城市智能交通工程信号控制系统设计 毕业论文 本科毕业论文城市智能交通工程信号控制系统设计Design of signal control system for Urban Intelligent Traffic Engineering学院（部）： 安徽理工大学合肥函授站 专业班级： 电气工程及其自动化2014级 学生姓名： * 指导教师： * 安徽理工大学成人教育毕业设计(论文)任务书函授站： 安徽省能源学校（合肥） 年级、专业 2014级电气工程及其自动化 姓 名： * 1、课题名称： 城市智能交通工程信号控制系统设计 2、选题意义：交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，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。对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，也是解决城市交通问题的有效途径之一。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。3、设计目标利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，满足交叉路口的信号管理需求。4、起止时间： 1.2016年3月26日前，选题及确定论文题目。2.2016年3月30日前，配备指导老师，指导老师审题，拟定任务书框架。3 2016年4月10日前，指导老师下达任务书。4.2016年4月15日前，完成开题报告，进入毕业论文写作。5.2016年4月30日前，进行毕业论文中期检查。6.2016年5月15日前，完成毕业论文一、二、三稿写作。7.2016年5月21日前，毕业论文定稿，完成写作任务。8.2016年5月28日至29日，论文答辩。交通灯控制系统的设计与制作摘 要：道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制技术日益更新。本文将介绍一种基于单片机控制的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MSC-51系列单片机AT89C51和芯片74LS245为中心器件来设计交通灯控制系统。本系统性能稳定，功能完善，实用性强。Abstract: Road traffic lights is a safety product categories, is to enhance road traffic management and reduce the occurrence of traffic accidents and enhance road use efficiency and improve the traffic conditions of an important tool. Applicable to cross, such as T-intersection, from road traffic signal control machine control, guidance of vehicles and pedestrian traffic safety in an orderly manner. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is at the same time, increasingly driven to update the traditional control technology. This article will introduce a single-chip microcomputer-based control of the automatic traffic signal control system. Many traffic lights control. The system uses MSC-51 series single-chip and chip AT89C51 devices to 74LS245-centric design of the traffic light control system. Stable performance of the system, functional, practical.关键词： 单片机 多路交通灯 紧急情况处理目 录概 述5第1部分 总体设计81.1 总体设计81.1.1 系统构成81.2.1功能概述8第2部分 单片机简介122.1什么是单片机122.1.1 AT89C51单片机性能介绍132.1.2主要特性132.2什么是单片机系统152.3单片机系统的应用16第3部分 系统硬件设计183.1工作原理183.2交通灯四种通行模式及行车方向指示183.3各功能模块硬件设计及实现203.3.1行人通行指示及其实现203.3.2各路口交通状态显示及其实现203.3.3主次干道独立控制功能213.3.4紧急情况处理功能及其实现213.3.5倒计时计数功能及其实现21第4部分 系统软件设计234.1程序语言的选择234.2汇编语言简介234.3 软件总体流程图254.4 软件主要子程序流程254.4.1紧急状态子程序254.4.2显示状态子程序26第5部分 结论28参考文献29附录：30附录一：元件清单30附录二：程序清单31 1概 述当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。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。它由红绿两色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。目前合肥市城市智能交通信号控制系统中，使用的车型灯主要有两种：一种为箭头灯，如下图：一种为满屏灯，如下图：倒计时器如下图：人行灯主要有一种，如下图：其配置可根据各个路口的建设要求及使用需求，自行组合搭配。我们设计的单片机控制交通灯就是基于信号控制系统。第1部分 总体设计1.1 总体设计1.1.1 系统构成整个系统的构成以AT89C51单片机为核心，由I/O口扩展，LED数码管显示，紧急情况中断电路还有复位电路等组成。单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。行车方向指示采用LED发光二极管，可有红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观。行人通行指示也同样采用LED发光二极管，用红、绿两种颜色指示放行与禁止，黄灯作为红绿转换的提示，形象直观，简洁明了，更方便控制。按键控制台，可供警察在室内实时监视交通状况。通过按键可设置紧急情况发生时的交通灯状态控制人机界面非常友好。系统采用双数码管倒计时计数功能，最大显示数字99。友好的人机界面、灵活的控制方式、优化的物理结构以及丰富的功能是本设计的亮点。整个硬件电路组成模块如图1；AT89C51单片机I/0口扩展LED数码管显示中断系统复位电路图1-1.系统硬件构成模块1.2.1功能概述本设计由中断系统、单片机、LED数码显示模块和按键等构成。单片机是集成的IC芯片AT89C51单片机，只需根据实际选型。其他部分都需要根据应用要求和性能指标自行设计。LED数码显示电路复 位 电 路AT89C51单 片 机键盘控制电路中断系统电路交通灯控制电路电源稳压控制电路紧急情况处理电路程序运行指示电路硬件总体框图注：以上电路图为我们所设计的交通灯控制系统的具体电路图，在东南西北四个方向的LED指示灯，代表四个方位的交通信号灯，电路图的下方是单片机控制系统。复位，中断等子电路。1、本系统交通灯控制规则如下：(1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿、黄三种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。(2)共有四种通行方式： 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。 南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。 东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。 东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。(3)在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。2、有倒计时时间显示时间，红绿灯切换提前5秒亮黄灯提示。3、若交道口出现紧急情况，交警可手动控制：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。第2部分 单片机简介2.1什么是单片机单片机是将中央处理器（CPU)、随机存储器（RAM)、只读存储器（ROM或EPROM)、定时器芯片和一些输入/输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器（Microcontroller)。中央处理器包括运算器、控制器