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1、开题报告电气工程及其自动化基于单片机的交通灯控制系统设计一、课题研究意义及现状随着社会经济的飞速速发展，世界各国的大中城市的交通问题越来越引起人们的关注。现在，人们生活水平的提高，私家车也越来越多。人，车，路的协调，已经成为交通管理部门急需解决的重要问题之一。所以，如何采取合适的控制方法，最大限度利用有限的道路资源，缓解城市主干道与城区以及城市周围的交通拥堵状况，越来越成为亟待解决的问题。经过查阅各种书刊，我们将利用单片机设计一种控制交通灯的方案，以缓解现在的交通压力。目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD 设计实现交通信号灯控制器的方法；有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计；有应用单片
2、机实现对交通信号灯设计的方法。目前，国内的交通灯一般设在十字路口没在醒目的位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制路上行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但是根据实际行车过程中出现的情况，还是存在缺陷：两车道的车辆交替放行时间相同且固定，在十字路口上，经常一个车道为主干道，车辆比较多，放行时间应该长些；另外一个车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。针对这种交通拥挤，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术，对软件和硬件设计方案进行修改，使其能够对车流量的不同对放行时间能够自由、灵活控制。单路口交通的控制就是确定交叉路口的红绿灯信号配时，使通
3、过交叉口的车辆延误尽可能缩小。传统的控制一般是采用模型控制或预先人为地设定多套方案，实践表明这种方法的控制效果并不是很理想。由于道路上的交通流具有较大的随机性和非常大的复杂性，所实施的相位控制也应随交通流的不同而相对变化。交通警察在实际的交通指挥中可以根据实际情况来控制交通，比如：交警可以通过观察路口车辆数的多少来机动地控制各个路口的红绿灯时间。如果东西方向的车流量大，则其放行时间长，南北方向这流量小，则其放行时间短。在总结交警的经验基础上，运用单片机对十字路口的信息进行模糊控制，达到减少堵塞的，增加效率的目的。二、课题研究的主要内容和预期目标采用单片机控制技术，对现在城市道路十字路口的交通灯
4、控制进行研究和设计，实现智能灵活控制，减轻道路压力。了解当前国内外交通灯的控制方法；熟悉单片机控制技术等，为将来从事单片机设计打下基础。毕业设计的具体内容：（ 1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北和东西方向两个交叉路口的车交替运行，两个方向能根据流量的大小自动调节绿灯通行时间。流量大的方向，通行时间长，流量小的通行时间短；（ 2）三色灯的显示不仅仅为颜色，用数码管显示该颜色将持续的时间，倒计时方式；（ 3）同步设置人行横道的灯变化；（ 4）当绿灯变红灯时，黄灯先亮几秒；（ 5）设置特殊开关，用来应对特殊路况。结合上述内容，利用单片机设计一个交通灯控制系统，完成系统结构图和控制程序。单
5、片机的技术要求：（ 1）电源输入 +5V；（ 2）CPU ：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；（ 3）RAM ：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；（ 4）ROM ：用以存放程序、一些原始数据和表格；（ 5）I/O 口：四个8 位并行 I/O 口，既可用作输入，也可用作输出；（ 6）T/C：两个定时 /记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；（ 7）五个中断源的中断控制系统。三、课题研究的方法及措施本课题重点研究单片机控制交通灯电路。这个系统为设计为独立的模块，模块可以采用智能总线的形式与上位机相连接，这种分布式开放体
6、系的结构使得交通灯控制系统得以自由组合和自由发展。该系统可以进行软件升级，当将来有新功能时只要升级上位机的系统程序就可以支持模块新功能。系统设计原理示意图如下：四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010 年 10 月至 2011 年 4 月。2010 年 11 月 1日至 2010 年 12 月 5 日: 搜集、消化相关文献，完成文献综述、外文文献翻译和开题报告，确定系统总体设计方案；2010 年 12 月 5日至 2011 年 1 月 21 日：进行系统各功能模块的硬件电路与软件程序设计，同时撰写毕业论文；2011 年 2 月 22 日至 2011 年 4 月 10 日：撰写毕业论文，完善
7、与修改毕业论文；准备答辩，并提交所有电子文档材料；2011 年 4 月 10 日至 2011 年 4 月 22 日，做好答辩用的PPT讲。五、参考文献1 张迎新 .单片微型计算机原理、应用及接口技术M. 国防工业出版社,2004 ，1. 2 李海滨，片春媛等. 单片机技术课程设计与项目实例M. 中国电力出版社,2009 ， 103 周兴华 .手把手教你学单片机M. 北京：北京航空航天大学出版社，2007，10. 4 徐德鸿 .电力电子技术M. 北京：科学出版社，2006，8. 5 汪建，孙开放等.一种实用交通灯单片机控制系统的设计J.微处理机， 2001，86 郭强，刘志峰. 基于 T8951 单片机的智能交通灯控制系统设计J.机电一体化， 2008， （11）: 85927 王幸之 .AT89 系列单片机原理与接口技术M. 北京：北京航空航天大学出版社，2004,5 8 楼然苗 51 系列单片机设计实例M 北京：北京航空航天大学出版社，2005,9 9 徐泳龙单片机原理及应用M 北京：机械工业出版社，2004,1 10 吴黎明单片机原理及应用技术M 北京：科学出版社，2005, 811 李学海标准80C51 单片机基础教程M 北京：北京航空航天大学出版社，2006,812 张毅坤单片微型计算机原理及应用M 西安：西安电子科技大学出版社，2011,1
