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1、-*课程论文题 目： 智能交通控制系统的设计 学 院： 工 程 学 院 专 业： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：2012年06 月目录1研究意义42交通灯研究现状42.1国城市交通现状42.2国际先进成果43研究容54硬件设计54.1单片机概述64.2电源电路64.3检测电路74.4紧急按键K1电路94.5红绿灯显示电路104.6振荡电路104.7复位电路114.8单片机系统124.9交通灯演示系统145软件设计145.1主程序设计155.2延时子程序165.3黄灯闪烁子程序185.4车流量算法子程序185.5紧急车辆子程序186调试196.1断电
2、调试196.2通电调试196.3根本要求局部的测试与分析197总结19参考文献20摘要：交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通开展产生的一套独特的公共管理系统。要保证高效平安的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的科技手段加以实现。本文根据AT89C51单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点，提出了一种用单片机自动控制交通灯以及时间显示的方法，同时给出了软硬件设计的方法。设计的过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在单片机应用中可能遇到的重要设计问题都有涉足。本系统采用单片机作为核心控制器，通过红外检测系统来测量东西方向和南北方向的车流量大小，经过简单的算法得出红绿灯时
3、间。然后分别用红、黄、绿灯的不同组合来指挥两个方向的通车与禁行，用LED数码管作为倒计时指示，实时地控制当前交通灯时间使LED显示器进展倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通平安的同时最大限度地提高交通能顺畅交替运行，从而实现十字路口的智能交通控制。本设计主要做了如下几方面的工作：一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，二是进展传感器的硬件电路、显示电路等的设计和根本功能要求。关键字：单片机；交通灯；红外检测；智能控制Abstract：Traffic control system is a modern society with logi
4、stics, transportation and other transportation development a unique set of public management system. To ensure the effective safety traffic, e*cept for a series of traffic rules, also must pass a certain scientific and technological means to achieve. Based on AT89C51 microcontroller features and tra
5、ffic lights in the actual control of the characteristics of proposed method to display a single-chip automatic control of traffic lights and time, given the hardware and software design methods. The design process includes two steps of the hardware circuit design and program design, important design
6、 issues that may be encountered in SCM applications have to get involved. The system uses a microcontroller as the core controller by infrared detection system to measure the size of the east-west direction and north-south direction of traffic flow, a simple algorithm to e to traffic lights time. Di
7、fferent binations of red, yellow, green, and then were used to direct the opening of the two directions and the forbidden line, as the countdown indication LED digital tube real-time control of traffic lights, LED display counts down and keep pace with the status lights ma*imize the traffic to maint
8、ain traffic safety and smooth alternating operation, in order to achieve the crossroads of the intelligent traffic control.The design made the following main aspects : one is the work of the traffic control system design, including crossroads, specific restricted design and system should be with eac
9、h function, two is that the sensor, the hardware circuit design of the circuit and the basic function requirements.Keywords ：SCM; traffic lights; infrared detection; intelligent control1 研究意义随着社会经济快速开展，汽车数量的急剧增加，给城市交通带来了极大的压力。特别是在上下班顶峰期，巨大的车流量使得道路拥挤，造成了不必要的时间浪费与经济损失。由此可见，交通拥塞已成为一个国际性的问题。因此，设计可靠、平安、便
10、捷的智能交通灯控制系统有极大的现实必要性。而社会上正在使用的交通控制系统主要有两个缺陷:1、车道放行车辆时，时间设定一样且固定，十字路口经常出现主车道车辆多，放行时间短，车流无法在规定时间通过，而副车道车辆少，放行时间明显过长;2、未考虑急车强通例如，消防车执行紧急任务时，两车道都应等待消防车通过)。由于交通信号灯控制系统缺乏有效的应急措施，导致十字路口交通受阻，造成不必要的经济损失。本系统利用AT89C51单片机，实现了根据区域车流量、红外检测或者人为操作进展十字路口交通信号灯智能控制，并在软硬件方面采取一些改良措施，实现了根据十字路口车流、红外检测量进展交通信号灯智能控制，并且在紧急情况下
11、，可以使用紧急按键使两路口都为红灯，让紧急车辆通过后再恢复正常通车，这样，交通信号灯现场控制灵活、有效，从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理等问题，并可通过人为控制来解决紧急车辆强通问题。该系统具有构造简单、可靠性高、本钱低、实时性好、安装维护方便等优点，并且具有良好的扩展完善特点，有广泛的应用前景。2 交通灯研究现状2.1 国城市交通现状汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。我们在马路上经常会看到这种现象: 一旦整个路口的交通信号灯出现故障，假设没有交警的及时疏导，该路口就会塞得一塌糊涂。原交通信号控制大都采用继电器实现，存在着功能少、
12、可靠性差、维护量大等缺点，越来越不能适应城市道路交通高速开展的要求。另外，根据人车流量的多少，可能随时增加路口的交通信号，比方增加转弯或人行道交通信号，原有系统的制约性就更明显了。交通问题在现在乃至将来的一段时间仍是制约国各大中城市开展的主要问题之一。以为例，开车没有骑车快，坐车没有走路快，这种现象在交通顶峰时段已是见怪不怪。当年，奥委会在申办城市手册中谈到交通问题时指出：成功举办奥运会的关键因素是要有一个有效的交通系统，而正面临着经济开展和城市快速扩展而产生的交通需求挑战，从而可见一个有效的先进的交通系统的重要性。目前各城市都在不断改善交通设施，改良各十字路口交通灯控制方式，都得到了很好的效
13、果。2.2 国际先进成果智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，可以制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下：在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开场减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为单片机的控制输入，并用单片机的计数器计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。比拟传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通
14、通行率。目前，基于单片机的智能交通系统在国外还处于研究开展阶段，但已取得了很大的研究成果，得到了丰富的理论知识。3 研究容综合研究和分析国外交通灯的研究技术以及方向，总结各类检测车流量技术的特点和应用前景，利用现有的检测技术和控制技术设计一种基于51单片机的交通灯智能控制的装置。本次毕业设计设计一个主动式红外对射式传感器和单片机在交通系统中的应用设计，根本研究容有以下几点：1学习并熟悉单片机的根本构造、引脚功能说明等硬件方面的知识。2在传感器上，主要使用的是红外传感器，在这方面我们要了解传感器的工作原理，传感器是该系统的检测局部的核心之一，它关系到其它各个局部的运行和操作。3学会利用多种语言编
15、写单片机的程序，特别是高级语言的使用会极降低编写程序的复杂性。4在电路方面，我们要了解电路的作用，电路的工作原理，电路的设计原理，加深我们对电路知识的学习。5要熟悉系统设计思路，组织电路的设计，了解整个电路的联系，将其组成一个整体，实现最终的设计思路。4 硬件设计本系统利用AT89C51单片机作为系统的核心控制部件，利用其定时器/计数器作为红外传感器的接收端，通过上下电平的变化来统计通过检测区域的车流量，然后通过软件计时来控制接在P0端口的红绿灯的点亮与熄灭状态，并在8段数码管接在P1和P2端口上显示倒计时。系统的电路图主要由电源电路、遮光式红外传感器检测电路、红绿灯显示电路、红绿灯时间倒计时电路以及紧急按键K1电路等电路组成。系统的根本原理框图如图4-1所示。图4-1 系统的根本原理框图下面从各个电路分别加以说明，首先介绍一下单片机。4.1 单片机概述单片机也被称为微控制器Microcontroller，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器开展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的开展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4
