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1、基于单片机的智能交通灯控制系统系统设计摘 要道路交通灯也就是我们常说的红绿灯，这是很常见的一种实时控制系统。我们日常出行的时候在路口都能看到。交通灯系统包括了一般的测控系统常用到的功能，它不但有利于道路的通畅，还可以减少交通事故发生。它主要由按键输入、时钟控制、显示和串口通信等组成。这里，我先对现在的交通系统的基础上进行分析，然后运用检测传感和实时调整的智能化技术，把传感器检测、车辆实时监测与单片机的作用相结合，设计出了基于单片机的智能交通灯控制系统的方案。 基于8051单片机的智能交通灯控制系统由8051单片机、交通灯显示、LED倒计时、车流量检测及调整、违规检测、紧迫处理、时间模式手动控制
2、等模块构成。使用单片机控制的交通灯包括了车辆通行和等待时间的倒计时显示、正常的工作模式、限行模式、禁行模式等基础功能。该系统除交通灯具有的基本功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、紧急车辆强行通过、车流量检测及调整、交通异常情况的判断和处理等相关功能。本文主要做了如下工作：先确定总的设计然后进行硬件电路和显示电路的设计。关键词：交通控制，/*传感检测*/，矩阵键盘，AT89S51，倒计时显示。AbstractTraffic control system is a modern society with logistics, travel etc of traffic developme
3、nt a unique set of public management system. To ensure the effective safety traffic, except for a series 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 int
4、elligent control, real-time monitoring, sensor adjust vehicles time algorithm and single-chip microcomputer control function is proposed, whichcombines the traffic control system based on single chip design scheme.The 8051 microcontroller control system consists of the traffic lights display, 8051 m
5、onolithic integrated circuits, and LED the countdown, traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules. In addition to the basic traffic function outside, still have time to manually set, can pass the countdown, car that forced through traffic, inspection and adjustmen
6、t, transportation and processing abnormal discriminant functions. Theory shows that the system can simple, economic and effective relieves traffic, improve the crossroads capacity.This design mainly do the following aspects: one is the work of the traffic control system design, including the crossro
7、ads, specific design and system should be restricted with each function, two is that the sensor, the hardware circuit design of the circuit and the basic function and requirement. Key Words: traffic control, sensing detection, displayand countdown ，AT89S511 绪 论1.1单片机交通控制系统的选题背景人们常说交通是一个都市的命脉，对城市的交通、
8、经济、生活、发展都起着重要的作用。其实事实就是如此。近年来随着科技得进步和人口的增长，人们日常出行的交通工具越来越多，现在出门几乎都有自己的交通工具，所以道路的拥堵就显现出来了，尤其是上下班的高峰时期，拥堵特别的严重。尤其是近年来人们生活水平的快速提高，这一现象日益严重。那么怎么解决这一问题呢？那么便是交通灯。这就引出了交通控制系统。那么什么是交通控制系统呢？交通控制系统是近现代社会跟着物流、出行等交通进步产生的一套独特的公共管理系统。合理的交通系统可以有效的维护正常的交通秩序。合理的交通规则需要一定的技术手段加以实现。目前，交通控制方面的研究能完全实现自动化、智能化，能将整个区域合成一个总的
