基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现

基于单片机的智能交通灯控制系统设计

与实现

诚信承诺书

本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现》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：年月日

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现

摘要

近年来随着科技的飞速发展，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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，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STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量

Design and implementation of intelligent traffic lights control

based on MCU

Abstract

In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect.

Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function.

Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow

目录

1前言 (1)

1.1本设计的目的及意义 (1)

1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 (2)

1.3本设计应解决的主要问题 (3)

2方案介绍 (3)

2.1设计原理 (3)

2.2方案选择 (4)

2.3分析问题 (5)

3硬件设计 (7)

3.1系统硬件总电路构成: (7)

3.2单片机系统及其历史 (7)

3.3单片机内部组成以及引脚介绍 (8)

3.4单片机最小系统 (10)

3.5 LED显示 (12)

3.6数码管显示 (13)

3.7信号显示驱动电路 (15)

3.8键盘输入电路 (15)

3.9红外接收原理 (16)

4软件设计 (17)

4.1定时器的设置 (18)

4.2中断程序的设置 (18)

5调试 (18)

5.1断电调试 (18)

5.2通电调试 (19)

5.3功能部分的测试 (19)

6结论 (20)

参考文献 (21)

谢辞 (22)

附录 (23)

1前言

当今社会，科技不断的发展，作为微控技术其中一部分的单片机也紧跟着脚步，正在迅速发展，普遍运用到了人们生活的各个领域。它的出现使传统的控制技术发生了本质上的转变。可以说单片机的创造对于以往的控制技术来说就像是一场革命。无论在日常生活中，我们所用到的电饭煲，洗衣机，冰箱等等，还是在工业领域的自动化控制，电子领域的数据收集等等，都能看到单片机存在的身影，在微控领域占据了极高的地位。所以单片机的开发应用是高科技领域的一个里程碑。所以我们有必要更加深入掌握有关单片机的知识以及其应用技术。本文正是运用单片机来制作一个模拟的智能交通灯，通过此交通灯来智能控制十字路口的交通，有效、科学的控制引导过往的车辆和人流。[1] 1.1本设计的目的及意义

本设计的目的是制作一个比较符合实际情况，价格低廉而不乏性能的交通灯智能操控系统。通过对现在的交通灯的了解和研究，本人打算使用红外线检测传感、根据实际情景来改变智能化控制的技术。系统除了一般的交通灯的功能之外，还可以通过检测十字路口车的数量的多少来控制红绿灯时间的改变。不仅如此，除了自动控制红绿灯的变化之外，在紧急的特殊情况下，还可以手动的变换红绿灯来使一些特殊的车辆快速通过交通路口等。

因为根据综合情况考虑到经济和实际运用等等，本人使用单片机来控制整个系统的运作，跟ARM这种功能等各方面更加完善的控制方案相比，单片机确实是无法比拟的。然而，正是因为如此，怎么通过单片机的设计来发挥出其最大的功效才能体现出本设计的难点所在。

总的来说，本设计意义有如下4个方面：

(a)用单片机这个完善的控制系统在交通灯应用的这个方面来实现与运用。

(b)从人性话的角度来设计交通灯。

(c)探究全新的交通灯管理系统。

(d)通过红外线传感器来检测车流量，以达到自动调整红绿灯时间的功能。

这次除了运用单片机，还运用了可编程并行输入输出接口芯片当作中心件来完成交通灯控制器的设计，对交通十字路口路口进行管理。通过单片机来控制硬件电路，进行现实情况的模拟，实现红绿灯之间的转换，使之按次序点亮。通过LED数码管来显示倒计时的时间，红绿灯采用红、黄、绿3种发光二极管来显示，而特殊紧急车辆的通过通过实时中断来实现。用红外线作为检测车流量的方法，根据车流量的多少来智能的计算倒计时时间。

1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题

现在，交通灯遍布在各个道路上，疏通交通、管理交通秩序全靠它。然而它确起始于上个世纪。早在1850年，城市交叉口处持续增多，对交通带来极大的不便，这个问题开始引起了大家的留意。在1868年英国的伦敦，开始了首次对交叉路口交通的控制，在那个时候，通过警察不断的更换其手上的旗子来指挥，这个控制的命令在当时叫作旗语。40年后，它被传到了美国的纽约，而且迅速的在传遍了全国。由于城市电气化的快速发展壮大，在1914年，俄亥俄州的克利夫兰市出现了世界上第一台通过电力来控制的交通信号灯。5年之后，纽约市开始将人工旗子控制的方式更换成电机控制的信号灯。在1923年的时候，GarrettMorgan申请了专利Morgan交通信号灯，通用电气公司买了这个专利。9年后，电机控制信号灯取代了最后一个人工控制的旗子。由1920年至1970年将50年的过程中，电机驱动的信号灯在交通信号控制系统领域中成了主导的地位。以便能够使相邻的交叉口在一个交通信号系统当中，在设定的信号周期、相位差以及绿信比下正常运行，人们发明了“七条线缆”的连接方式，能够让相邻的信号灯在一个系统控制的模式下运行，尽管现在我们进入了新世纪，在某部分地方依然在使用这种根据七条线缆的连接方式。不仅如此，绝大多数在电机驱动的系统中所运用的术语，即使到了现在，微处理控制器依然在使用。在上个世纪60年代初，计算机被引进到交通信号控制系统中。在1963年，第一个计算机控制的交通信号控制系统在加拿大的多伦多市安装，到了20世纪70年代，微处理器被普遍使用，相应的硬件和软件也逐渐发展起来。如今，交通控制变得越来越智能化，相信我们未来的交通必然是更加人性化，更加方便。

