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1、本科毕业设计（论文）论文题目：基于MCS-51系列单片机的交通灯控制系统的设计与实现学生姓名： 学 号： 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 指导教师： 完成日期： 2012年5月20日2基于MCS-51系列单片机的交通灯控制系统的设计与实现内 容 摘 要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应该根据具体硬件结构，以及针对应用对象特点的软件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩
2、序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制系统。本文介绍的交通控制系统除了具有一般的红绿灯显示功能外，还具有时间显示功能，以及倒计时功能，以方便人们出行，此系统实用性强、操作简单、扩展性强。设计中首先运用KeilC51对编写的程序进行调试，并利用Proteus7软件对交通灯控制器进行了仿真，实现系统运行所要求的功能。该设计方法对学习单片机设计开发具有代表性。关键词：单片机 交通灯 控制器 定时Based on MCS-51 series microcontroller traffic light con
3、trol system design and implementationAbstractWith the rapid development of science and technology in recent years, the application of the microcontroller is constantly deepening, while driven by the traditional control to detect the rapid update.In real-time detection and automatic control of microc
4、omputer application system, the microcontroller is often a core component to use only SCM knowledge is not enough, you should also be improved according to the structure of the specific hardware and software combination for the application object characteristics. Crossroads shuttle vehicles, pedestr
5、ians bustling Dealers lane, methodical. Rely on to achieve this orderly order? Rely on automatic command system of traffic lights. Traffic signal control. The system uses the MSC-51 series microcontroller AT89S51-centric devices to design a traffic light controller. This article describes the traffi
6、c control system in addition to general traffic light display also has a time display function, countdown function to facilitate the travel of people, this system practical, simple operation, and scalability. First use of KeilC51 design debugging of programs written in, and use Proteus7 software sim
7、ulation of the traffic light controller to achieve the required functions of the system is running. The design method to study single-chip design and development representative.Keywords: Single-chip microcomputer Traffic lights Controller Timing1目 录序言1一、绪 论2（一）开发交通灯控制系统的目的和意义2（二）选题背景2（三）国内外交通控制系统的研究
8、现状31.交通控制存在的问题32.交通控制系统的发展方向43.PLC交通灯系统与单片机交通灯系统的比较4二、交通灯系统方案论证6（一）设计任务6（二）方案选择6三、交通灯系统硬件设计9（一）系统构成9（二）芯片选择101.AT89S51芯片102.LED数码管显示123.交通灯控制线路图13四、交通灯系统软件设计14（一）显示数字模块14（二）延时模块15（三）中断模块16（四）循环模块17五、交通灯系统的实现21（一）实验平台21（二）实验步骤22（三）仿真调试22六、设计总结26致谢27参考文献28附录29序言 由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，在单片机家族的众多成员中，MC
9、S-51系列单片机以其优越的性能，成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多，语气配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善。因此，可以极方便的利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。 今天，红绿灯安装在各个路口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已经出现了。 1914年，电气启动的交通灯出现在美国。这种交通灯由红绿黄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。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。信号灯的出现，使交通得以
10、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。1968年，联合国道路交通和道路标志信号协定对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，如果车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口1。 当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与单片机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等交通管
11、理方面带来技术革新。随着大规模集成电路和单片机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，交通灯智能控制是现代交通管理发展的一个主流方向。 中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益，而且更加节约资源，使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益，为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。一、绪 论（一）开发交通灯控制系统的目的和意义随着我国经济的高速发展，人们对私家车、公交车的需求越来越大。相应地，我国进入WTO以后，我国经济贸易与世界接轨，汽车业关税大大降
12、低，使很多人都能负担得起，买私家车不再是梦想。但是，私家车、公交车的大增无疑会对我国交通系统带来沉重的压力。放眼现在的中国，如广州、北京、上海等大都市，无不受到交通堵塞的困扰。中国要发展，交通事业决不能停步不前。有及于此，我国交通管制系统应当以人性化、智能化为目的，作出相应的改善。本论文正是以此为出发点，对单片机控制的交通信号灯模型作了较详尽的介绍。单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的
13、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。兼于此，特用单片机设计此电路。交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。为此，采用MCS-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制电路，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的PI口设置红绿灯燃亮的时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示，三种颜色灯交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。（二）选题背景 由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题
14、日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。 对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。所以，改变和完善我国现有的交通系统已成为当务之急。 交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，使人类的聚居生活，产生了深远的影响。
15、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。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。 在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头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。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。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，
