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1、毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书( (理工类理工类) ) 学生姓名： 专 业： 电子信息 班 级： B06211 学 号： 指导教师： 职 称： 完成时间： 2010.6.20 毕业设计(论文)题目： 基于 51 单片机的交通管理系统设计与仿真 纵向课题（ ）理论研究（ ） 教师科研 课 题 横向课题（ ）应用研究（ ） 教师自拟课题（）应用设计（） 题目来源 学生自拟课题（ ） 题目类型 其 他（ ） 注：请直 接在所属 项目括号 内打“” 总体设计要求： 1、 红绿灯管理 1 当南北方向亮绿灯时(表示允许南北方向直行或左转弯通过十字路口)，东西方向应亮红灯； 反之亦然； （
2、2）设有“自动/手动”开关对信号灯进行控制。当“自动”时，东西方或南北方的红绿灯应每隔 30s 交替显示且红绿灯信号显示时间相等； （3）在交替之前，从第 6s 开始黄灯亮，至交替结束； （4）当“手动”时，能人工控制两个方向的红绿色信号的交替显示; （5）有“急停”和“急停恢复”功能。 2、 时间牌管理 1 当开关由“手动”转向“自动”时，时间牌应从“00”开始； （2）当开关在“手动”或“急停”时，时间牌数码管熄灭。 3、用 Multisim 实现系统的设计和仿真 工作环境及技术条件： 计算机一台，51 单片机，Multisim 软件，有关的技术手册 工作内容及最终成果： 1 分析交通管理
3、系统的设计要求，理解该系统的工作原理； 2 完成系统硬件结构设计； 3 完成管理系统软件设计（应用汇编语言）； 4 完成软硬件联调和仿真分析； 5 做出使用说明书 时间进度安排： 1、第七学期第 6 周第 15 周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译 2、第七学期第 16 周第 17 周，开题报告审阅、答辩 3、第八学期第 1 周第 3 周，分析交通管理系统的设计要求，理解该系统的工作原理 4、第八学期第 3 周第 7 周，完成系统硬件结构设计和软件设计（应用汇编语言） 5、第八学期第 8 周第 11 周，完成软硬件联调和仿真分析 6、第八学期第 12 周第 15 周，做出使用说明
4、书，完成毕业设计论文 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字： 年 月 日 北华航天工业学院 摘 要 城市交通灯控制系统的核心是基于AT89C51。本系统由以下模块组成：交通灯正常 显示模块，倒数示范模块，紧急情况处理模块，特殊类型车辆检测模块，语音提示模块 和当前交通模块。交通灯显示模块的正常工作，根据交通规则用于指示车辆和行人；进 入倒计时示范模块可以显示车辆和行人要等待的剩余时间；紧急情况处理模块，具有处 理紧急情况下由交警控制交通的作用；特殊类型车辆检测模块控制特种车辆检查，如救 护车，警车；语音提示模块是用来提醒路人。单片机将分析所有的信号并控制交通灯和 倒计时
5、正常工作。 关键词：关键词： AT89C51 单片机 智能交通灯控制 Abstract In this design, the control core oft he city traffic light is based on MCU AT89C51the electric circu it is composed of the following modules：the normal indication module of traffic light，the countdown demonstration module，the emergency case processing modu
6、le，the special type vehicle detect module，the voice hint module and the adjustment to the current traffic moduleThe normal indication module of traffic light ale used to indicate the vehicle and the passerby move according to the four traffic rule；The countdown demonstration module Can show the left
7、 time that the vehicle and the passerby have to wait; the emergency case process module have the function of processing the emergency case controlled by the traffic police；the special type vehicle detect module is using for examining the special vehicle，such as ambulance，police wagon, the voice hint
8、 module are used to remind the passerby of dangerThe MCU will analyze all the signals and control the traffic light and the countdown demonstration work normally keywords：MCU AT89C51 Intelligent traffic control 目 录 第第 1 1 章章 绪论绪论 .8 1.1 课题背景及国内外研究概况8 1.2 单片机系统概述9 1.3 课题的建立以及本文完成的主要工作9 第第 2 2 章章 单片机技
9、术概述单片机技术概述 .10 2.1 单片机简介及发展10 2.2 单片机的选择 11 2.21 单片机的定义 11 2.2.2 主要特性 11 2.2.3 管脚说明 11 2.2.4 芯片擦除 13 第三章第三章 设计要求具体分析设计要求具体分析 .15 3.1 设计要求 15 3.2 方案比较设计与论证 15 3.2.1 交通管理系统硬件电路设计 15 3.2.2 交通管理系统软件设计（汇编程序）设计 15 第第 4 4 章章 系统软件概况及系统设计系统软件概况及系统设计 .19 4.1 KEIL软件简介 19 4.1.1 软件概况 .19 4.1.2 程序界面 .19 4.2 MULTI