自从交通灯出现以后，交通的管制变得更加有效，在疏导车辆、提升道路的流畅性、降低交通事故的发生率等方面有积极的影响。在1968年的时候，联合国出台了《道路交通和道路标志信号协定》，给每一种信号灯的作用给出了定义。绿灯代表通行的意思，看见绿灯的车辆能够通行，左转弯或者右转弯，要不然就是另外一个标志禁止某一种转向。左右转弯车辆的优先级比直行的车辆和在人行道通行的路人要低。红灯表示禁行的意思，看见红灯的车辆应该在交通路口的停车线后停车。黄灯表示警告的意思，看见黄灯的车辆要停一停，在停车线后的车辆应该停止，不应该向前行驶，如果车辆已经非常靠近停车线却不能安全停车的时候可以通过。本设计的单片机控制交通灯就是基于信号灯。[2]

存在的问题：

现在，我国的交通灯一般安装交通路口，在显眼的地方通过红、黄、绿三种颜色的指示灯来指示。再增加一个倒数的数字显示器来指导车辆。在一般的正常的行车情况下，车辆分流可以发挥其作用，然而依据车辆行驶过程中出现的实际情况，发现有以下缺陷：a、两车道的车辆具有一样的倒计时时间，而在十字路口，正常是一个车道为主干道，

车辆比副干道的要多，所以正常来说时间应该比它要长一点。B、不能智能检测车流量，红绿灯倒计时时间不会根据车流量的多少而改变，从而导致交通拥挤等情况。

1.3本设计应解决的主要问题

本设计将设计并制作一个智能交通灯控制系统。

设计的内容是：

A、熟练掌握单片机的用法与最小系统的搭建。

B、完成智能交通灯控制系统的硬件与软件设计。

C、应具有智能判断车流量功能。

D、应具有根据车流量智能设定红绿灯时间功能。

E、在制作的单片机系统上实现所设计的功能，并完成演示。

F、其他可扩展功能。

目前，限制单片机智能交通灯设计的因素主要有以下两个：

a、根据各道路路口车流量的大小自动调节通行时间，因为这个问题就关系到了通过运用什么技术来检测。正常情况下车流量检测器通过传感器加单片机，再加上一些其他器件来运行。考虑到整体情况，本人这次用红外线来检测车流量。

b、考虑特殊车辆通行情况，设计紧急切换开关。例如消防车、救护车、警车等等，遇到这些紧急情况的话就要考虑到这些车辆的迅速通行，因为这都是性命攸关的时刻，所以设计紧急切换开关是必须的。而这个紧急切换开关就关系到了程序的设计，这个问题的实现难度对于本人来讲也是一项挑战。

2方案介绍

这次设计的重点包含以下这几个方面：

a、设计交通灯状态的管理方案；

b、设计单片机最小系统和周边电路；

c、设计交通灯系统和中断系统的电路结构；

d、设计整个系统的电路分布和接线；

e、使用C语言编写整个系统运行所需要的程序，重点是紧急中断系统的程序。

2.1设计原理

本设计所用的部件包括以下这几样：STC89C52RC单片机及其最小系统，除此之外，还有74HC245的驱动电路和外围的按键和用来看数字的数码管，通过这些来完成本人的这次毕业设计。

在一定的时间内增加车辆安全通过的数量和质量。而且在车流量密集的时候通过系统的设定来改变主次干道的通过车辆的时间，减少交通密集和堵塞现象。除此之外，针

对紧急特殊情况，系统还具备了紧急处理按钮，通过这些按钮可以让一些如警车、救火车、救护车等快速通过，提高对特殊紧急状况的应变能力。

通过单片机来掌控交通灯的运行，可以让单片机改变信号灯的轮流点亮，能满足一般情况下的车辆运行，当然，接入LED数码管就能够显示倒计时以提醒行使者，更具人性化。这次设计在这样基础之上，单片机控制系统对这种情况进行了全面的整改，按实际情况掌控并指挥交通的运作。系统总体框图如图2.1所示：

键盘设置部分可以对模式进行选择，智能时间出现问题时还可以对时间进行人工调整，当系统开始正常运行时，在调整交通灯的正常运作显示的时候，还将相对应的时间数字灌输到数码管上，通过数码管展现出来。与此同时，还应该时刻能够检查违规的车辆和具有突发的按键处理，实现应对紧急情况处理的目的。急停按钮以及违法检验立即调用中断。

图2.1 系统的总体框图

根据这种情况，此次设计把单片机作为根本，以按键部分和红外接受模块部分作为输入，交通灯显示模块和数码管通过驱动电路进行输出。系统的总体框图如图2.1所示。

2.2方案选择

a、控制器方案

作为交通智能控制的中心，控制器的选择十分重要。

方案一：用FPGA进行控制。

方案二：用PLC进行控制。

方案三：51 系列单片机，这是一种较为实用的系统。

经过各方面的综合因素考虑。上面的3 种控制方案都能够漂亮的实现智能交通灯的运行，虽然PLC 以及FPGA进行操作的时候比较容易，但是它们的价格确实昂贵的。而本人的这次设计选的是方案三（51 系列单片机），因为它不但能够完成智能通交通灯

的控制，而且它的性能也非常好，价格也很便宜，是个非常好的选择。所以本人选择了用的比较常用的89C52单片机当作控制器。

b、供电方案

为了能够让交通灯在正常的状态下运作，应该有一个稳定的电源。本人的这次设计想到了两种电源方案：

方案一：使用相对稳定的外接电源。这个方案的好处是性能比较稳定安全，并且还有各种相对完美的电路；缺陷是每一个部分都使用独立的电源，令系统变得更加复杂，并且有几率改变电路电平。

