基于单片机的交通信号灯控制系统设计完整版
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重庆大学网络教育学院
毕业设计（论文）
题目基于单片机的交通信号灯
控制系统设计
学生所在校外学习中心四川南充校外学习中心
批次层次专业092 专科起点本科电气工程及其自动化学号W09205801
学生邓力
指导教师黄艳玲
起止日期2011年9月 1 日起至2011年11 月30日止
摘要
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。
随着当今社会的迅速发展，汽车的销售量有了很大的提高。大量汽车的出售，给我们的生活带了很大的便利。但是，它也给城市的交通提出了更加严峻的考验。在这种情况下，我们除了要修建更加好的道路外，还需要设计出更多更好的交通信号灯控制系统。
在现代，利用单片机来实现交通信号灯的控制成了我们调控交通的主流。运用单片机控制交通信号灯方便，性能高，易于控制。所以，我们很必要对这一课题进行一次系统的研究学习。在本次毕业设计中，我的主要设计任务是在一个十字路口设计一个交通信号灯，并用单片机进行合理的控制。本系统由AT89C51单片机、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通信号灯的功能。系统除基本交通信号灯功能外，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。
关键词：单片机，交通信号灯
Ⅰ 1
目录
中文摘要 (Ⅰ)
1. 引言 (1)
2. 设计任务及思路 (1)
3. 单片机 (3)
3.1 单片机简介 (3)
3.2 单片机基本结构 (3)
3.3 单片机硬件特性 (3)
4. 芯片的选择 (4)
4.1 74LS373以及74LS07芯片简介 (4)
4.2 8255芯片 (5)
4.2.1 8255可编程并行接口芯片简介 (5)
4.2.2 8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明 (5)
4.3 晶闸管 (7)
5. 交通灯控制原理分析及方案论证 (8)
6. 系统硬件设计 (9)
6.1 总体设计 (9)
6.2 单片机最小系统 (9)
6.2.1 振荡电路 (9)
6.2.2 复位电路 (10)
6.3 显示及其驱动模块 (11)
6.3.1 键盘与状态显示功能 (11)
6.3.2 倒计时计数功能 (11)
7. 系统软件设计 (12)
7.1 延时程序设计 (12)
7.1.1 计数器硬件延时 (12)
7.1.2 软件延时 (13)
7.2 时间及信号灯的显示 (14)
7.2.1 8031并行口的扩展 (14)
7.2.2 显示原理 (15)
7.2.3 8255输出信号的放大 (15)
7.2.4 8255输出信号与信号灯的连接 (15)
7.2.5 8255与8031的连接 (16)
7.3 程序设计 (16)
7.3.1 流程图 (16)
7.3.2 源程序代码 (19)
7.4 调试运行 (23)
设计总结 (24)
参考文献 (25)
致谢 (26)
附录1 (27)
附录2 (28)
1．引言
当今，交通信号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，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。它由红绿两种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，造成人员伤亡，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年开始安装于纽约市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,另一种是用扩音器来启动红绿灯。
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。
基于单片机构成的城市交通信号灯控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。但利用单片机控制交通信号灯涉及到一些现实问题，诸如信号的驱动、车辆到达的感知等。为此，我们采用模拟方式进行说明。所谓模拟，就是用绿、黄、红色三只共四组发光二极管代替交通信号灯。目前，城市交通信号灯控制系统应用广泛，因此，开发这种系统非常实用。
2．设计任务及思路
设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。通过交通信号灯控制系统的设计。
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2
系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。控制对象如下：
东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个， 东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个， 东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，
图1 交通信号示意