9、系统。甚至还能根据突发时段的情况进行合理的调整。目前大多数的交通系统缺乏一种真正的交通响应控制策略。智能化和集成化毫无疑问是城市交通信号控制系统的发展趋势。因此，研究基于单片机的智能交通信号控制系统具有很高的实用价值。1.2 交通灯国外发展概况如今，安装在各个街道上的红绿灯已经成为维护交通秩序最常见的手段。其实这一技术最早在19世纪就已出现在了伦敦的街头。世界上最早的红绿灯是在1858年，当时的英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红绿灯。它使用红蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥交通。而后在1868年，英国的机械工程师纳伊特进行了改进，其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
10、早的煤气红绿灯。它以旋转式方形玻璃提灯组成，红色代表“停止”，绿色代表“注意”。然而在1869年1月2日，这种煤气灯发生了爆炸，致使警察受伤，于是便被取消。紧接着电气时代的到来使得电气启动的红绿灯出现。最早的使用该技术红绿灯出现在1914年美国纽约市5号大街的一座高塔上。其由红绿黄三色圆形的投光器组成，红灯亮代表“停止”，绿灯亮代表“通行”。这种红绿灯使用起来并不是很方便，于是在1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。到了1963年加拿大多伦多市建立了一套使用IBM650型计算的集中协调感应控制信号系统，从而标志着交通信号系统的发展进入了一个新的阶段。之后，美国、英国、德国、日本、澳
11、大利亚等多家相继建成数字电子计算机区域交通控制系统。到80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多个，代表了未来交通控制的发展方向。各个时期典型交通信号系统得特征如附表所示。简称时间国别城市名称控制路口数信号周期检测器控制方式点控1868英国伦敦燃气色灯单/1914美国克利夫兰电力色灯单/1926英国各城市单点定周期自动信号机单定/自动1928美国各城市感应式自动信号机单定气压式自动线控1917美国盐湖城手控干道协调系统6个定/人工线控1922美国休斯顿电子计时干道协调系统12个定/电动1928美国各城市步进式定时干道协调系统多个（线）变/电动面控1952美国丹佛市模拟计算机交通信号控制
12、系统多个（网）变气压式计算机1963加拿大多伦多数字计算机集中协调感应控制信号系统多个（网）变电磁式计算机在西方发达国家，交通控制系统已基本上完成了由传统的交通控制系统向智能交通控制系统ITS的转变，然而我国才刚刚处于起步阶段。1999年，我国成立了全国智能交通系统(ITS)协调指导小组及办公室，同年，又成立了全国智能交通运输系统(ITS)专家咨询委员会，其中，同济大学、清华大学、北方交通大学、航空航天大学、工业大学、东南大学等高校的有关专家为咨询委员，并启动了国家“九五”科技攻关课题和国家“十五”科技攻关课题。目前，在对一些大中型城市引入的国外ITS进行研究的基础上已经逐渐开始摸索开发设计适
13、合自己国情的ITS系统。 2 单片机交通控制系统总体设计2.1单片机交通控制系统的通行方案设计 由于交通灯设计时有正常通行、东西限行、南北限行、全部禁行四种模式，每种模式的信号灯切换方式都不一样，因此我们下面分析这四种模式的信号灯切换方式。但是切换时有一个原则需要我们记住：先停止正在通行的方向，然后放行被停止的方向。一般的十字路口都分为东西方向和南北方向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向就会禁行，持续一定的时间，经过短暂的过渡时间后，将通行禁行方向对换。其具体的状态如下图所示。黑色代表灯亮，白色代表灯灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态4然后循环至状态1，如此循环。我们把这四个状态归纳如
14、下图所示：图2.1 交通状态切换图（1）东西方向黄灯灭，同时红灯亮，南北方向红灯灭，同时绿灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。（2）东西方向红灯仍亮，南北方向红灯灭，黄灯亮，倒计时4秒。此状态下，东西方向仍然禁止通行，南北方向除了已经驶过停车线的车辆可继续前进外，其他所有的车辆都需停止前进。（3）东西方向红灯灭，绿灯亮，南北方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30s。在此状态下，东西方向可以通行，南北禁止通行。（4）东西方向绿灯灭，黄灯亮，南北方向红灯仍亮，倒计时4秒。此状态下，东西方向除了已经驶过停车线的车辆可以继续前行外，其他所有车辆都需停止前进，南北东西方向任然禁止通
15、行。如下表：表2.1 交通状态及红绿灯状态状态1状态3状态4状态6东西向禁行等待变换通行等待变换南北向通行等待变换禁行等待变换东西红灯1100东西黄灯0001东西绿灯0010南北红灯0011南北绿灯1000南北黄灯0100表中从左到右表示时间的流逝方向，在初始状态时东西方向绿灯亮30s，然后黄灯亮4s，最后红灯亮34s，而南北方向则从初始状态开始先红灯亮34s，然后绿灯亮30s，最后黄灯亮4s，接着周而复始。2.2 南北限行方式 按照交通运行规则，南北限行的方式应该是南北方向的红灯亮，禁止通行，东西方向的绿灯亮，可以通行。当南北限行的按键被按下后，先判断此时的交通状态，如果南北方向此时已经处于红灯状态，单片机肯定是发出让南北方向继续保持红灯，东西方向继续保持绿灯的指令，如果此时交通状态是南北方向在通行，则
