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1、无锡城市职业技术学院毕 业 论 文中文题目 基于AT89C51的交通灯控制电路英文题目 Based on the Traffic AT89C51 Light Control Circurt 姓 名 张 伟 所在系部 电子信息工程系 所学专业 计算机控制技术 班级名称 计控1705 学 号 4621818 指导教师 陈新狗 日 期 2018年3月1日 目 录摘 要IABSTRACTI一、基于AT89C51交通灯控制电路1二、论文研究来源、目的、意义1三、设计方案2四、硬件电路设计3五、软件设计8六、仿真测试12七、电路板实物的制作14八、总结17参考文献18谢 辞19附 录20（一）原理图总图2
2、0（二）源代码21无锡城市职业技术学院2012级计算机控制技术专业毕业设计报告（论文）摘 要 摘要：随着人们生活水平的提高，交通灯在生活中扮演着重要的角色，因为有交通灯维护秩序，保证了交通的通畅，减少交通事故的发生，极大地方便了人们的日常出行。在日常生活中得到了广泛的应用，本文主要设计了一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。由单片机控制了单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。以AT89C51为智能系统的交通灯的电路设计巧妙的维护了社会秩序，交通安全。关键词：AT89C51；智能交通灯；LED；单片机Abs
3、tractAbstract: Withthe improvement of peoples living standard,the traffic lightplays an important rolein life,because there aretraffic lightsto maintain order,ensure thetraffic flow,reduce the occurrence of traffic accidents,which is of great convenience for peoplesdaily travel.Has been widely usedi
4、n daily life,this paper mainly designsthe traffic lightsaneast-west andnorth-south direction crossroadscontrolcircuit.Controlled by single-chip microcomputerSCMtimer generatesthe second signal controlcrossroads,red,green,yellowlight alternatelylit and extinguished,and with LED digital tubedisplaythe
5、 remainingtimeof two directioncrossroads.Circuit design ofthe intelligent traffic control systemwith AT89C51 as thecleverto maintain socialorder,traffic safety.Key words:AT89C51，intelligent traffic lights，LED，MCUI一、基于AT89C51交通灯控制电路在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们无时无刻不与交通打交道。随着我国国民经济的迅速发展和人口的快速增加，人们对各种交通
6、车辆的需求更是越来越大，交通工具的迅猛发展以及道路资源的局限性，交通拥堵问题已成为影响现代城市可持续发展的重要因素。要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的技术手段加以实现。作为车辆通行瓶颈所在的十字路口，找出提高其车辆通行效率，对缓解交通拥堵提高道路畅通率具有十分现实的意义。国内的在十字路口的交通灯，一般用红、绿、黄三种颜色的指示灯和一个倒计时显示计时器来控制行车。且绝大多数交通灯的时间都是设定好的。近年来，国家虽然不断加大城市道路建设的力度，但仍赶不上城市机动车的增长速度，这是制约着我国大城市发展的一个重要原因。随着交通需求越来越旺盛，车多、路多了，但运营成了瓶
7、颈，运输效率逐步下降。我国与发达国家在车辆、道路、交通管理系统、人工智能技术在交通管制中的应用、信息采集和提取等方面存在着很大的差距。由于交通控制系统不健全等原因，我国交通道口的交通事故率居高不下，且随着城市交通运量逐年的增长，城市车流行驶速度逐年下降，这些都是由于交通通行不佳。针对整个交通控制系统的发展状况，本设计根据道路交通拥挤，十字路口经常出现拥堵的情况，运用智能、集成，且功能强大的单片机芯片为控制核心，设计出了十字路口智能交通灯控制系统，以改善十字路口实时通行状况。二、论文研究来源、目的、意义从19世纪到现在不仅科技的不断发展，交通灯的发展是交通日渐繁华的必然产物，交通灯控制系统对于疏