十字路口东西方向和南北方向各装有直行（包括右拐弯）控制红、黄、绿交通信号灯（如图1所示）。还有倒计时显示器，显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间（即剩余时间）。系统中有两个按钮－启动和停止，启动按钮按下后信号灯系统开始工作，并周而复始地循环；停止按钮按下，所有信号灯都熄灭。信号灯的控制规律如表1所示。即系统启动后，东西方向先绿灯亮25s ，然后绿灯闪烁3s ，最后黄灯亮2s ，与此同时南北方向红灯亮30s 。南北方向红灯亮30s 后转为先绿灯亮25s ，然后绿灯闪烁3s ，最后黄灯亮2s ，东西向红灯亮30s 。由此周而复始地循环。要求采用单片机实现交通灯的控制规律。
东
南
北
西
表1 信号灯控制规律
东西方向信号绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮红灯亮
时间25s 3s 2s 30s 南北方向信号红灯亮绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮时间30s 25s 3s 2s
设计电路中使用到的主要元器件，单片机芯片、8255芯片和晶闸管。十字路口分四条道，每条道有三个红绿灯，共十二个。每个红绿灯由一块8031芯片单独控制，我们只设计一个红绿灯的燃亮情况，同理根据燃亮顺序设计其它红绿灯。然后再组合起来，达到设计要求。
3．单片机
3.1单片机简介
单片机是一种集成电路芯片，简称为单片微型计算机。是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU，随机存储器RAM，只读存储器ROM，多种I\0口和中断系统，定时器，计时器等功能，集成在一块硅片上构成的一个小而完善
的计算机系统。
3.2单片机基本结构
单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备组成。
3.3单片机硬件特性
（1）单片机集成度很高，单片机包括CPU、4KB容量的ROM(8031无)、128B容量的RAM、2个16定时计时器、4个8位并行口、全双工串口行口。
（2）单片机系统结构简单，使用方便，实现了模块化。
（3）单片机可靠性能好，可工作很长时间。
（4）处理功能强，速度快
3
4．芯片的选择
4.1 74LS373以及74LS07简介
74LS373 是一种带三态门的8D锁存器，其管脚示意图2如下所示：
图2 74LS373管脚示意图
其中：1D-8D为8个输入端。
1Q-8Q为8个输出端。
LE为数据打入端：当LE为“1”时，锁存器输出
状态同输入状态；当LE由“1”变“0”时，数据
打入锁存器
OE为输出允许端；当OE=0时，三态门打开；
当OE=1时，三态门关闭，输出高阻。
六驱动器(OC高压输出) 74LS07
Vcc 6A 6Y 5A 5Y 4A 4
┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐
│14 13 12 11 10 9 8│
Y = A ）│
│ 1 2 3 4 5 6 7│
└┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘
7805实现正电压输出，负电压截止。
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第一章项目简介 一、工程概况 1、本项名称：*****交通信号灯安装项目 2、工程地址： 3、合同工期。 二、工程范围： 交通信号灯安装、信号灯电缆敷设、信号灯控制系统安装。 三、项目管理目标
第二章施工组织方案与部署 第一节部署原则 1、集中力量保质量、保工期，在人力、物资、机具给该工程以充分保障，各工序管理工作应相互协助，指导好现场的施工工作，搞好各工种的协调配合。 2、组织各工种配合施工，穿插作业，重点部位重点赶工。以达到土建、安装及其它各工种之间互创施工条件，以确保工程总体进度。 第二节施工管理措施 为顺利实现质量目标，我们采取的主要管理措施有： 1、将该工程列为我公司2013年的重点建设工程，由公司总经理直接领导，并组成强有力的施工现场管理机构和公司基地设备、材料、人员、后勤保障组织机构，发挥公司的优势，在各施工生产要素的配置上对该工程实行重点政策，确保工顺利完成。 2、组建精干、高效强有力的项目经理部，选配高素质的项目经理和管理人员，实行项目管理负责制，全权组织技术、质检、材料、安全、劳资、财务等部门对工程施工进行全员、全面、全过程的系统动态管理，并对工程质量、施工进度、安全生产、文明施工、成本核算及经济效益等进行全方位的目标责任管理与控制。 3、使用技术熟练，纪律严明，经过大型工程锤炼的能打硬仗的高素质的施工作业队伍在该工程上进行施工，发挥我公司管理上的优势，强化职能，统筹协调，综合管理，确保工程总体目标的实现。 第三节施工阶段管理方案 1、进场阶段 1.1 会同使用单位对施工现场进行认真堪察，合理选择信号灯桩位和线路铺设路线，绘制现场施工图纸，报请业主单位审批。
三峡职业学院 课程设计 课题名称交通灯控制系统设计 交通灯控制系统设计 摘要：本系统由单片机最小系统、按键（开关）、LED 显示等等组成交通灯演示系统。系统用红、黄、绿三个发光二极管模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时（15秒）、时间设置、紧急情况（按键模拟传感器）处理等功能。 关键词：AT89C51，交通规则 引言：随着日新月异的电子变革，电子产品发生了突飞猛进的巨变，而在其中AT89C51扮演着一个重要的角色，AT89C51单片机具有广泛性、工具性、基础性的几个特点。单片机应成为中等技术人员的重要技术知识层面。近年来，我国工程技术队伍的梯队建设有了很大的进展。各类高职、高专如雨后春笋，涉电专业普遍开设单片机类课程。直观性表现在尽可能让我们在学习基本原理时能直观地看到相关实物及实物表演，使基本原理能实现形象化的表达；实践性表现在我们要通过许多实际操作来理解与掌握单片机的本质与技能；综合性表现在最终能使我们达到运用知识与技能来完成一个应用系统开发的全过程，有助于大学生动手能力的培养和提高，课程设计就是一门应用性很强的课程。如何让我们在学好基础知识的同时，迅速掌握设计应用技术，其中，实验与课程设计环节起着非常重要的作用。对我们学习和掌握单片机设计技术起到积极的作用。 一、方案比较、设计与论证
