本科生毕业设计基于单片机的智能交通灯设计 硬件模块设计201年5月村民建房委员会应建立村级农房建设质量安全监督制度和巡查制度，选聘有责任心和具有一定施工技术常识的村民作为义务巡查监督员，开展经常性的巡查和督查。 独 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。签名：_ _年_月_日授权声明本人完全了解有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 学生签名： 年月日指导教师签名： 年月日基于单片机的智能交通灯设计摘 要系统采用两块STC89C52芯片为核心控制器件、三色LED灯作为信号灯状态显示、以两位共阴七段显示数码管描述系统各方向信号灯状态保持的时间。由按键开关完成上电初始化操作，各LED灯状态保持时间使用倒计时的显示方式，最大显示时间为99S。两组左转绿、绿、红、黄三色LED灯分别作为南北、东西方向信号灯显示模块，另外四组红、绿两色LED灯分别作为东西、南北方向人行横道交通信号指示灯，至此本设计可以应对交叉路口交通信号系统的基本控制情况。在此之外,为了真实的模拟交叉路口的交通情况，在另一块单片机电路上设计了一条东西方向循环流动的流水灯来模拟车辆通行时的情况。当接收到交通灯主电路信号后流水灯根据交通规则作出相应的反应。关键词：交通信号灯；单片机；LED灯；数码显示；流水灯Design of Intelligent Traffic Lights Based on Single Chip Computer Hardware module designABSTRACTThe system USES two STC89C52 chips as the core control device, the three-color LED light as the signal of the signal, and the seven segments of the seven segments show the time for the digital tube to describe the state of the light. Completed by key-press switch on electricity initialization, the state of LED lights to keep a lot of time using the countdown display mode, the biggest display time of 99 s. Two groups of left turn green, green, red and yellow color leds lights display module respectively as the north-south, east-west direction, the other four groups of red and green LED lights as something pedestrian crossing traffic signal lamp, north and south direction, thus this design can handle basic control of traffic lights at the intersection. In the outside, in order to more realistic simulation of the intersection traffic conditions, in another piece of single-chip microcomputer circuit design direction of a thing when circulating water lights to simulate the traffic situation. When the signal of the main circuit of the traffic light is received, the running water light will respond accordingly.key words: traffic light; Single chip microcomputer; LED lamp; Digital display; Running water light目录1. 绪论11.1 课题研究背景11.2 应对交通拥挤问题的策略12. 系统的整体设计22.1 交通信号系统22.1.1 交通管控体系的构成22.1.2 交通信号控制原理22.1.3 本文中所涉及到的交通规则32.2 系统功能概述42.3 方案的设定与论证52.4 系统工作原理63. 系统硬件设置73.1 单片机的选择73.2 单片机的基本结构83.3 单片机外围电路设计103.3.1 复位电路设计103.3.2 外部晶振时钟电路设计103.3.3 按键模块113.3.4 显示模块电路设计123.3.5 东西方向信号灯控制下的流水灯电路124. 