民公安大学出 版社.2011