10、SIM软件简介20 4.3 PROTEUS软件简介.22 4.4 交通管理系统仿真分析 24 4.4.1 系统仿真 24 4.4.2 各子程序及仿真结果 24 4.4.2.1 20 秒子程序.24 4.4.2.3 40S子程序.27 4.4.2.4 50S子程序.29 4.4.2.5 60S子程序.31 4.4.2.5 急停子程序32 4.5 小结33 第第 5 5 章章 结论结论 .34 致致 谢谢 .35 参考文献参考文献 .36 基于单片机的交通灯设计 第 1 章 绪论 1.1 课题背景及国内外研究概况 科学技术的进步推动了交通工具的现代化，社会经济的发展则导致了交通量的急剧 增长并进而
11、加剧了交通拥挤与阻塞的严重程度，城市交通的规模复杂性特征、传统交通 控制方法的局限性及日臻成熟的人工智能技术的推广应用正引发城市交通控制系统的又 一次革命，智能交通系统作为解决实际巨型复杂系统问题的方法论，在城市交通管理与 控制领域具有相当的应用潜力，因此成为近年来受人瞩目的应用研究领域，并向产业化 方向迅猛发展。 随着社会经济的不断发展和人们生活水平的普遍提高，整个社会对交通运输的需求 日益增加。虽然世界各国政府已经或是正在大量投入财力于交通基础设施的建设，但交 通状况恶化及其伴生的安全事故、空气污染等一系列问题越来越困扰着有关的政府当局。 交通运输对经济发展的制约作用不同程度地普遍存在于每
12、个国家和地区，如何解决大城 市周围地区交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题之一。 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。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方 面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富，先修路” ，但路修好 了如果在交通控制方面做不好，道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成 部份的交通信号灯也应国际化。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的 关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城 市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通
13、信号灯控制与交通疏导的计算机综合管 理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不 断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80 年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有 效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控 制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了 城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如 何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与 匝道、城区同周边
14、地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待 解决的主要问题。以下就交通灯控制系统的电路原理、设计和实验调试等问题来进行具 体分析讨论。 1.2 单片机系统概述 近年来单片机技术发展的非常迅速，有单片机做成的产品外围元件很少，能实现的 功能却很广，广泛应用于工业，农业，交通等，因而越赖越受人们的喜爱。兼于此，特 用单片机89C51设计此电路。本电路可实现倒计时功能。其中单片机控制的交通灯控制 系统就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、 提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控 制方向发展。 1.3 课题的建
15、立以及本文完成的主要工作 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：用单片机芯 片为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥该路口的通行状态。 本设计主要做了如下几方面的工作： 一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及 系统应拥有的各项功能，在这里，本设计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。 二是进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机汇编语言编写，对单片机 内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了 软件的编写。 本文主要实现功能如下： （1）信号灯受一个起动
16、开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南 北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。 （2）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。 （3）南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S 时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S 时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。 （4）东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄 灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。 （5）周而复始。 第 2 章 单片机技术概述 2.1 单片机简介及发展 单片机是一种集成在电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的 中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计 时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器 等电路）集成到一