方案二：通过单片机控制模块进行电源的供给。优势是系统比较简单，省资金；缺陷是输出的功率低，导致电路不稳定。

综合考虑到了本设计的情况，本人采用了第一套方案。

c、显示界面方案

这次设计的运用到了倒计时和红绿灯等显示。本人想到了以下几个方案：

方案一：全部通过数码管来显示。但是这样只能实现部分符号和数字，并不能实现全部功能。

方案二：全部通过点阵式LED 显示。缺点是这种方案比较复杂，而且程序比较难；但是功能全面，基本上能实现所需的功能。

方案三：通过数码管和点阵LED 一起显示。

从实际状况等各方面综合因素考虑，本人选用方案三数码管与LED灯一起来显示时间与状态灯。这个方案不但实现了全部需求，实现起来又比较简单。

d、输入方案

根据实际情况，本人想到了两种方案：

方案一：使用8155扩展输入输出口以及键盘、显示等。这种方案的优势是：比较灵活，而且含有RAM和计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。

方案二：通过在输入输出口线上接上按钮开关。该方案优势是：编程比较容易，使用起来比较方便，而且成本更加低。缺点就是功能有限。

从各方面因素考虑之后，本人使用方案二来实现输入。

2.3分析问题

我们假设设在一个十字路口上，分别有东西南北四个方向，在任意时候只可以让其中一个方向的车辆通过，另外一个方向禁止通过，经过一定时间后，将两个方向互换。说明：黑色代表灯亮，白色代表灯灭。一开始红绿灯的状态如下图（a），然后到（b）、（c）、（d），最后按照这个顺序重复循环，交通状态如图2.2所示：下面是具体的每一个交通灯的状态显示：

（a）（b）

（c）（d）

图2.2 交通状态

（a）东西方向红灯亮，车辆禁止通行，南北方向绿灯亮，车辆可以通行，倒计时13秒（时间只是方便演示）。

（b）东西方向红灯亮，禁止通行，南北方向黄灯亮，车辆应该等待通行，倒计时5秒（时间只是方便演示）。

（c）南北方向红灯亮，静止通行，东西方向绿灯亮，车辆允许通行，倒计时24秒（时间只是方便演示）。

（d）南北方向红灯亮，车辆禁止通行，东西方向黄灯亮，倒计时5秒（时间只是方便演示）。等待时间倒计时，紧接着回到状态（a）

下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下：

表2.1交通状态及红绿灯状态

东西南北四个交通口都含有红绿灯以及数码管，无论是哪一个交通口，凡是看到红灯的应该禁止通行，看见转了绿灯就可以通过，如果黄灯亮了表示红绿灯状态即将发生变化。各方向的状态以及红绿灯状态如上表2.1。（说明：0表示灭，1表示亮）

3硬件设计

3.1系统硬件总电路构成:

为了满足这次的交通灯设计所需要实现的功能，本人选用了STC89C52RC芯片和外围设备组成的最小系统，代表红、绿、黄三种颜色的led交通灯总共14个，4个2位LED数码管和包括复位键、紧急控制按键等，红外线接受器，驱动电路模块，若干导线、电阻和电容。构成了此次设计的各个模块。其具体的硬件电路总图如图2.3所示。

本系统把单片机最小系统作为关键核心，由各个硬件模块软件为控制主体组成一个处理、智能控制为一体的封闭操控系统。

其中P0用来送显LED数码管的段选和位选，P1用来操控红绿灯的亮暗，12MHz晶振接在单片机芯片引脚的XTAL1和XTAL2上，REST引脚接连接复位电路，P3端口用来实现按钮的控制。

3.2单片机系统及其历史

单片机是一块集成在芯片上的微型计算机，它的内部包括有CPU、存储器，定时/计数器以及中断系统，基本输入/输出（简称I/O）接口电路等。因为它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，所以又称作微控制器（简称MCU）。它在各方面都有良好的优势，例如结构简单，控制效果好，可靠性高、体积小、价格低，单片机技术作为计算机技术的一个非常重要的分支，广泛地应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器、电子玩具等各个不同的领域。

单片机诞生于上世纪70年代，经历了三个阶段：SCM、MCU、SOC。一开始的SCM 单片机都是8位或4位的。其中英特尔公司的8051发展迅速。之后的MCS51系列的MCU单片机得到了广泛的应用。现在高端的32位SOC单片机性能已经达到了上世纪90年代中期专用处理器的水平，且价格低廉。所以越来越多的制作业、工业离不开单片机。

单片机的应用系统必须包含硬件部分和软件部分，只有这样才是完整的单片机应用系统。软件部分是指导硬件工作的指令集。没有软件部分，系统将无法正常工作。硬件

部分则是交通灯系统的基础。没有硬件系统则没有所谓的交通灯系统。只有将两者结合，才能实现功能齐全的及交通灯系统。

3.3单片机内部组成以及引脚介绍

8052是MCS-52系列单片机的典型芯片，不同型号一般程序存储器结构不同，其余内部结构都是完全相同，引脚也全部兼容。Atmel公司的89系列发展很快，应用也最为广泛，和8052引脚也完全相同，插座也相互兼容。所以用89C52代替8051时，只要封装相同就可以直接代换。

中央处理器（CPU）：

交通灯系统的控制核心是单片机，而单片机的控制核心是中央处理器。它与计算机的处理器一样分为4字长、8字长、16字长和32字长等处理器，它与单片机的处理数据能力、控制功能、运算速度等性能等性能有关，因此，字长是衡量CPU功能的主要指标。CPU由运算器和控制器组成。各一个8位的算术逻辑单元（简称ALU）、累加器（简称ACC）、暂存器B和程序状态寄存器（简称PSW）构成了CPU的运算器。所述控制器包括程序计数器（PC），指令寄存器（IR），指令译码器（ID）和一个控制电路等。

内存数据存储器RAM：

单片机89C52芯片内部数据存储器通常是指低128个单位，可以读也可以写，是分配给用户使用的，在断电后数据会消失。高128个单位则是内部专用寄存器使用的存储单位，用户无法对其进行操作，所以芯片内部一共包含256个RAM单元。

