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1、基于SPCE061A的模拟交通灯键盘扫描控制模块设计 完成日期： 指导教师签字： 答辩小组成员签字： 基于SPCE061A的模拟交通灯键盘扫描控制模块设计摘 要随着社会经济的发展，城市交通越来越成为人们不可忽视的问题。人、车、路之间的协调，已经成为交通管理部门主要解决的问题。城市交通控制系统是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，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。而交通信号灯是我们常见的交通管理系统, 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。本方案利用SPCE061A为主控制器，配合交通灯模组
2、V3.0设计的交通灯控制系统。该系统在适当的时候控制点亮绿色、黄色或者红色的LED灯，示意行人或者车辆可以通行或者不可以通行；另外通过数码管倒计时，示意车辆或者行人不可以通行时需要等待的时间或者通行时还有多少的剩余时间。关键词：交通信号灯；SPCE061A；交通灯模组；数码管Analog keyboard scan traffic lights based on SPCE061A control module designAbstractWith the development of social and economic，urban transport has become more and
3、 more important problems that can not be ignored. Coordination between the people, vehicles, roads, has become the traffic Administrative Department of the main problems addressed. Urban traffic control system for urban traffic data monitoring, traffic signal control and traffic grooming in computer
4、 integrated management system, it is a modern urban traffic monitoring and commanding the most important element of the system. Traffic lights are our common traffic management systems, traffic lights appear, so that traffic can be effectively controlled, to ease the traffic flow, enhance road capac
5、ity and reduce traffic accidents have a significant effect.Use SPCE061A as the primary controller for this programme, Module V3.0 meet traffic lights traffic lights control system design. Control point at the proper time of the system of bright green, yellow, or red LED lamp, signal traffic or pedes
6、trians or vehicles can not negotiable; Through the digital countdown, signaling when a vehicle or pedestrian is not negotiable need to wait for the rest of time, or how much traffic there.Key words:Traffic light;SPCE061A;Traffic light module;LED目 录1 绪论11.1研究背景11.2当今国内外交通信号灯控制系统发展状况11.2.1国外交通信号灯控制系统发
7、展状况21.2.2国内交通信号灯控制系统发展状况22 系统硬件设计32.1交通灯功能介绍32.2系统结构框图及硬件连接图42.3路口交通示意图53模块特性简介63.1 SPCE061A简介63.2 SPCE061A精简开发板简介63.3 SPCE061A最小系统73.4交通灯模组V3.0简介84 键盘扫描控制模块94.1 键盘结构94.1.1 独立式键盘结构94.1.2 行列式键盘结构94.2 键盘扫描工作原理104.2.1 逐行（或逐列）扫描法的工作原理104.2.2 线反转法工作原理115 系统软件设计125.1 主程序设计125.1.1 主程序流程图125.1.2主程序代码125.2 子
