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1、郑州轻工业学院郑州轻工业学院 本科毕业设计（论文）智能化交通灯控制系统设计目 录中文摘要英文摘要II1 绪 论11.1 选题背景11.2 选题的现实与研究意义21.3 国内外研究现状及其发展31.3.1 国内外交通控制技术 31.3.2 交通控制存在的问题 51.4 单片机概述62 交通信号灯控制系统的设计.72.1 十字路口交通信号灯具体的控制要求72.2 十字路口交通信号灯示意图82.3 方案的设计与论证92.3.1 电源提供方案 92.3.2 显示界面方案 .102.3.3 输入方案 .103 系统硬件设计113.1 总体设计.113.2 单片机的选择.113.3 单片机的基本结构.13
2、智能化交通灯控制系统设计3.4 单片机外围电路设计.143.4.1 复位电路设计 .143.4.2 外部晶振时钟电路设计 .153.4.3 显示模块电路设计 .164 交通信号灯控制系统程序编制174.1 软件设计应用环境.174.2 软件设计流程.184.3 交通灯定时器模块.194.4 交通灯显示模块.194.5 软件测试.215 绘制 PCB、实物制作与调试 225.1 利用 Altium Designer 6.9 绘制原理图.225.2 硬件电路板的制作.225.3 实物的安装.225.4 实物的调试.23结论24致 谢25参考文献26附录 1 28附录 2 30智能化交通灯控制系统设
3、计I智能化交通灯控制系统设计摘 要由于城市建设的不断需要，现在越来越多的信号灯电路正朝着数字化、小功率、各种系列化、多值化趋势前进，也朝着便于人、车、路三者关系的协调发展趋势前进。利用这种信号灯电路进行交通管理，使交通得到了很好的管制，大大提高了交通通行能力，也明显减少了交通事故。在本系统中，我们采用的单片机是 STC89C52，在整个硬件系统中单片机作为系统的核心部件，是由单片机震荡电路还有复位电路等组成，它作为控制器既能让整个系统工作协调工作，还可以用来处理数据。然后采用模块化进行设计，有单片机控制系统模块、键盘模块、状态显示模块以及倒计时模块等。本系统最大显示的数字是99，是采用两个数码
4、管倒计时计数功能，采用倒计时显示可以清楚的提示路人需要等待的时间，最大的亮点在于拥有友好的人机界面、控制方式比较灵活以及优化的物理结构。总之，本系统在实际应用中非常有效、扩展方面功能强、操作起来较简单。 关键词 STC89C52 单片机/交通灯/倒计时/时间显示智能化交通灯控制系统设计1Design Of Intelligent Traffic Light Control SystemAbstractBecause of the constant need of city construction, more and more signal lamp circuits are moving t
5、owards the trend of digitalization, low power. All kinds of series and multi value are moving in the direction of the coordination of the relationship between people, vehicles, road three. By using the signal lamp circuit for traffic management, the traffic is well controlled, which greatly improves
6、 the traffic capacity, and obviously reduces the traffic accidents.In this system, we adopt the single chip microcomputer is STC89C52. In the whole hardware system micro controller as a core component of the system is by the MCU shock circuit and reset circuit composition, it as the controller can m
7、ake the whole system for the coordination of work, can be also used for processing data. Then use the modular design, there are single-chip microcomputer control system module, the keyboard module, the status display module and the countdown module, etc. The maximum display of the system is 99, is t
8、he use of two digital tube countdown counting function. The countdown display can clearly indicate that passers-by need to wait for the time, the biggest bright spot is to have a friendly man-machine interface, the control method is more flexible and optimize the physical structure.In short, the sys