(1) 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案 方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统线路变复杂，且可能影响系统各模块的电路电平。 方案二：采用干电池提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，线路易于梳理，节约成本；缺点是输出功率不高。 综上所述，我们选择第二种方案。 (2) 显示界面方案: 该系统要求完成数码管倒计时（15s）、状态灯发光二极管（红、黄、绿）的显示功能。基于上述原因，我们考虑了二种方案： 方案一：东西南北四个方向分别采用两位数码管显示倒计时。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，并且制作PCB图时有许多的线相交，线路十分的复杂，不易制作原理图与PCB图，无法胜任题目要求。 方案二：东西南北四面各自采用红、黄、绿三个发光二极管显示，采用一个两位数码管显示倒计时，主要优点是易于调整元件在硬制板上摆放的位置，同时也易于PCB图的制作。 综上所述，我们选择方案二。 (3) 输入方案： 题目要求系统能即时的处理外部紧急情况产生的中断，我们讨论了两种方案： 方案一：采用矩阵键盘。该方案的优点是： 可提供较多I/O 口,实现更多的外部中断。直接站单片机的接口少的特点，但操作起来稍显复杂，而且编程也趋于复杂。 方案二：直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路。 由于该系统对于交通灯等发光二极管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，只要一个开关来模拟一个外部的紧急中断，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。 (4) 系统方案： 本系统的硬件采用模块化设计，以单片机控制器为核心，与LED信号灯电路等组成单片机控制信号系统.
株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文 交通信号灯控制系统 姓名：汤知路 指导老师：肖利君 专业：应用电子技术 班级：07级应电班 学号：04207109 时间：2010-5-5至2010-5-28
摘要 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。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。本设计主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。应用的主要芯片有74LS163，74LS153，3-8译码器，555定时器电路等组成。 关键字：交通控制、交通灯、时间发生器、555定时器 Abstract With the development of society and economy, urban traffic problems and cause the attention of people. People, vehicles and road, the relationship of traffic management has become an important problem to be solved. Urban traffic control system is designed for urban traffic data monitoring and control traffic lights, traffic persuation computer integrated management system, it is the modern urban traffic control system is one of the most important parts of it. Cross the road traffic lights control is the key of traffic safety and roads. This design is mainly by the controller, timer and decoder and pulse signal generator, etc. Second is the system of pulse generator timer and standard of the clock signal controller, two groups of decoder output signal control signal, the driver circuit, drive signal after working controller is the main part of the system, by which control the timer and decoder of work. The main chip has 74LS163 application, 3-8, 74LS153 decoder, 555 timing circuits, etc.
