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1、基于单片机的红绿灯智能控制系统设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：信息学院电气工程及其自动化何一帆学 号：职 称：160109100738冯伟功讲师中国珠海二二年五月北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计基于单片机的红绿灯智能控制系统设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 2020 年 4 月 12 日基于单片机的红绿灯智能控制系统设计摘 要随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的提高 ，机动车数量也在急剧增加 ，交通问题逐渐成为人
2、们关注的重点对象，因城市发展所带来的交通拥堵等问题，利用智能交通来解决传统交通日渐出现的问题成为大势所趋。本设计基于传统交通，详细介绍了交通灯控制系统软件以及硬件的设计过程，并且使用 Proleus 软件对整体系统进行仿真，采用了单片机作为基础的开发模板，结合plc等其他技术进行交通的智能化的交通设计，可自动控制红绿灯的交替闪烁，观察车流情况自动改变倒计时的情况，已达到改善交通拥堵的情况。本设计是基于理想情况下设计的交通控制系统，基于实际道路情况的复杂程度，不同的车辆高度长度的和随机出现的行人以及出现交通事故等突发情况，本设计结合实际的交通系统还是存在一定难度，但该发展方向存在大量实际利益，是
3、值得我们去探讨如何发展的，在硬件开发成熟后可以优先享用该成果。关键词：单片机；信号灯；智能交通Design of Intelligent Traffic Signal Control System Based on Single Chip MicrocomputerAbstractWith the rapid development of social economy and the improvement of people living standard，the number of motor vehicles is increasing rapidlyThe traffic proble
4、m has gradually become the focus of attentionThis design mainly aims at the main and the main road intersection traffic light to carry on the intellectualized design，may according to the traffic flow size changesIndicated the passage time length.This design is based on the problems of traditional tr
5、affic. It uses the microcontroller as a basic development template, combined with plc and other technologies for intelligent traffic design of traffic. It can automatically control the alternating blinking of traffic lights and observe the traffic flow. The countdown is automatically changed. It has
6、 been achieved to improve traffic congestion. This design is based on the traffic control system designed under ideal circumstances. Based on the complexity of the actual road conditions, different vehicle heights, random pedestrians, and accidents such as traffic accidents, this design still exists
7、 in conjunction with the actual traffic system. It is difficult, but there are a lot of practical benefits in this direction of development. It is worthwhile to discuss how to develop. After the hardware development is mature, you can enjoy the results first.Keywords: scm;signal light;intelligent tr
8、affic目 录1 引言11.1 本设计的目的、意义及应达到的技术要求11.2 本设计在国内外的发展概况及存在的问题21.3 本设计的中心要点42 设计思路52.1设计原理62.2方案选择72.2.1分析问题73 元器件展示83.1单片机展示83.2汇编软件展示104 系统设计流程概述114.1设计流程概述124.2汽车数量检查电路134.3交通指示灯电路134.4倒计时显示电路144.5紧急处理电路155 系统仿真156 结论20参考文献22致谢23附录241引言信号灯的出现，是人类交通出现的雏形，在其出现之前，主要依靠人力进行指挥，不同于人力指挥，信号灯对提高道路通行能力有巨大好处，它可以
