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1、毕毕 业业 论论 文文 设设 计计 论文 设计 题目 基于单片机的智能交通灯控制系统论文 设计 题目 基于单片机的智能交通灯控制系统 姓姓 名名 刘新户 学学 号号 10050202035 院院 系系 机电工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化 年年 级级 10级 指导教师指导教师 张清枝 年年 月月 日日 目目 录录 摘摘 要要 1 ABSTRACTABSTRACT 2 第一章第一章 绪绪 论论 3 1 11 1单片机交通控制系统的选题背景单片机交通控制系统的选题背景 3 1 21 2单片机交通控制系统选题的现实意义单片机交通控制系统选题的现实意义 3 1 31 3国内外研究现状及其发
2、展国内外研究现状及其发展 5 1 3 11 3 1国内外交通控制技术国内外交通控制技术 5 1 3 21 3 2交通控制存在的问题交通控制存在的问题 8 第二章第二章 方案设计及论证方案设计及论证 9 2 12 1 方案设计论证方案设计论证 9 2 1 1 交通灯控制系统的总体方案设计交通灯控制系统的总体方案设计 9 2 2 交通灯控制系统硬件框图交通灯控制系统硬件框图 9 2 3 交通灯控制系统工作原理交通灯控制系统工作原理 9 第三章第三章 交通灯控制系统硬件设计交通灯控制系统硬件设计 11 3 1 系统硬件组成及原理图系统硬件组成及原理图 11 3 2 单片机单片机AT89C51 11
3、3 2 13 2 1 AT89C51AT89C51的主要性能的主要性能 11 3 2 23 2 2 AT89C51AT89C51的引脚功能的引脚功能 12 3 2 33 2 3 AT89C51AT89C51的内部结构的内部结构 15 3 3各模块电路各模块电路 19 3 3 1 主控制系统主控制系统 19 3 3 2 车辆检测电路车辆检测电路 20 3 3 3 通行灯输出控制通行灯输出控制 20 3 3 4 时间显示电路时间显示电路 20 3 3 5特种车辆自动通行电路特种车辆自动通行电路 21 3 3 6盲人提示音电路盲人提示音电路 22 3 3 7 电源电路电源电路 22 3 4 LED显
4、示接口电路显示接口电路 22 3 4 1 LED显示器简介显示器简介 22 3 4 2 74HC244缓冲器芯片介绍缓冲器芯片介绍 23 第四章第四章 交通灯控制系统软件设计交通灯控制系统软件设计 25 4 14 1 软件设计思路及流程图软件设计思路及流程图 25 4 1 1 主程序主程序 25 4 1 2 定时中断服务程序定时中断服务程序 25 4 1 3 特种车辆自动放行中断服务程序特种车辆自动放行中断服务程序 27 4 1 4 车辆检测中断服务程序车辆检测中断服务程序 28 4 2 存储器及存储器及I O口接口地址口接口地址 29 4 3 LED显示电路有关编程显示电路有关编程 29 第
5、五章第五章 交通灯控制系统的调试交通灯控制系统的调试 30 5 15 1调试及性能分析调试及性能分析 30 5 1 1红绿灯控制程序红绿灯控制程序 30 5 1 2特殊车辆通行时红外线检测电路的调试特殊车辆通行时红外线检测电路的调试 30 5 1 3车辆检测电路的调试车辆检测电路的调试 30 参考文献参考文献 31 心得体会心得体会 32 致致 谢谢 33 附录附录1 1 系统原理图系统原理图 34 附录附录 2 2 源程序源程序 35 0 摘摘 要要 交通控制系统是近现代社会随着物流 出行等交通发展产生的一套独特的 公共管理系统 要保证高效安全的交通秩序 除了制定一系列的交通规则 还 必须通
6、过一定的科技手段加以实现 本文在对目前交通控制进行深入分析的基 础上 运用检测传感 实时调整智能化控制的实现技术 将传感器监测 实时 调整车辆通行时间的算法与单片机控制作用相结合 提出了基于单片机的交通 控制系统设计方案 本文研究的是以AT89C51单片机为控制器的智能交通灯控制系统 该系统通 过红外接收器接收信号实现特种车辆 119 120等 自动放行 通过车辆检测 电路采集路况信号 经单片机处理后 分配各车道的绿灯时间 实现车流动态 调节 并由74HC244驱动LED数码管显示通行倒计时 左拐 右拐 直行及行人 的通行指示灯采用双色高亮度发光二极管 设计中还添加了声音提示电路 方 便盲人过
7、人行道 本设计是以软件和硬件相结合的方式来实现 文中给出了具 体的硬件电路图和软件流程图及程序源码 关键词 关键词 智能交通灯 AT89C51 车辆检测 74HC244 LED 1 AbstractAbstract Traffic control system is a modern society with logistics travel etc of traffic development a unique set of public management system To ensure the effective safety traffic except for a series
8、of traffic rules still must through certain technological means to achieve Based on analysis of traffic control based on real time detection sensor adjust the implementation technology of intelligent control real time monitoring sensor adjust vehicles time algorithm and single chip microcomputer con
