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1、河南科技学院 2009 届本科毕业论文（设计） 论文（设计）题目： 基于单片机的三车道交通信号系统的设计学生姓名： 贺 萍 所在院系： 信息工程学院 所学专业： 计算机科学与技术 导师姓名： 曲培新 完成时间： 2009-05-22 I 摘 要近年来,城市交通日趋紧张，交通拥挤问题已经越来越引起人们的关注。改善城市道路交通问题，其最有效途径除了合理的城市道路交通建设和规划之外，还有一个投资少、见效快的途径，就是建立合理的城市交通信号控制系统。本系统采用三车道的布局方式，其主要内容是针对交通十字路口经常出现的问题，以单片机AT89C52为主控芯片，兼用一些如液晶显示器，交通指示灯，串行输入并行输
2、出的移位寄存器，排阻等器件，来实现基于单片机控制的交通灯管理系统。主要实现红绿灯循环点亮及时间的设置；显示屏显示各个路口当前的车辆转向、剩余时间以及当前正采用的模式；三个按键可分别控制系统的忙闲工作模式的转换、定时器暂停/开始和显示屏关闭/开启功能；在指定时间系统会自动转换工作模式。关键词 AT89C52,LED灯,LCD1602,交通灯,控制系统I Based on single-chip three-lane traffic signal system design He PingThe college of Information TechnologyAbstractIn recent
3、years, the tension of urban traffic has growing,and traffic congestion has been a growing cause for concern. To improve urban road traffic problems, the most effective way in addition to a reasonable construction of urban road traffic and planning, there is also a small investment, quick way of achi
4、eving which is to establish a rational system of urban traffic signal control.This system selects three traffic lanes layout methods. Its main contents are often at a crossroads for the traffic problems. It takes AT89C52 single-chip chipset for the host, and use a combination of devices such as liqu
5、id crystal displays, traffic lights, serial input parallel output shift register, and others, to achieve MCU-based management system for traffic lights. The main achievement is to lit traffic lights circulately and set time. The screen shows all the current vehicles intersection shift, as well as th
6、e remainder of the current model being used. Three buttons control the system. They can change mode between busy and conversion, change the timer between stop and start. they also can change the display between close and open. In a specified period of time the system will be on a automatically switc
7、h mode.Key words AT89C52,LED lights ,LCD1602,traffic lights,control systemII 目 录1.绪论11.1国内外研究现状11.2 单片机的发展21.3 交通灯的设计背景22.系统总体方案设计32.1设计要求32.1.1设计基本要求32.1.2设计提高要求322 总体设计思想32.3 控制系统原理42.3.1红绿灯显示过程42.3.2 系统总框图63.硬件系统设计63.1单片机的选择63.2接口芯片的选择73.3 液晶显示屏的选择83.4 时钟芯片的选择93.5系统原理图94.软件设计114.1系统流程图114.2系统分块设计
8、125.系统调试21结论23致谢24参考文献25附录一 程序26附录二 protues仿真图47III 1.绪论当今社会交通灯是很普遍的，几乎在每个十字路口我们都能看到交通灯不分昼夜地工作。虽然交通灯的出现在一定程度上改善了交通紊乱无章的现象。但随着近年来汽车产业的不断发展，越来越多的汽车进入寻常百姓家以及政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多。许多大中城市普遍存在道路拥挤、交通阻塞、交通秩序紊乱的现象，因此，如何利用好交通灯使道路高效率的运转是极为重要的。1.1国内外研究现状随着社会经济的不断发展和人们生活水平的普遍提高，整个社会对交通运输的需求日益增加。虽然世界各国政府已经或是
9、正在大量投入财力于交通基础设施的建设，但交通状况恶化及其伴生的安全事故、空气污染等一系列问题越来越困扰着有关的政府当局。交通运输对经济发展的制约作用不同程度地普遍存在于每个国家和地区，如何解决大城市的交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题之一。交通信号灯的出现，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。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好，道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。随着社会经济的发展，
10、城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市道路，在道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，道路没有充分发挥出预期的作用。目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法;有应用PLC实现对交
11、通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。但中国城市交通的问题呈现两类典型现象：管理不力、秩序混乱；没有科学、合理、有效的城市交通监控系统。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度解决城市道路的交通拥堵状况，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。1.2 单片机的发展 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器(CPU)、存
12、储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路(I/O接口)集成在同一块芯片上，构成一个既小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术，其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活，为许多大公司所采纳，使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和
13、这个系列兼容的单片机，使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强，在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点，在各个领域都有广泛的应用，有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。1.3 交通灯的设计背景随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。自改革开放以来，我国的城市规模和经济建设都有了飞速的发展，城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，车辆也越来越多，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，随之而来的交通事故也发生地更加频繁，使城市交通面临着严峻的局势。当前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞
14、、交通秩序混乱的现象。如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声。信号灯的出现，虽然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，减少交通事故有了明显效果。随着我国城市化建设的发展，越来越多的新兴城市的出现，使得城市的交通成为了一个主要的问题。同时随着我国经济的稳步发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展的公交、出租车，车辆越来越多了。这不仅要求道路要越来越宽阔，而且要求有新的交通管理模式的出台。旧有的交通控制系统的弊病和人们越来越高的要求激化了矛盾，使原来不太突出的交通问题被提上了日程。探究城市交通发展中存在问题的原因，无论是从宏观上还是从微观上分析，其根本原因在于城市交通系统的管理机制不适应，使得对交通灯控制要求也就越来越高,交通灯的设计有很多实现的方法。从交通灯的重要性看来,交通灯工作一定要是稳定可靠的。