毕业设计 基于单片机的交通信号的灯控制系统 一． 综合实训的主要内容 1.设计任务 设计一单片机控制的交通信号灯系统，模拟城市十字路口交通信号灯功能。 2.基本功能要求 2.1 交通信号控制 直行车道红黄绿灯控制、左行车道绿灯控制、人行横道红绿灯控制。 2.2 通行时间显示 数码管倒计时显示通行时间。 2.3 时间参数设置存储 按键实现通行时间的设置，并存储到EEPROM （24C02）芯片中。 二． 硬件方案设计与论证 1. 显示模块设计 1.1倒计时时间显示 设计思想：由于该系统要求完成倒计时显示通行时间的功能，且考虑到实际的交通系统中车辆及行人通行时间不会超过一分钟，基于以上原因，我们考虑完全采用数码管显示，四个路口分别采用一个二位共阴极数码管进行显示。（其实物图见附录1图5.3） 图2.1 数码管原理图 原理图分析： 为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管（a,b,c,d,e,f,g ）加上一个小数点(dp)，共计8段，构成一个字节，通过对这八段给予高低平使二极管 GND a b c d e f g dp g f e d c b a （a）
导通或截止，从而显示不同的数字或字符。系统中所使用的是2位共阴数码管（实物图见附录），其管脚从左上方起顺时针依次为1,a,b,e,d,2,g,f,dp,c。 1.2 状态灯显示 设计思想：由于该系统要求完成状态灯显示的功能，我们把各个路口的红灯和黄灯设成直行和左拐两个通行方式所共有，也就是说，一个路口只需四个状态灯，一个直行通行的绿灯，一个左拐通行的绿灯，一个共有的红灯，一个共有的黄灯，人行横道采用红绿灯控制，综上所述，我们共使用16个LED绿灯，12个LED红灯，4个LED黄灯来完成状态灯显示功能。 2.控制模块设计 2.1 设计思想 由于本系统结构简单，实现较容易，不需要大量的外围扩展，所以我们采用STC89C51单片机作为主控制器，STC89C51单片机具有体积小，功耗低，控制能力强，价格低、扩展灵活，使用方便等特点，其最小系统由振荡电路、复位电路构成。 2.2 最小系统原理图 图2.2 单片机最小系统原理图 原理图分析：51单片机最小系统由复位电路，振荡电路组成。振荡电路使用11.0592MＨz高精度晶振，振荡电容选择30pF瓷片电容；复位电路采用RC电路。 3.存储模块 3.1 设计思想：系统掉电存储模块采用串行E2PROM，它是基于IIC总线的存储器件，遵循二线制协议，其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点。 3.2 24C02芯片原理图
毕业设计说明书 （2010 届） 课程名称：可编程控制器应用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计专 业班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 2010 年 1月 8 日
一、设计题目 交通信号灯PLC控制系统设计 二、设计目的 课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 三.设计要求 1技术要求： 某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有到计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。 PLC通过串口以自由口方式输出八位二进制数据，最高位为0表示东西方向数据。1表示南北方向数据，单位为秒。系统中有两个控制开关，东西控制开关SEW和南北控制开关SSN。SEW接通SSN关断则东西方向绿灯全亮南北红灯全亮，其他全灭。接通南北方向绿灯全亮，东西方向红灯全亮，其他全灭。SEW 和SSN都关断停止工作SEW和SSN都接通则进入正常工作状态，按照以下规律控制：(参考中华路与人民路交叉路口的信号灯) 2设计规律：: (1)系统启动后，南北红灯全亮35秒；与此同时东西直行绿灯亮20秒,东西左转弯红灯亮；(2) 东西灯亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒。(3)东西直行绿灯闪亮3 秒后变成黄灯亮，维持2秒；(4)东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；(5)东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮;(至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮。维持20秒；南北左转弯继续红灯亮.；(6)南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；(7)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮，
第一章单片机概述 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。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。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，
产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM) 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM 只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