8、程序键盘扫描控制模块186 系统调试206.1 操作步骤及流程图206.2 系统调试时遇到的问题及解决的方法22参考文献23致谢241 绪论1.1研究背景随着社会的不断发展以及城市化进程的加快，机动车越来越普及，城市所面临的交通问题也越来越严重。交通拥挤以及由之所导致的时间损失、能源消耗、交通事故和环境问题等所造成的巨大损失已成为一个急待解决的难题。解决好城市交通信号灯控制问题将是保障交通有序、安全、快速运行的重要环节。交通是城市经济活动的命脉，对城市经济的发展、人民生活水平的提高都起着十分重要的作用。智能交通系统作为21世纪交通运输体系的发展方向，受到了世界各国的广泛重视，它是解决现代交通拥
9、挤、有效提高道路利用率的根本出路。因此设计新型的交通灯控制系统, 对缓解交通阻塞, 提高畅通率具有十分现实的意义。目前, 为了解决城市交通需求量迅速增加的问题，主要采用以下两种方法: 一是在“硬件”方面, 加强交通基础设施建设, 新建道路、互通立交桥或对现有的公路进行改造以增加车辆通行能力；二是在“软件”方面, 对交通流进行智能化的管理控制, 充分发挥现有路网的通行潜力, 最大程度上使交通流做到有序流动。因此，采用先进的自动化控制方法对交通进行控制成为必须要解决的问题。结合先进的智能控制算法和先进的嵌入式系统研究开发出适合中国国情、性能价格比高的交通控制器成为一项特别紧迫的任务。基于以上描述以
10、及结合我国现阶段自身特点，语音识别系统交通信号灯的研究具有重大的社会意义。本设计是基于SPCE061A语音识别交通信号灯系统，可以在交通信号灯转换过程中加有语音提示，根据各地交警提出不同的语音要求进行个性化的设计，能够有效的减少交通事故的发生，提高道路通行能力，疏导交通的作用。同时与其他的交通灯系统相比该系统更具功能化和人性化。因此语音识别交通信号灯系统必将获得长足的发展。1.2当今国内外交通信号灯控制系统发展状况近百年来，伴随着经济的发展，全球汽车业以惊人的速度发展，汽车已经成为人们日常生活不可缺少的交通工具。但是，随着城市化进程的加快，机动车日益普及，人们在享受机动车所带来的巨大便利的同时
11、，也面临着交通拥挤的烦恼。目前，交通拥挤问题不同程度的普遍存在于各个国家和地区，由此产生了一系列的问题，如环境污染、交通事故频繁发生、交通拥挤等，给国家和人们的生命财产带来了很大的损失。解决交通拥挤的直接办法就是修建更多的路桥以提高路网的通行能力。然而，由于修建路桥的巨额投资和城市空间的严格限制等原因，使这一方法的有效性大打折扣。因此，解决交通问题的最有效的方法之一就是建立城市交通信号灯系统。1.2.1国外交通信号灯控制系统发展状况国外对城市交通信号灯系统研究的比较早，1858年英国伦敦主要街头上就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。
12、1868年英国机械工程师纳伊特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早的煤气红绿灯。它由红绿两色以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1914年电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红黄绿三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯表示“停止”，绿灯表示“通行”。1918年又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。1963年加拿大多伦多市建立了一套使用IBM650型计算机作为交通控制器的集中协调感应控制信号系统，实现了1000多个交通路口的联网，标志着城市道路交通信号灯控制系统的发展进入了一个新的阶段。到目前为止，人们相继完成了很多区域交通控
13、制系统，其中最有代表性的有TRANSYT、SCOOT、SCATS、RHODES等。世近年来，英国、澳大利亚、欧洲和美国等均在某些城市建立了交通信号灯控制系统。在这些系统中，大部分都在各路口附近安装有磁性环路检测器，并由各路口的控制装置或工作人员将交通控制参数通过电话线、电缆、闭路电视线等通讯网络输入微处理器，用小型计算机进行集中控制。1.2.2国内交通信号灯控制系统发展状况我国对城市交通信号灯系统的应用和研究工作起步较晚。随着我国城市道路交通问题越来越严重，政府对城市交通控制系统日益重视并采取相应的解决措施，采用引进与开发相结合的方针，使我国的交通系统在一定程度上起了缓解交通拥挤的作用，提高了
14、城市道路的运行率。我国自上世纪70年代开始自己研发智能交通系统，交通系统中信号机的质量水平有了明显的提高。从整体上看，我国信号机产品制造和研发水平及信号机的技术水平得到了明显提高。国内不少研发机构相继研发建立了一系列的交通系统，其中应用比较成功的有公安部交通管理研究所HTUTC系统、浙大中控ACS系统、青岛海信HICON系统、深圳市自行研发的SMOOTH系统、上海宝康MITCO系统以及金科交通科技JK-C系列小型交通控制系统。这些系统都不同程度的发挥着改善交通拥挤的作用，这些系统跟国外的系统相比，价格有所下降，但是目前还是最主要应用在国内的一些大城市的繁华路口。2 系统硬件设计2.1交通灯功能介绍本方案的交通灯就是一个简易的交通指示灯控制系统， 由一套SPCE061A精简开发板（简称61板）和一套交通灯模组构成，功能有
