交通灯设计 2

1江苏城市职业学院毕业设计（论文）（2013届）设计（论文）题目单片机控制的交通灯办学点（系）南通办学点艺术传媒学院专业电气自动化班级10电气学号100503350108学生姓名林雨晴起讫日期2012.10——2013.4地点江苏城市职业学院南通办学点指导教师张鹰职称副教授2013年4月2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，还要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种井然秩序呢？靠的就是交通灯的自动指挥系统。交通灯的控制方式很多，这里采用MSC-51单片机为控制器来实现交通灯自动控制。为了能够根据实际车流量通过可编程并行I/O接口芯片80C51芯片的P1口设置红绿灯的点亮时间。红绿灯循环点亮，倒计时剩秒时黄灯闪烁警示。此系统实用性强，操作简单，扩展方便。关键字：交通灯单片机MSC-513目录1引言...............................................................................................................................................42系统方案设计................................................................................................................................52.1系统总体方案设计.............................................................................................................52.2单片机型号选择.................................................................................................................72.3交通灯及数字显示型号选择.............................................................................................73硬件电路设计................................................................................................................................83.1单片机最小系统设计.........................................................................................................83.2交通灯及显示电路设计...................................................................................................103.3单片机与PC机通信........................................................................................................113.4键盘电路设计...................................................................................................................12单片机电源电路设计.............................................................................................................134软件设计......................................................................................................................................144.1程序总体设计...................................................................................................................144.2红绿灯显示设计..............................................................................................................164.3键盘电路设计...................................................................................................................175设计总结.....................................................................................................................................186结束语.........................................................................................................................................187参考文献......................................................................................................................................20附录................................................................................................................................................21附录一：系统设计原理图.....................................................................................................21附录二：系统程序.................................................................................................................2241引言今天，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特区的会议大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示停止，绿色代表注意。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年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，安装在纽约市5号大街的一座高塔上，红灯表示停止，绿灯表示通行。1918年，有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装在地下，当车辆接近时，红灯变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，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。红外光束就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转向。左右转弯车辆都必须让合法的正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通过。红灯是禁止信号，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。随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长，现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减少了工作人员的劳动强度。中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用，智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益，为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。52系统方案设计东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有两组红、黄、绿三色的指示灯，分别指挥车辆和行人安全通行。红灯点亮禁止通行，路灯点亮允许通行，黄灯点亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯点燃时间为东西、南北两干道的公共停车时间。通过数码管显示时间，让司机和行人能够及时了解红绿灯工作情况。其十字路口交通灯设计图如图2-1所示。黄灯红灯绿灯人行道人行道人行道人行道黄灯红灯绿灯黄灯红灯绿灯黄灯红灯绿灯显示时间显示时间显示时间显示时间图2-1十字路口交通灯设计图2.1系统总体方案设计交通灯设计的好坏直接关系到交通的流畅。在这个追求效率的时代，交通顺畅对社会经济具有重要的影响。这里提出两中设计方案。方案一以单片机为控制核心，其设计框图如图2-2所示。6单片机最小系统键盘设置参数时间锁存记载车流量车流量传感器检测信号输入扩展I/O显示时间交通灯图2-2方案一设计框图方案一设计原理：通过键盘电路设置个路口每个红、绿、黄灯点燃时间。输送到单片机。通过单片机控制红黄绿灯的亮灭，并同步显示每个红、黄、绿灯即将熄灭的时间。通过压力传感器测量出交叉路口的车流量送入单片机，从而使单片机能够根据车流量的大小，自动调节个红、黄、绿灯的亮灭时间。并及时记录下车流大小。优点：系统可靠性高；稳定可靠；价格便宜；可扩展性高；能够满足一般的需要。但系统结构较为复杂。方案二：采用PLC为控制核心，其总体设计框图如图2-3所以。PLC控制器键盘设置参数时间记载车流量车流量传感器检测信号输入显示时间交通灯图2-3方案二设计框图方案二主要将控制核心进行了改变。由于PLC的I/O口资源较多不需要进行扩展，可以直接控制交通灯并显示时间。优点：系统简单；可靠性高。但是价格较昂贵。综合比较这两种方案，对于交通灯这样一个不是很复杂的系统，传统的单片机已经能够满足要求。若