内部程序存储器ROM：

89C52芯片的内部程序存储器使用的是只读存储器，这样有利于系统的可靠及稳定性且能节省成本。它有4KB掩摸ROM，只能读不能写程序将不会在断电后丢失。这样则不会改变程序的原始数据，通常称为只读程序存储器

并行I/O端口：

89C52芯片内部有4个8位并行I/O端口（P0口、P1口、P2口和P3口），通过I/O 端口实现数据并行输入输出，是人机交互的接口。

串行口：

89C52芯片内部串行实现单片机与外围设备之间的数据通信是通过一个全双工异步串行口。该串行口既可以作为同步移位器使用，扩展外部I/O端口，又可以作为全双工异步通信收发器使用。

定时/计数器：

89C52芯片内部的2个16位定时/计数器可以控制单片机的内部时钟，使单片机按照一定的机器时钟进行状态控制。还可以进行外部定时或计数功能，是芯片的重要组成部分。

中断系统：

况下，外部中断0大于定时器T0中断大于外部中断1大于定时器中断T1大于串行口中断。

时钟电路：

89C51芯片单片机内部具有时钟电路，只需要在XTAL1和XTAL2引脚之间接上石英晶体和微调电容就能构成完整的时钟电路。此系统选用的晶振频率为12MHz。相应的机器周期是1us。

引脚介绍：

VCC：STC89C52电源接入端，接+5V。

GND：电源接地端。

XTAL1和XTAL2：当需要使用外部时钟时，则连接外部的时钟电路；若要使用内部时钟则连接电容和晶振。本系统所使用的是内部时钟，所以在两引脚间连接了电容和12MHz的晶振。

RESET：STC89C52芯片的重置引脚，当连续输入这个引脚2个机器周期以上的高电平即有效电平时，芯片将进行系统的复位操作，各个寄存器都恢复到最初的状态重新运行程序。

EA：EA的E的英文是External ，A的英文是Access ，合在一起是外部程序存储器的意思。上面的横线则代表低电平有效。所以这个引脚接高电平则使用内部程序存储器，低电平则使用外部的程序存储器。在此系统中，由于程序下载到内部程序存储器中，因此该引脚与+5V电源相连接。

ALE：ALE是编程脉冲的输入端。它以晶振频率的1/6的固定频率输出，所以也可以作为时钟电路使用。同时这个引脚也是P0口低8位的地址锁存器，将低8位数据与地址相互隔离，用于系统扩展。

PSEN：此为"Program Store Enable"的缩写，其意为程序储存启用。低电平有效，当引脚输入低电平时实现对外部ROM单元的读操作。在执行指令的取指阶段和从程序存储器中取数据时有效。

P0口（P0.0～P0.7）：端口0可以作为通用I/O端口使用和地址/数据线使用。共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。一个数据输出D锁存器、两个三态数据输入缓冲器、一个输出控制电路和一个数据输出的驱动电路共同构成了P0口的逻辑电路。如果EA——引脚的电平为低时（即取用片外RAM扩展或数据存储器），P0就以双向口的工作方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。在此设计中，P0口是作为通用I/O口将各个共阴极数码管相应的段选控制端并联在一起，用驱动器74HC245驱动。

P1口（P1.0～P1.7）：是89C51单片机唯一的单功能端口，仅仅能用作通用的数据

输入/输出口。 P1口的逻辑电路与P2口相似，但其内部没有输出控制电路，而且具有上拉电阻。所以其只能作为通用I/O 端口使用。在此系统中，P1口是用来控制数码管的公共端，也称作为“位选端”。

P2口（P2.0～P2.7）：端口2也具有2个功能：一个是具有内部提升电路的双向I/O 端口，与P0口相似；另一功能也跟P0口相似，P0口的第2功能是作为地址/数据线使用，而P2口是单一的地址线使用。系统扩展时作为高8位的数据线使用。当没有在89C51单片机芯片外扩展ROM 和RAM ，且P2口高8位地址总线没有全部用到时，P2口的口线就可以全部作为通用I/O 口线使用。P2口属于准双向口。在本系统中，P2口用于控制LED 信号灯的亮灭。

P3口（P3.0～P3.7）：作为通用I/O 口，作为输出时，锁存器的状态端（Q ）与输出引脚的状态相同；作为输入端口时，为使引脚处于高阻输入状态，需向锁存器输入程序数据“1”。输入的数据在“读引脚”信号的作用下，进入内部数据总线。所以，P3口在作为通用I/O 口时，也属于准双向口。在本系统，P3口作为第二功能使用，主要利用按键模块实现系统的中断跳转。

P3端口使用第二功能时： 其引脚分配如下：

P3.0：RXD ，串行通信数据的接收。 P3.1：TXD ，串行通信数据的发送 P3.2：INT0，外部中断0申请。 P3.3：INT1，外部中断1申请。 P3.4：定时/计时计数器0的外部输入。 P3.5：定时/计时计数器1的外部输入。 P3.6：WR ——

：外部数据存储器的写入信号。 P3.7：RD ——，外部数据存储器的读取信号。 单片机引脚图如图3.1所示：

3.4单片机最小系统

上面提到单片机的应用系统可以分为硬件部分和软件部分。软件部分指挥各个硬件执行烧录进单片机内的程序，如果没有程序那么它显然是无法工作的的。但如果它仅仅只是烧录了程序，它还是同样无法工作。原因是除了单片机和软件部分外，要使单片机能够正常工作，还需要时钟电路和复位电路。芯片加上时钟和复位电路，这样才是完整的最小单片机系统。在XTAL1引脚和XTAL2引脚间跨接一定频率的晶振构成时钟电路为单片机的正常工作提供基本时钟，机器周期则由晶振频率决定。复位电路则将系统恢复初始化。就如同此系统中，将系统恢复至东西通行，南北禁止的刚启动系统的状态。