9、trol function is proposed which combines the traffic control system based on single chip design scheme This paper is based on AT89C51 microcontroller as the intelligent traffic light controller control system which receives the signal to achieve special vehicles via infrared receiver 119 120 etc is
10、automatically released collect traffic signal vehicle detection circuit processed by the microcontroller green time allocated for each lane to achieve dynamic regulation of traffic by 74HC244 drive access LED digital display countdown turn left turn right go straight and pedestrian traffic lights wi
11、th two color high brightness light emitting diodes the design also adds voice prompts circuit to facilitate the blind over the sidewalk The design is based on a combination of software and hardware to achieve the paper gives a detailed circuit diagram of the hardware and software flow chart and prog
12、ram source code Keywords Keywords intelligent traffic lights AT89C51 vehicle detection 74HC244 LED 2 第一章第一章 绪绪 论论 1 11 1单片机交通控制系统的选题背景单片机交通控制系统的选题背景 随着人口快速的增多 交通工具的爆炸性的发展 以及道路资源的有限性 交通控制就应运而生 在人类的生活 工作环境中 交通扮演着极其重要的 角色 人们的出行都无时不刻与交通打着交道 自18世纪工业革命以来 工业 发展带动整个交通运输的发展 从而催生了单独的交通控制学问与管理机构 交通控制系统是近现代社会随着
13、物流 出行等交通发展产生的一套独特的 公共管理系统 要保证高效安全的交通秩序 除了制定一系列的交通规则 还 必须通过一定的技术手段加以实现 现代人类科学技术 特别是电子科学技术 的发展和成熟能比较好的解决系统建立中硬软件方面要求的技术难题 目前 交通控制方面的研究能完全实现自动智能化 甚至将整个区域整合成一个统一 的系统范围 还能根据正常时段以及特定突发时段的情况进行科学的自动调整 交通对于社会的工业经济和人们的生活生产中有着十分重要的意义 随着 单片机和传感技术的迅速发展 自动检测领域发生了巨大变化 交通自动监测 控制方面的研究有了明显的进展 并且必将以其优异的性能价格比 逐步取代 传统的交
14、通控制措施 1 21 2单片机交通控制系统选题的现实意义单片机交通控制系统选题的现实意义 城市道路交通自动控制系统的发展是以城市交通信号控制技术为前导 与 汽车工业并行发展的 在其各个发展阶段 由于交通的各种矛盾不断出现 人 们总是尽可能地把各个历史阶段当时的最新科技成果应用到交通自动控制中来 从而促进了交通自动控制技术的不断发展 3 早在1850年 城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的 关注 世界上第一台交通自动信号灯的诞生 拉开了城市交通控制的序幕 186 8年 英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色的煤气照 明灯 用来控制交叉路口马车的通行 但一次煤气爆
15、炸事故致使这种交通信号 灯几乎销声匿迹了近半个世纪 1914年及稍晚一些时候 美国的克利夫兰 纽 约和芝加哥才重新出现了交通信号灯 它们采用电力驱动 与现在意义上的信 号灯已经相差无几 1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交 通信号灯 这是城市交通自动控制的起点 早期的交通信号灯使用 固定配时 方式实行自动控制 这种方式对于早 期交通流量不大的情况曾起过一定的作用 但随着汽车工业的发展 交通流量 增加 随机变化增强 采用以往那种单一模式的 固定配时 方式已不能满足 客观需要 于是一种多时段多方案的信号控制器开始出现并逐步取代了传统的 只有一种控制方案的控制器 20世纪30年代初
16、 美国最早开始用车辆感应式信号控制器 之后是英国 当时 使用的车辆检测器是气动橡皮管检测器 车辆感应控制器的特点是它能根据检 测器测量的交通流量来调整绿灯时间的长短 使绿灯时间更有效地被利用 减 少车辆在交叉口的时间延误 比定时控制方式有更大的灵活性 车辆感应控制 的这一特点刺激了车辆检测器技术的发展 继气动橡皮管式检测器之后 雷达 超声波 光电 地磁 电磁 微波 红外以及环形线圈等检测器相继问世 当今在城市道路交通自动控制 交通监测和交通数据采集系统中 应用最广的 是环形线圈车辆检测器 超声波检测器主要在日本等少数国家得到广泛应用 计算机技术的出现为交通控制技术的发展注入了新的活力 更是实现了以 一个城市或者更大地域 而非简单的一个路口的交通总体控制系统 1952年 美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了对交通信号机 网的配时方案自动选择式信号灯控制 而加拿大多伦多市于1964年完成了计算 机控制信号灯的实用化 建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号协调控 制系统 成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市 这 是道路交通控制技术发展的里程碑