9、tem is very effective in the practical application, the expansion of the function is strong, easy to operate.KEY WORDS STC89C52 microcontroller, Traffic lights, The countdown, Time display智能化交通灯控制系统设计21 绪 论1.1 选题背景在现代城市建设过程中，交通灯对人类道路交通管理中始终显得极其重要，我国人口众多，随着生活水平的提高及人们生活各方面的需求，导致汽车需求量越来越大，因此汽车工业的发展处于快速
10、增长阶段1。所以也正是因为这些原因想通过限制车辆的增加根本解决不了问题。假如想要采取增加更多的供给和渠道，也就是修建更多道路基础设施这种方式，肯定也是行不通的。因为要考虑到我们生活的环境与现有的资源之间突出的矛盾，大自然有限的资源跟物质财力以及环境的的承受能力都将受到严重的限制。综合分析排除以上限制需求和增加道路设施两种方法之外，我们只能依靠其他方法来满足现实状况的交通需求。随着特设社会主义的建设，我国的经济水平与城市现代化的发展水平越来越高，这也就导致交通的需求与交通量快速增长。在城市中交通拥挤随处可见，不仅导致交通网络严重拥挤，而且道路带来的一些不好的效应也愈来愈多，包括交通拥堵、交通事故
11、频发以及环境严重污染等等。这些问题不能小觑，不仅会成为我国的经济与社会发展中的共同问题也是全球都应该重视的共同问题。愈来愈频发的交通事故、愈来愈拥挤的交通状况、愈来愈严重的环境污染，让世界都因为交通问题而犯愁。为了解决这个问题，常用的还是限制需求与增加道路设施这两种方法，这两个方法都有局限性，都满足不了现实的交通需求。本系统刚好是解除这个矛盾的方法之一。本交通系统非常适用于现在的交通需求，整个地面的交通管理系统是将很多先进的电子与计算机技术有效集成运用而成。这种综合交通管理系统是一种能够在很大区域内，并且可以全方位发挥自己作用的系统，因此这种系统具有及时、准确、非常有效等特点。在对城市交通管理
12、方面可以对城市交通用智能方式进行控制管理，这样一来，道路自然会比以前畅通的多，整个交通通行能力及效率大大提高。在现实交通管理中，要对交通灯进行有效的引导并且要合理控制交通灯的调度，让交通最好保持在一个比较稳定的运行状态，这样就不会碰见有那么多交通拥挤的状况。总之，这种交通管理系统非常适应得了日益增长的交通需求。在环境方面，降低了环境污染程度，节约了能源消耗；在安全方面，交通通行能力得智能化交通灯控制系统设计3到了大幅度的提高，交通事故比以前大大减少，提高了城市交通安全。在本文中就是利用智能控制对十字路口交通灯进行管理，以达到优化交通的目的。1.2 选题的现实与研究意义先是有了城市交通信号控制技
13、术，接着城市道路交通自动控制系统也发展起来了，而自动控制系统与汽车工业是一起发展起来的。但是，在这个过程中，每个发展阶段因为交通问题产生的各种矛盾，使人们把各个阶段最新创造的科技成果应用到让他们头疼的问题当中去交通自动控制。也正是因为如此，交通自动控制技术在这种原因驱使下得到不断发展。从开始发展到现在将近几百年的时间，交通信号灯经历了从原来繁琐的手动到现在简易的自动；以前交通信号灯控制的显示时间一直不变，称为固定配时，到现在交通灯控制的时间可以自行设置，叫做灵活配时；从原来的没有任何感应控制到现在的不再死板的可以有感应控制；从原来的定点单点控制到现在的主干线进行控制。从只能实地小范围控制到现在
14、可以用网络进行长远控制的过程。当初人们研究交通控制问题的时候，目的是为了解决日益增长的交通需求同现实的矛盾的问题。这种矛盾就是现实生活中道路建设是受到限制的，但是交通工具增长的却愈来愈快。为使更多的现代交通工具可以安全有效的利用相应有限的道路资源，不再出现因为没有秩序的抢行抢过等原因而造成很多没有必要的交通堵塞甚至瘫痪等现象。还有，针对现实情况对交通管理进行合理的调整也是十分有必要的。交通网络的状况关乎着整个现代化城市的建设，在现代化城市中占据着重要地位，交通网络如何代表了一个城市如何，代表了一个城市的工业文明水平如何。交通关系着我们每一个人，关系着我们人身财产，时间和安全各方面的利益。因此一
15、个具有优化交通建设的控制技术对环境资源以及人们出行安全等的价值是不容小觑的。只有先保证有不堵塞，不拥挤的交通线路，才能保证让自己顺畅出行，节约时间，物流按时到位，甚至可以延伸生命的通道。现今，城市建设一直在进行中，规模也越来越大，因此，这就提高了人们对城市交通灯的要求，我们要牢记必须结合实际城市交通需要，努力朝着这个需要去不断创新，要全方面去了解交通信号灯，这样我们才能取得更好的发展，这样看来，研究交通信号灯真的是十分重要。智能化交通灯控制系统设计41.3 国内外研究现状及其发展1.3.1 国内外交通控制技术现在我们最常见的就是在十字路口前方的红绿灯，这些红绿灯都被安在十字路口每个方向的正前方
16、，这是每个人都常见也是比较有效果的疏通管理交通车辆的手段，不过在 19 世纪时这种交通控制技术已经出现了。对于交通灯的发展，起源于 1858 年的时候，在那个时候，世界上最早出现的交通信号灯，是用手手动扳的机械式信号灯，这最早的信号灯是出现在英国首都伦敦城市里主要大街的街口，它是靠燃煤气取得光源作为红蓝两种颜色来指挥大街上的马车通行。接着在 1868 年的时候，在英国有位很厉害的机械工程师名字叫纳伊特，他在交通灯发展上创造了一个新的高度，那就是在伦敦一个区的广场上，安装了另一个具有创造性的交通灯，那就是煤气红绿灯，它的创意表现在它的颜色是红绿以旋转式方形的玻璃提灯组成，当然在那个时候，红色跟绿色代表的意义不同，前者是停止，后者是注意。在 1869 年，有个特殊的日子是 1 月 2 号，因为在这一天，一直值得骄傲的煤气灯成果却意外爆炸，结果让无辜的人受到伤害，于是这种交通灯不再使用。煤气交通灯结束了，电气控制的红绿灯出现了，这次是发生在美国，这种交通信号灯比之前有了更大进步，它这种灯也是由三种颜色红黄绿，是利用这三种颜色圆形的投光器组成。在 1914 年在纽约市某大街的