图3.1 单片机电路引脚图

为了实现单片机的同步工作，系统必须有唯一的时钟信号，并在这个时钟信号下严格的按时序进行状态转换和工作。这个时钟信号可以外部时钟也可以芯片自带的时钟信号。这种时钟信号由时钟电路提供。在本系统中，在STC89C51单片机XTAL1和XTAL2之间接的是晶振频率为12MHz的晶振。机器周期是晶振频率的十二分频，所以机器周期为1us。适当编写程序，则可以定时1ms或者1s的时间。

单片机与计算机相同，都有可能会出现故障死机或断电的情况，这时候则需要和计算机一样有一个复位键将系统重启，单片机的复位电路也是使CPU和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态。实现复位的条件就是RST引脚输入持续2次机器周期的高电平。复位后PC=0000H，即是从新从程序存储器的第1个单元取指令进行译码。若持续高电平则会循环复位。

按键复位和上电自动复位是复位电路经常采用的两种不同的方式。本系统所使用的是按键复位。按键在其余4个按键的中间，接芯片的RST引脚。按键瞬间RST引脚端电位与Vcc一致，随着电容C1的充电，充电电流的减少，导致RST引脚的高电位下降。只要RST引脚的高电位能够保证在2个机器周期以上，单片机就会进行复位操作，使系统复位。上电复位则要求接上电源之后能够自动实现系统的复位，原理相同，不再赘述。单片机最小系统原理图如图3.2所示：

图3.2 单片机最小系统原理图

3.5 LED显示

发光二极管简称为LED。它是一种半导体二极管。它的可见光是由空穴和电子结合时辐射而出的，因此它可以把电能转化为光能。主要由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）等化合物制成这种半导体二极管。三极管具有2个PN结，而发光二极管是由一个PN结组成的，它具有单向导电性。正向压降低，反向压降则要相对高得多。它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。因此它也是非常有发展前景的绿色照明光源。它的功耗低，寿命长，辐射低的特点使其得到了广泛的应用。不仅如此，它的光效率高，亮度大，同时可以回收利用的优点也使它成为非常受瞩目的新一代光源。它的运用简单，信号稳定，所以选择发光二极管作为我们

小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长且价格低廉等优点，非常适合单片机交通灯系统的模拟交通灯。连接时也要注意LED灯的单相导电性，接反将会导致交通灯无法正常使用。模拟交通灯利用发光二极管来显示不同颜色的信号指示灯。LED灯如图3.3所示：

图3.3 LED灯显示电路

3.6数码管显示

数码管是一种半导体发光器件，在单片机系统中运用广泛，可以显示单片机的工作状态。就如同本系统中的数码管用来显示红绿黄灯状态的持续时间和跳转时间，是人机对话非常重要的输出设备。其基本单元是发光二极管。

数码管显示是分段实现的，通过点亮不同段来显示不同的数字。其中按段数分为七段LED数码管和八段LED数码管，其中八段LED数码管比七段LED数码管多了一个LED 灯在右下角作为数字的小数点。

数码管按结构还可分为共阴极数码管和共阳极数码管。在此系统中所采用的则是八段共阳极数码管结构。八个LED灯构成的共阳极数码管是将所有LED灯的阳极连接在一起接在高电平上作为公共控制端。阴极作为“段”的控制端，当其中一“段”的控制端接低电平时，该段对应的发光二极管就会点亮。通过点亮不同的段从而显示出各种数字。本系统的共阳极数码管的公共控制端接到+5V高电平上。共阴数码管是指将LED灯的阴

极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，与阳极不同的是要接在低电平阴极上。而阳极作为段选端，要点亮某段时则需要输入高电平。

LED数码管的显示方式可以分为静、动态显示两种。虽然静态显示相对于动态显示用较小的电流就能使数码管的亮度加强、CPU运算时间少，编程也更简便，节省存储空间且显示便于检测和控制。但其占用的I/O口太多，只适合少位数码管使用。不适合此系统，所以选用动态显示，下面重点介绍数码管的动态显示。

此系统用动态显示方式点亮4个2位数码管，各个共阳极数码管相应的段选控制端并联在一起由P0口控制，并用驱动器驱动。各位数码管的公共端，也称为“位选端”由单片机的P1口控制。数码管显示如图3.4所示：

图3.4 数码管显示

3.7信号显示驱动电路

74HC245译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0, A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC245特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC245芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC245亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。

74HC245作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件,从8 个输出端中译出一个低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器,扩展成24 线译码器不需外接门;扩展成32 线译码器,只需要接一个外接倒相器。在解调器应用中,赋能输入端可用作数据输入端。74HC245电路图如图3.5所示：

图3.5 74HC245电路图

3.8键盘输入电路

单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种：独立键盘每一个I/O 口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地（一般接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法程序比较复杂，但是占用的I/O少。根据本设计的需要这里选用了独

交通灯控制器的设计

交通灯控制器的设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

电子设计自动化实训说明书 题目：交通灯控制器的设计 系部：信息与控制工程学院 专业：电子信息工程 班级： 06级1班 学生姓名: 朱清美学号: 015 指导教师:张建军 2009年12月21日 目录 1摘要............................................................... 2设计任务与要求..................................................... 3设计原理及框图..................................................... 4单元电路设计及仿真调试............................................. 状态控制器的设计................................................ 状态译码器设计及仿真调试........................................ 定时系统设计及仿真调试.......................................... 秒脉冲发生器设计................................................ 5个人总结 (14) 6参考文献........................................................... 1摘要： 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。关键词：交通控制交通灯时间发生器定时器1 引言随着社会经济的发展，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高速道路，在高速道