系统调试分析及结果134.1 硬件仿真软件134.2 设计实物的制作145. 总结与展望155.1 总结155.2 展望15参考文献16附录17附录I 元器件清单17附录II 总体原理图18附录III 仿真图19致谢21基于单片机的智能交通灯设计 硬件模块设计1. 绪论1.1 课题研究背景随着我国城市化发展步伐的不断迈进，我国出现了越来越多城市人口达到百万、千万基数的“巨城”。人们在追求高质量都市生活的同时，也给城市发展带来了诸多问题。交通拥挤问题由于贴近人们的生产生活而显得尤为突出。拥挤的交通阻塞了城市发展的大动脉，降低了城市健康发展的活力，从而对人们的生产生活产生深远影响。城市路网密度的欠缺与日益增长的机动车体量之间的矛盾是导致交通拥挤的“罪魁祸首”1。但是一个社会焦点问题的出现往往不是单方面因素引起的，城市交通拥堵问题也与某些城市缺乏长远规划和宏观统筹，短期内追求高城镇化率、大规模兴建城区不无关系。由于城区规模的不断扩张，城市交通系统面临的形势越来越严峻。计算机控制技术的不断发展和完善为这一问题的解决提供了强有力的支撑，单片机芯片的智能化发展使这项技术得到进一步推广。采用单片机以及外围电路搭建的信号灯管控系统可以有效的解决城区交通拥挤问题。系统的成功搭建解决了无规则环境下的交通拥挤问题，能够有效的提高城市的通达度为城市发展注入新的发展活力，进而提高人们的生活品质。本系统的主要功能为控制东西、南北、东西左转、南北左转以及四组人行横道红绿信号指示灯状态的显示。除此之外为了真实的模拟城市交叉路口车辆通行时的情况，另外设计了一个单片机控制的流水灯辅助电路。通过接收交通灯主电路中东西方向红灯端口的电平信号来控制流水灯辅助电路的流转。1.2 应对交通拥挤问题的策略人们日益增长的机动车保有量与有限的路网密度之间的矛盾是导致交通拥挤的根结所在2。主要有以下两个途径可以解决这一矛盾：一、限制城市中车辆的数量，通常采取的办法是依据日期限制相关车辆的上路通行，也就是人们常说的：“限号通行”这一办法非常有效但对个人来说是非常不合理的，因为购买车辆就是为了出行方便限制车辆出行显然不是一个好的选择。二、新建通行道路，这一办法能够根本解决城市交通拥堵问题，但是由于城市交通系统在规划建设时已经固定，沿途的各项基础设施建设已经搭建完成，有限的空间成为城市道路建设过程中最大的障碍。近年来轨道交通以其不受上层空间的影响且能够高速运行而受到各城市的热捧，这一新型交通工具的普及将对日益拥挤的交通环境产生巨大影响。但其也存在建设周期长，建造成本高昂的巨大短板而很难做到大面积普及。所以优化现有道路的通行能力成为改善城市交通问题的主要途径。总而言之，对于现有交通体系只有各方共同努力，采取各种积极有效的措施才能使日益拥挤的城市不受影响的稳步向前发展。2. 系统的整体设计2.1 交通信号系统2.1.1 交通管控体系的构成交通管控体系主要由无主观意识的信号指示灯、交通规则标志、交通标示线和有主观意识的交通警察四部分组成3。由于人力和物力等条件的制约，交通信号灯毫无疑问是交通管制系统的核心。本文着重介绍交通管控系统硬件结构方面的内容。目的在于在交通规则的管控下，依据系统LED灯颜色的变化情况，来模拟车子在穿越十字路口时行驶或停止的状态。在遵守我国道路交通安全法的前提下提升单位时间内交叉路口的车流量。2.1.2 交通信号控制原理交通系统管制规则是指按照既定的控制流程，在交叉路口的各个方向上通过红、黄、绿以及左转绿三色四个LED灯按照一定的规则进行周期性运转，在南北、东西人行横道通过四组红绿两色LED灯来指挥控制交通流量，并在时间上按照控制规律实施物理隔离。我国道路交通安全法规定：红灯状态禁止车辆行驶通过、绿灯状态准许车辆通行、黄灯状态给予警示，也就是允许已经穿越停车线（白线）的车子继续向前行驶，快速通过交通路口。但是本系统由于空间有限且缺乏必要的精确定位功能，无法准确判定车辆的准确地点。所以在东西方向模拟车辆通行时不考虑黄灯状态对系统的影响，将之以绿灯状态对待。简而言之，交通信号管控系统就是各方向信号灯在国家相关法律法规的指导下进行周期性的运转，进而达到对相关路口车辆通行时间进行物理隔离的一种直观体现5。根本目的在于优化交叉路口车辆通行时造成的道路拥堵问题。2.1.3 本文中所涉及到的交通规则我们在一个有秩序的大环境下生活，而规则则是秩序的保障。每个行业都有其相关的规则需要遵循。道路通行也不例外，我国和世界上大多数国家实行道路通行右行制，行人和车子需严格按照不同的规则出行，否则交通秩序将无法正常运转，甚至由此引发严重交通事件。本文中涉及到的交通管制规则如下介绍：（1）直行时红灯停、绿灯行、在黄灯闪烁若车辆已经越过停止线（白线）继续行驶，未通过停止线应停止行驶否则按闯红灯处理4。（2）如果同方向直行是红灯时，右转车辆在不阻碍直行机动车和路人的情况下允许通行，但是由于现实情况是车子左转具有一定特殊性。本系统专门设置了左转情况，如果同时进行左右转与现实不符并且会加重交通阻塞。所以本系统中没有专门设置右转的情况。（3）路人通行情况依据南北、东西四