9、24小时无休止指挥道路，极少出现故障，对减少交通事故起到了积极作用，是交通迈向复杂的必经途径。绿灯，是广泛存在于现行交通系统中的一种信号灯，绿色一般给人比较舒适的感觉，其寓意着享有此道路的优先通行权利，在没有其他交通指示的情况下，绿灯的车道上可以执行直行或者转弯。转弯车辆涉及变道，一般行车时须对十字路口其他的合法行动直行车辆和过人行横道的行人进行避让，也就是直行的车辆一般拥有高优先通行的权利。红灯通常有警告和紧张的意义，红灯所对应的车道属于低优先级，一般车辆需要在规定的十字路口前的停止线前进行有序等待。黄灯在不同的地方有不同的内涵，一般是警告信号，常用于十字路口交通信号灯待变更时，警示车辆停止
10、执行当前信号灯的指示，等待信号更改完成后，在继续遵从当前指示灯，目前根据我国交通法规定，在亮起黄灯前车辆越过起止线，且位置不安全的情况下，可以驶入交叉路口。本设计是基于传统意义上的信号灯控制系统，加上运用单片机对其进行智能管控，以智能疏通交通堵塞为基本目标，设计一个适用于小型交通系统的智能控制系统。运输历史悠久。可以说，自人类定居生活以来，最原始的交通工具已经出现。中国的现代交通可以追溯到清朝。在几十年的发展中，中国大陆已发展成为高速公路。由系统，铁路系统和航空系统组成的庞大交通网络也可以在某些城市的地铁和BRT系统中行驶。信号灯在各种运输系统中起着重要的作用。红绿灯是以电为能源运行的交通控制
11、设施。红色，黄色，交通信号灯或辅助声音信号用于指示车辆和行人停车，注意和驾驶。交通的最大意义是保护交通参与者。高效的交通以及人身和财产安全，现代通常使用信号灯进行交通，交通存在最大的意义是保障交通参与者的高效率通行以及人身财产安全，近代通常采用信号灯这一方式来进行交通的指挥，红绿灯更是不同国家中最为广泛运用的一种交通信号灯。本设计基于近代交通的基础发展，从现实意义、世界现状以及设计本体出发，利用单片机的智能控制，讨论智能交通控制的对现代交通发展的建设性意义，最后以单个十字路口的红绿灯智能控制设计为演示成果展现，以实现对十字路口的智能控制。1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求交通拥堵是指通
12、常在节假日或通勤高峰时段发生的汽车拥挤和慢速行驶的现象。这种情况通常发生在世界主要都会区，连接两个城市的高速公路以及汽车使用率高的地区。中国亦是交通堵塞最为严重的几个国家之一，在19年由国外统计公布的亚洲十大拥堵城市中，中国的珠海、广州和北京榜上有名。通过调查发现，目前中小城市的交通信号控制系统非常落后，大多数城市都使用单一的系统进行操作。大多数城市的交通拥堵集中在主要道路上，这对车辆的运行和人们的生活产生了巨大影响。交通拥堵的原因是多方引起的，社交车辆的使用增加，成为导致道路交通流量增大的重要诱因，早在古代的欧洲，人民就在一些交通比较发达的城市，遭遇到这些问题，当时的领导者为了解决这一问题，
13、立法规定了不同的马车有不同的出行时间，除该时间外不能出行，相当一部分的车流量被分至夜晚，但由于声音，市民无法在晚上入睡，因此他们很快被排除在外。为了解决现代交通拥堵的问题，其原理是减少单位面积道路上的汽车数量。通常有几种方法可以解决交通拥塞：增加交通容量、减少道路交叉、限制车辆驶入、智能化交通管理等。增加交通容量和减少道路交叉的主要方案都会涉及道路扩充、建设立体交通等方面，在城市中采取这种方案需要统筹规划，建设也需要人力物力，无法立即解决现存问题。限制车辆驶入这一方案，中国不少城市已经实现单双号出行等限制手段，有一定的成效，但不是长远之计，其牺牲了部分人的利益来换取集体的利益，有违背交通为全体
14、交通参与者提供便利的原则。相较之下使用智能交通的建设的时间成本和弊端相对较少，不少国家以及广泛采取智能交通统筹管理的方案，以目前的实践成果来看，智能交通对交通拥堵改善的效果和智能交通的覆盖效果呈正比，换而言之，如果能将智能交通普及至交通系统的末端，其管理起来效果更好，所以本设计将以最简单十字路口通行为例，进行智能化设计，以最求更为广泛的运用智能交通，传统的十字路口交通信号灯自动控制系统大多数都使用继电器自动控制系统或单片机设计的自动控制系统来完成。它们的功能很少，不容易更改控制回路，可靠性差，经常出现常见故障和维护。由于交通量大等缺点，对传统的交通信号灯自动控制系统进行了进一步的改进，并首次引
15、入了智能在线操作的定义，以完成智能系统的操作。单片机被设计为核心载体，该功能的开发和设计考虑了大城市交通信号灯的操作规定。在设计过程中必须注意以下困难：首先，必须考虑交通信号灯之间的相对配合，先打开一个交通信号灯，然后关闭下一个交通信号灯，以完成所有正常的陆路交通。其次，交通信号的等待时间和根据交通情况的时间都以时间为单位进行调整，以确保一切正常交通运行，尽量避免发生交通事故。最后，不同的交通信号灯必须具有不同的功能。在城市规划中，必须完成交通信号灯的功能分析。并非所有的交通信号灯都具有指引车辆的作用。最后，在特定道路上，容易发生高级别交通事故的各个地方，考虑是否有效放置交通信号灯来减少事故，以及非机动车驾驶员是否可以注意到交通标志。另外，还可以进行其他设计方案，使交通信号灯具有提醒非机动车驾驶员的功能，提高交通出行的安全性。1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题中国的交通信号灯一般设在交通的交叉路口，以红色，绿色和黄色的三种交通信号灯作为指挥交通的信号，添加一个显示信号灯倒计时的计时器，以用于辅助驾驶员更好的行驶。为