基于STC90C51单片机的智能交通灯设计

基于STC90C51单片机的交通灯设计 1、设计题目 基于STC90C51单片机的智能交通灯设计 2、设计要求 、系统功能 （1）按照交通规则，控制宝田路和前进路方向及其人行道的交通信号灯（红﹑黄﹑绿） 的通断。 （2）设置信号灯的通断时间。 （3）可人工干预，使交通信号灯开启不同模式。 、性能参数： （1）电源：5VDC （2）LED灯电流：10mA （3）定时时间：10s-200s 3、总体设计 根据系统功能和设计要求，系统采用单片机控制的方案，基于HC6800S开发板，由STC90C51，74HC573，交通灯模块，动态数码显示管以及4*2独立按键组成。 系统工作原理 在十字路口，分为宝田路和前进路，正常情况下，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下：? （1）普通模式： 状态一：宝田路通行阶段（宝田路及其人行道亮绿灯30秒、前进路及其人行道亮红灯 30秒）； 状态二：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 状态三：前进路通行阶段（前进路及其人行道亮绿灯30秒、宝田路及其人行道亮红灯 30秒）； 状态四：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 返回到状态一。 （2）高峰期模式（设宝田路为主干道）： 按下按键2（key2），开启高峰期模式； 状态一：宝田路通行阶段（宝田路及其人行道亮绿灯60秒、前进路及其人行道亮红灯

30秒）； 状态二：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 状态三：前进路通行阶段（前进路及其人行道亮绿灯30秒、宝田路及其人行道亮红灯30秒）； 状态四：黄灯阶段（宝田路和前进路亮黄灯5秒、两侧人行道亮红灯5秒）； 返回到状态一； 按键2释放，回到普通模式。 （3）紧急模式： 按下按键1（key1），开启紧急模式，所有道路及其人行道均红灯亮，数码管不显示。释放按键1，回到普通模式。 ?单片机交通控制系统的功能要求? 本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示，通行时间调整功能和紧急情况全面禁行。? （1）倒计时显示? 倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的一种方法，它可以提醒驾驶员灯色发生改变的时间，帮助驾驶员在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择?。? （2）时间的设置? 本设计中对时间进行了人为控制设置，正常情况下宝田路和前进路的绿灯通行与红灯禁行时间均设置为30秒、黄灯等待时间设置为5秒。假设前进路为主干道，考虑到主干道在上下班高峰期车流量和人流量较大，人为增加开关K2。当K2开启时，主干道前进路上绿灯通行时间和宝田路上的红灯禁行时间更改为60秒，其余设置均不变；当K1关闭时，又恢复正常情况下的时间设置。 （3）紧急情况全面禁行 本设计中在紧急情况下增加了全面禁行状态，增加开关K1。当K1开启时，宝田路和前进路及其各自人行道均量红灯禁行；当K1关闭时，交通灯恢复正常状态。 4、详细设计—硬件设计 为了实现本设计要求的具体功能，选用STC90C51单片机及外围器件构成最小控制系统，10个发光二极管分别分成两组红黄绿和两组红绿灯构成信号灯指示模块，4个LED动态数码管构成各个方向倒计时显示模式，两个按键分别用来设置高峰期模式和紧急模式。 、单片机系统设计

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

基于51单片机的智能交通灯课程设计

目录 摘要 (1) 1 系统硬件设计 (2) 1.1 80C51单片机引脚图及引脚功能介绍 (2) 1.2 74LS245引脚图及功能 (4) 1.3 八段LED数码管 (5) 1.4 硬件系统总控制电路 (6) 1.5各模块控制电路 (8) 1.5.1 交通灯控制电路 (8) 1.5.2 倒计时显示电路 (9) 1.5.3 紧急通行电路 (12) 1.5.4 声音警示装置 (13) 2 系统程序设计 (14) 2.1 主程序流程图 (14) 2.2 显示子程序流程图 (15) 3 心得体会 (16) 参考文献 (17) 附录源程序 (18)

摘要 近年来随着科技的飞速发展，一个以微电子技术、计算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃发展。计算机技术作为三者之一，怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用。单片机作为计算机技术的一个分支，正在不断的应用到实际生活中，同时带动传统控制检测的更新。在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件使用，针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现交通的井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统，来实现交通的井然有序。交通信号灯控制方式很多。本系统采用美国ATMEL公司生产的单片机AT80S51，以及其它芯片来设计交通灯控制。实现了通过AT89S51芯片的P1口设置红、绿灯点亮的功能，输出设置显示时间。交通灯的点亮采用发光二极管实现，时间的显示采用七段数码管实现。单片机系统采用的直流供电。 关键词：AT89S51单片机；智能交通灯控制系统；

基于PLC的智能交通灯控制系统设计 开题报告

南京师范大学中北学院
毕业设计（论文）开题报告
（ 10 届）
题 目： 基于 PLC 智能交通灯控制系统设计
专 业： 电气工程及其自动化
姓 名： xxx 学 号： xxx
指导教师： xxx 职 称：
填写日期：
2014 年 2 月 20 日
南京师范大学中北学院教务处 制
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格

审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业 设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及院、系审查 后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计 的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在 其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408—94《数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一 律用阿拉伯数字书写。如“2011 年 4 月 26 日”或“2011-04-26”。
4．院系审查意见栏签章：自办专业盖中北学院教学院长签名章、 中北学院公章，非自办专业盖联办二级学院教学院长签名章、联办 二级学院公章。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．本课题的目的及研究意义：
随着我国交通事业的迅速发展，各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加，使 得城市道路交通日益堵塞，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此，提高城市路 网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯，对交通进行了有效的疏通，但是随着社会、 经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何 改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先进行车流量的调查，运用统计的 方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定 的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的 方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等 候通过。可见，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是：能有 一种能够根据车流量变化适时调节的交通灯控制系统。
我所要研究的就是基于 PLC 的智能交通灯控制系统。智能交通系统（ITS—— Intelligent Transport Systems）ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合研究体系， 其主要内容是：将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通讯技术 及电子传感技术等有效的集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围 内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。由于交通系统具 有较强的非线性、模糊性和不确定性，是一个典型的分布式非线性系统，而且具有多种 信息来源、多传感器的特点，用传统的理论与方法很难对其进行有效的控制。把先进的 智能控制技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通管理技术结合起来，代表着城 市交通信号控制系统发展的方向。
智能交通的发展是现代社会经济发展的客观要求，交通运输是国民经济和现代社会 发展的基础。由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一 体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高，智能交 通便成为现代社会经济发展的客观要求。