8、导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果，使城市交通得以有效管理。现如今交通灯已经成为人们生活中不可或缺的一部分，是维护交通秩序的重要工具，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。随着城市的快速发展，交通在城市生活中扮演的角色越来越重要，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、香港、上海等大都市，无不受到交通堵塞的困扰。中国要发展，交通
9、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。为大家更好地生活带来了方便，减少了生活中的事故。结构简单，性能稳定，价格低廉，使用方便、降低事故发生率、为城市的发展做了进一步的推动意义。三、 设计方案 （一）方案选择十字路口的交通控制系统指挥着人和各种车辆的安全运行，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。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
10、深远的影响。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。方案一：交通控制系统主要控制东西、南北，车道的交通，整个系统以STC89C52RC单片机为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭来控制各车道的通行，上电时通过上电复位电路使系统进入运行状态。总体设计框图如图所示：STC89C51单 片 机复位电路七段数码管倒
11、计时显示电路晶振电路方案1设计方案1设计框图 方案二：采用标准ATC89C52RC单片机为控制器，通行倒计时显示采用3位数码管；车道指示灯采用三色发光二极管，LED显示采用动态扫描，以节省端口。紧急车辆通行采用实时中断完成，识别方法采用手动按钮。按以上系统构架设计，单片机端口资源刚好满足要求。该系统具有电路简单，设计方便，显示亮度高耗电少，可靠性高，但是占用单片机资源太多了，整个框图设计如图2.2所示： P1P2INT1P0P3南北通行灯东西通行灯2位LED显示器器列扫描驱动上电复位电路晶振电路方案2设计框图 方案三：采用标准ATC89C51单片机为控制器，通行倒计时、东西、南北车道通行指示采
12、用单块LCD液晶点阵显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少，硬件也最少，耗电也最少，虽然显示图案也精美，但由于亮度太暗，晚上还得开背光灯，所以较少采用。通过以上综合分析可以看出，方案一具有综合设计优点，因此城市道口交通灯控制系统模型采用方案一设计。 （二）主要功能本文主要设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路,要求每个方向有三盏灯,分别为红,黄,绿,配以红,黄,绿三组时间到计时显示.每个方向的绿黄灯的定时时间可以预设,一个方向绿灯,黄灯亮时,另一个方向红灯亮.每盏灯顺序点亮,循环往复,每个方向顺序为绿灯,黄灯,红灯.交通灯的运行状态共有四种,分别为:东西方向绿灯亮,东西方向黄灯亮
13、,南北方向绿灯亮和南北方向黄灯亮.在东西方向绿灯和黄灯亮时,南北方向红灯亮。 利用单片机的定时器功能,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭（12只发光二极管分成南北、东西两组各3只表示）,并且用LED数码管显示时间（用两端的各2只表示南北、东西两组的计时）。四、 硬件电路设计 （一）单片机最小系统单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的原件组成的单片机可以工作的系统，对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。51单片机的最小系统电路图。图1：单片机最小系统图 1、时钟电路模块时钟电路由一个晶体振荡器12MHZ和两个1nF的瓷片电容组成。时钟电路用于产生单片机
14、工作所需的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地工作。其电路如图所示:图2 ： 时钟电路模块 2、复位电路模块 电容在上接高电平，电阻在下接地，中间为RST。这种复位电路为高电平复位。其工作原理是：通电时，电容两端相当于是短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST端电压慢慢下降，降到一定程度，即为低电平，单片机开始正常工作。其电路如图所示：图3：复位电路模块 （二）按键输入模块由于该系统具有夜间模式，紧急模式和交通灯倒计时时间设定功能，所有需要加上这些功能键，如下图所示：图4：按键输入 在此系统中，按键模块是实现各项功能的关键，按键通过电阻与单片机相连接，可以对单片机进行控制，低电平信号对相应的单片机引脚有效。可使按键的另一端接地。本设计中有强制东西同行按键，强制南北同行按键、夜间模式按键、正常模式按键、紧急模式按键、设定倒计时时间五个按键，分别对应看相应的子模式。系统分2种模式：夜间模式、紧急模式，并且通过四个按键K1、K2、K3、K4、K5、K6实现之间的相互转化。夜间模式：按下夜间模式按键进入，四方向红灯长亮，再次按下按键退出。紧急模式：按下紧急模式按键进入，四方向黄灯闪烁，再次按
