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1、 课程设计(论文)说明书题 目：基于89C51单片机的现代交通灯的设计院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 大霖 学 号： 指导教师： 职 称： 教授 2011年 12月 12日摘 要近年来随着科技的发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应该根据具体硬件结构软硬结合，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序呢？靠的就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51系
2、列单片机ATMEL89C51为核心控制器件来设计交通信号灯控制器，实现亮绿灯通行，亮黄灯闪烁并发声警示，亮红灯禁止通行的功能，并显示通行或禁止通行倒计时，紧急按键信号灯加时和紧急按键南北、东西红绿灯跳变。本系统使用性强，操作简单，容易实现，扩展功能强，可自行修改程序扩展自己想要实现的功能。关键词：单片机、交通灯、车流量、自动控制、时间显示AbstractWith the development of science and technology in recent years, microcontroller applications are deepening,while the tradi
3、tional control detection technology is increasingly driven update. In real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is oftenused as a core component, only the microcontroller knowledge is not enough, it should be based on the specific hardware arc
4、hitecture hardware and software combination, to be improved. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealers lanes, people pavement, orderly, then rely on to achieve this discipline of the order it? Rely on the automatic traffic signal control system. Many ways tocontrol traffic light
5、s. The system uses 51 computers ATMEL89C51 as the core control devices to design traffic signal controller,to achieve passage of bright green, bright yellow light flashing and audible warning, red no-go feature, and display the countdown to pass or closed to traffic, emergency button lights overtime
6、 and emergency keynorth-south east-west traffic light transition. The system uses strong, simple, easy to implement, extensions, and can modify the program to expand their capabilities to achieve desired.Keywords: Only flat machine, Traffic light , Controller , Design , Realize目 录引言11 交通信号灯硬件电路的设计11
7、.1 交通灯国内外发展概况11.2交通信号灯的作用和工作原理12 系统组成22.1 单片机系统22.1.1晶振电路32.1.2 复位电路32.1.3信号灯控制电路，LED及显示接口32.2 系统总体框图42.3 设计流程图43 交通信号灯软件的编程53.1 信号灯亮灭的定时54 电路的设计64.1 原理图和PCB65 调试功能说明75.1 最小系统调试75.1.2故障点分析85.2软件调试问题及解决86 总结9谢 辞9附 录10引言随着社会的进步，交通的高速发展，红绿灯已经成为了我们生活中不可或缺的一部分，如今，红绿灯已经安装在各个道路的交接口处，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。其实
8、，早在19世纪，这一技术就已经出现了。 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，遂被取消。 电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914 年始安装于纽约市 5 号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行” 。 1918 年，又出现了
9、带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。 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，减少计算科学与技术教育专业毕业论文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
10、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横道的行人优先通行。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，但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。 交通事业蓬勃发展，交通流量年年增长，大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增，道路交通繁忙，经常有严重堵车现象，特别是在交叉口，机动车、非机动车、行人来往非常混乱，为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流。根据单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，不少人提出了一种用MCS-51单片机自动控制交通信号灯及时间显示的方法，同时给出了软硬件的实现
11、方法，为交通指挥自动化提供了一种新的廉价手段，具有一定的推广意义。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标, 开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库, 同时, 论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应用。介绍了用于城市交叉路口的三色程控交通信号时间显示器的研制方案，对其电源供电、发光二极管构成的负载结构、灯色时间检测都给出了精巧合理的优化结构，大幅度地提高了产品可靠性并降低了制造成本。本设计是由单片机控制的交通信号灯，运用89C51单片机实现交通灯的控制，实现红绿灯自动跳变，倒计时显示，黄灯蜂鸣器警示灯功能。现今世界单片机
12、作为微型计算机一个重要部分，由于它具有抗干扰能力强、灵活性好、环境要求不高、价格低廉、开放容易等优点，在我国一 广泛的应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等。 11 交通信号灯硬件电路的设计1.1 交通灯国内外发展概况 随着经济的发展，城市现代化程度不断提高，交通需求和交通迅速增长，城市交通网络中交通拥挤日益严重，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应日益突出。逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。交通问题已经日益成为世界性的难题，城市交通事故、交通堵塞和交通污染问题愈加突出。为了解决车和路的矛盾，常用的两种方法：一是控制需求，最
13、直接的办法就是限制车辆的增长：二是增加供给，也就是修路。但是这两个办法都有其局限性。交通是社会发展和人民生活水平提高的基本条件，经济的发展必然带来出行的增加而且在我国汽车工业正处在起步阶段的时期。因此限制车辆的增长不是解决问题的好办法。而采取增加供给，即大量修筑道路基础设施的方法，在自愿、环境矛盾越来越突出的今天。面对越来越拥挤的交通，有限的财力是很难支持的！所以在道路管理方面就要加强交通安全，而在道路管理中最长见的就是交通灯。因此交通灯是目前道路最为常见，也是最为广泛的交通规范工具。1.2交通信号灯的作用和工作原理改善交通秩序，增加交通安全；减少交通延误，提高经济效益；降低污染程度，保护生态
14、环境；节省能源和土地消耗。交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止的指令，使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通和安全。设计一个十字路口交通灯自动控制电路：a-南北方向绿灯接通； b-东西方向绿灯接通； c-南北方向红灯接通； d-东西方向红灯接通；e-南北方向黄灯接通；f-东西方向黄灯接通。 工作顺序为ABCDA， 要求各状态的工作时间如下所示。 绿灯-(25s)-黄灯-(5s)-红灯-(30s)-绿灯-(循环)2 系统组成2.1 单片机系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元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。下面给出一个51单片机的最小系统电路图。2.1.1晶振电路复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合电容电压不能突变的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可