基于51单片机的智能交通灯课程设计

简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。

基于机器视觉智能交通灯控制系统

文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢 迎下载支持。机器视觉的论述作业 题目：基于机器视觉智能交通灯控制系统 学院名称：电气工程学院 专业班级： 姓名： 学号： 时间：

1 绪论 (3) 2 基于机器视觉的智能交通灯系统设计 (3) 3 智能交通灯控制策略 (5) 3.1 模糊控制 (5) 3.2 智能交通灯模糊控制策略 (5) 3.3 解模糊化算法 (6) 4 系统硬件设计 (6) 4.1 摄像头的安装和特性 (6) 4.2 视频采集模块设计 (6) 4.3 DSP控制处理模块设计 (7) 4.4 信号灯驱动模块设计 (7) 4.5 电源模块设计 (8) 5 系统软件设计及调试 (8) 5.1 软件总体设计方案 (8) 5.2 视频采集模块的软件设计 (9) 5.3 系统调试 (9) 6 总结 (9) 7 参考文献 (10)

1 绪论 随着社会经济的发展，城市车辆数量迅速增长，交通拥挤日益严重，造成的交通事故和环境污染等负面效应也日益突出。城市交通问题直接制约着城市的建设和经济的增长，与人们的日常生活密切相关。通常交通阻塞大都是由于城市路口实际通行能力不足所造成的，路口交通问题逐步成为经济和社会发展中的重大问题，为此世界大多数国家都在进行智能交通灯控制系统的研究。 本文的目的是对基于机器视觉的智能交通灯控制系统进行了研究。基于机器视觉的智能交通灯控制系统对路口交通灯进行智能控制，根据各相位车流量大小，智能分配红绿灯时间，彻底改变了传统交通灯控制方式的不足。目前由于城市路口交通信号灯的控制策略不理想，导致了路口实际通行能力下降，停车次数比较多，车辆通过路口的延误时间较长，容易造成不必要的拥堵。改善交通灯控制策略，来提高路口的实际通行能力，这是城市交通控制中需要解决的主要问题。自从计算机控制系统应用于交通灯控制以来，硬件设备的不断更新和改进，智能化和集成化成为城市道路交通信号控制系统的研究趋势，而路口交通灯控制系统是智能交通系统中的关键点和突破口。 2 基于机器视觉的智能交通灯系统设计 基于机器视觉的智能交通灯控制系统是由摄像机、视频采集模块、DSP控制处理模块、信号灯驱动模块、电源模块、时钟模块、复位模块和信号灯组等组成，其组成框图如2.1图所示 图2.1系统组成框图 系统中摄像机是用来拍摄路口车辆视频，是路口车流量获取的基础设备，其拍摄的视频图像质量高低直接影响到系统对交通灯控制的精度。摄像机的选择决定着视频的质量，所以一般要选择稳定性高，分辨率符合系统要求的摄像机。目前摄像机主要分为两种，一种是电荷耦合器件_℃CD图像传感器；一种是互补性

单片机设计方案——交通灯控制系统设计方案

单片机课程设计报告交通灯控制系统设计

摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)

智能交通灯控制器实训报告

目录 摘要 1 绪论 (1) 2设计方案简述 (2) 2.1实现主要功能 (2) 2.2设计方案与意义 (2) 3 详细设计 (3) 3.1 系统硬件电路设计 (3) 3.2 AT89C51芯片简介 (3) 3.3芯片74LS237介绍 (6) 3.4单元电路设计 (7) 3.5系统整体设计电路 (9) 3.6系统软件功能设计 (9) 4 PROTEUS与Keil C51的操作 (12) 4.1硬件电路图的接法操作 (12) 4.2单片机系统PROTEUS设计与仿真过程 (13) 4.3仿真结果 (14) 5.5 总结 (18)

绪论 交通灯是人们日常出行必须要遵守的交通规则。它的发明源于19世纪初，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。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。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。 本课程设计的任务就是设计一个交通灯的控制系统。鼓励学生在熟悉基本原理的情况下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．进行系统总体设计。 2．完成系统硬件电路设计。 3．完成系统软件设计。 4．撰写设计说明书。设计要求： 1.该控制系统能控制东西南北四个路口的红黄绿灯正常工作。东西和南北方向分时准行和禁行。

基于单片机的智能交通灯控制系统设计

沈阳理工大学应用技术学院 基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 摘要 近年来随着科技的飞速发展，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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，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STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量

Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow

智能交通灯控制系统——软件部分

郑州航空工业管理学院 毕业论文（设计） 2012 届电子信息工程专业 ****** 班级 题目智能交通灯控制系统——软件部分 姓名***** 学号*********** 指导教师***** 职称教授 二〇一二年五月二十一日

内容摘要 交通灯在现代社会交通管理的作用毋庸置疑，但某些所需的功能仍然不具备，本文设计的交通灯不但实现了基本的倒计数功能，还创新的添加了流量控制、可调节时间、紧急情况处理和随时东西、南北通行切换的功能，并对车流量检测和判断做出了多个方案对比，最终确定使用闯红灯警戒线作为车流量检测的方法。 设计以STC89C52单片机为核心，外接外围电路构成基本电路，编写C语言程序，用keil编译调试，在PROTEUS软件中仿真，用来实现了交通微控制器的模拟。 智能交通灯控制系统通常要实现车流量自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。该文主要论述了智能交通灯控制系统的软件实现，还对STC89C52单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了分析。最后利用PROTEUS软件对交通灯控制系统进行仿真。 关键词 单片机；STC89C52；车流量；智能交通灯

Intelligent Traffic Light Control System —The software section ********************************** Abstract The traffic lights in the modern society traffic management role, but some no doubt the functionality needed to still do not have, this paper introduces the design of traffic light not only realize the basic pour count function, still added the function of traffic control, adjustable time, emergency situation and direction switching , and to finalize the use of red light running cordon as the methods of traffic detection.we compared a number of options of the traffic detection and the judgment. Design with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, an external circuit constitute the basic circuit, periphery type C language program, Keil compiling and debugging , PROTEUS software simulation, in basically achieved traffic simulation of micro controller. Intelligent traffic control system will usually achieve traffic volume automatic control and in emergency situations can manual switching lights make special vehicle right-of-way.This paper mainly discusses the software implementation of the intelligent traffic light control system。Microcontroller STC89C52 structural characteristics and pin functions are

交通灯控制系统课程设计

2011年至2012年第1学期《单片机原理与应用》课程设计 班级1006402 指导教师涂立旎 学生人数___ _3__ ___ 设计份数 1 2011年12月23日

城市交通灯控制系统设计报告 1006402-42 流溪 1006402-24钱升 1006402-06毛运鹏 一．设计时间 2012年12月19日——2011年12月23日 二．设计地点 一实验楼401机房 三．设计小组及成员分工 1006402-42 流溪（组长，编写及调试程序） 1006402-24 钱升（负责设计报告的书写及资料整理） 1006402-06 毛运鹏（原理图、流程图设计） 四．指导老师 涂立老师，旎老师 五．设计题目 基于51型单片机的城市交通灯控制系统 六．设计容及目标 1.该交通灯系统的设计容 本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统，利用6个发光二极管模拟交通灯。按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。 2.该交通灯系统的设计目标 本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

七．流程图与原理图及部分说明 1.程序流程图如图1所示： 图1. 程序流程图 2.主程序流程图步骤说明： （1）东西方向车道红灯亮，南北方向车道绿灯亮。表示东西方向车道上的车辆禁止通行，南北方向车道允许通行。绿灯亮足规定的时间隔时，控制器发出状态信号，转到下一工作状态。

基于单片机的智能交通灯毕业设计(终稿-92分优等)

毕业设计 基于单片机的智能交通灯控制系统设计 指导教师 学院名称工程学院专业名称电气工程及其自动化 论文提交日期论文答辩日期 答辩委员会主席____________ 评阅人____________

摘要 交通灯是现代交通非常重要的一个组成部分，一套好的交通灯系统往往对提升城市交通运输效率，降低事故发生率有至关重要的影响。 本系统由单片机系统、双电源供电系统、交通灯演示系统、中断系统组成。 选用单片机作为此次设计的控制系统主要是考虑到单片机的通用性和廉价性。通用性是指单片机的电路以及编程语言相对比其他控制模块来说更加简单和通用，这个对于往后功能的添加以及系统的维护来说更加简便和易行。廉价性是单片机相对于其他的控制模块来说成本更低，一块成熟的STC89C52的成本不过10元，加上其他的外围电路成本也不超过100元，无论是开发成本和维护成本都能够得到很好的控制。本设计选用STC89C52主要也就是基于上述的两个原因。 本交通灯系统选用了LED灯和双位数码管来模拟显示的交通灯切换状态。双电源供电系统采用的是主电源和后备电源供电的方案。双电源供电方案主要是为了应对市电突然掉电或者出现故障的情况，对于持续的保持整体系统的正常工作具有重要意义，其原理主要是利用二极管的单向导电性所带来的开关功能来实现双电源瞬时的切换。中断系统所实现的功能是在有特定需要的情况下实现对交通灯状态的控制。这些状态包括全红灯和高低峰即时切换。 本系统除了实现最基本的交通灯功能以外，还可实现高低峰分时段控制方案以应对不同时段的不同交通状况，城市的交通早晚时段的流量往往能够达到最大，分时控制对于提高城市交通效率有非常重要的作用。 关键词：单片机 STC89C52 交通灯分时系统双电源

智能交通灯系统课程设计报告

江苏师范大学物电学院课程设计报告 课程名称：单片机课程实训 题目：智能交通灯系统 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 日期： 指导教师：

说明： 1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指 导并确认签字。 2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并 填写成绩评定表。 3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律 按不及格处理。答辩小组成员应由2人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。 4、报告正文字数一般应不少于3000字，也可由指导教师根据本门课程设 计的情况另行规定。 5、平时表现成绩低于6分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不 及格处理。 6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。 7、此表格式为江苏师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教 师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。

一、课程设计目的、任务和内容要求： 通过该课程设计使学生进一步了解和加深智能化仪器设计的一般原则；熟练掌握智能化仪器与装置的软、硬件设计方法；掌握仪器的软件调试及软硬件联合统调方法与技能。掌握仪器的接口技术和程控方法；熟练掌握仪表总线的工作原理、设计步骤、编程及调试；掌握C设计软件的编程与调试方法；掌握网络化仪器设计编程与调试方法。 本课程设计的任务就是设计一个智能交通灯系统。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．熟悉QG8芯片与ISD语音模块的工作原理； 2．写出智能交通灯系统的设计方案； 3．用硬件加以实现； 4．写课程设计报告。 设计要求： 1.数码管显示倒计时，且时间可调； 2.红绿灯亮时间与数码管一致； 3.红灯亮时对应语音模块提示； 4.绿灯亮时对应语音模块提示。