交通信号灯控制系统 重点内容： ●LED显示的驱动电路设计和LED显示输出扫描程序 ●按键输入电路和按键扫描程序 ●时间中断的使用。 一、实例说明 有如图所示的街区十字路口，需要为十字路口设计一个交通灯控制系统，该系统的要求如下：东南西北每个方向各有一个红绿灯组，每个红绿灯组包含红黄绿三种颜色的信号灯。 ●每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于车流量较小，为了节省电能各个方向的红绿 灯出于休息状态（只亮黄灯）。 ●每天的6：00~23：00，红绿灯出于工作状态，两个互相垂直方向的绿灯交替点亮来 控制交通。交通灯工作状态过程如后所示，在某一个时间段东南方向红灯亮，西北方向绿灯亮；经过一定的时间后，西北方向该为黄灯闪烁，此时东南方向保持红灯； 西北方向红灯闪烁5秒后转为红灯，此时东南方向变为绿灯。依此东南方向的红绿灯和西北方向的红绿灯循环往复。
交通信号灯控制系统提供了一个控制面板，交警可以通过该面板可以调整红灯和绿灯亮的时间间隔、控制交通信号灯控制系统的开关等，从而达到控制交通流量的目的。交通信号灯控制系统的控制面板如下图所示，该面板共有6个LED，每3个LED 为一组，用于显示交通信号灯的点亮时长（单位为秒）；面板上共有5个按键，用于控制交通灯控制系统的点亮时长和系统的开关。
二、硬件电路设计 1、LED输出电路 ●本案例中共有6个LED，为了充分利用ARM微处理器的IO资源，我们采用扫描的 方式。 ●LED的输出电路如上图所示，为了使电路比较清晰，这里只画出了其中两个LED。 每个七段码LED的a~g端口是并联，分别连接LPC2131的P1.19、P1.20、P1.21、P1.22、P1.23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一个管脚控制，6个七段码LED的gnd端分别连接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4和P0.5。当需要点亮其中某一个七段码LED时，将对应的gnd端口电平拉低，a~g端口根据需要显示的数字给不同的电平。这种连接方式在某一特定时刻只能点亮其中一个七段码LED，而其他的七段码LED处于熄灭状态。 ●为了让他们看上去是同时点亮并且能够显示不同的数值，我们利用人眼的视觉暂留 对他们进行扫描，在一个比较短的始终周期内（0.01s左右）轮流点亮6个七段码LED。 2、按键电路 ●本案例中的共有5个按键，如下图的控制面板所示，其中一个按键用来控制交通灯 控制系统的开关，而其他四个按键用来调整红灯和绿灯的持续时间 ●按键电路如下图所示，当没有任何按键被按下时，所有与按键连接的管脚为高电平；
文献检索作业 题目（中文）：基于51系列单片机的交通信号灯控制系统设计（英文）：Design of traffic signal lamp control system based on 51Series MCU 学院 专业班级 学生姓名 学号 完成日期2015年11月指导教师评分
上海师范大学天华学院2017届 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目基于51系列单片机的交通信号灯控制系统设计 学生姓名学号 学院指导教师姓名 建议从以下方面填写：1.简述课题的作用和意义2.国内外的现状和发展趋势等情况(文献综述)，尚待解决的问题；3.重点介绍完成任务的可能思路、方案和计划；4.(工科类专业需填写)所需的主要仪器和设备等。 一、选题背景 当今，红绿灯安装在个个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这个技术在19世纪就已经出现了。 信号灯的出现，使得交通得以有效的管理，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。绿灯时通行信号灯，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非两一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆必需让合法的正在路口内行驶的车辆和过人行横线的行人优先通行。红灯是禁行信号灯，面对红灯的车辆必需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，但车辆已经十分接近停车线而不能安全停车的可以进入交叉路口！ 意义：1、减少交通事故，增加交通安全。 2、缓和交通拥挤、堵塞，提高运行效率。 3、节约能耗，降低车辆对环境的污染。 二、历史背景、现状及发展趋势 1、历史背景： 1.1、1868年12月10日，历史上第一盏交通信号灯出现在英国威斯敏斯特议会大楼前，这个交通信号灯高约7米，在它的顶端悬挂着红、绿两色可旋转的煤气提灯，为了将红、绿两色的提灯进行切换，在这盏灯下必须要站立一名手持长杆的警察，通过皮带拉拽提灯进行颜色的转换，后来还在这盏信号灯的中间加装了红、绿两色的灯罩，前面有红、绿两块玻璃交替进行遮挡，白天不点亮煤气灯，仅以红、绿灯罩的切换引导人们前进或停止，夜晚则将煤气灯点燃，照亮红、绿两色灯罩。
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。
施工组织方案及施工方法 交通信号灯施工方案及施工方法 1、施工方案： ①组织方案： a、人员组织：项目部下设交通信号灯专业施工队，主要负责交通信号灯的安装及调试。 b、设备组织：施工车1台；振动夯2台；吊车1台；挖掘工具若干套。 c、材料组织：按照工程进度及施工工期制定材料采购计划，选用经业主及监理工程师确认的材料与供应商签订供应合同，及时购时，组织精工生产，保证优质材料投入施工。 ②技术方案： a、施工顺序：测量放样基础开挖信号灯制作设施安装调试检 查调整验收 b、施工原则：严格按照设计图纸的要求和尺寸进行放样施工。 2、交通信号灯生产及用材 1、杆件 a、信号灯立柱制作应按设计说明要求进行生产，立柱采用的钢材必须符合GB/T13793-92的要求，立柱及悬臂采用八角棱锥形，立柱法兰孔距必须准确，焊接处必须美观、牢固、焊渣必须清除干净，立柱采用先整体热镀锌，再喷塑，镀锌量不少于600g/㎡，金属构件镀锌面不得有划痕，信号灯所有钢结构固定件都必须热镀锌处理。 b、八角长臂立杆外杆：370-280mm，壁厚：6mm，高度6800mm，悬臂外径：260-110mm，壁厚:4mm，臂长:按实际位置定位。 2、交通信号灯 a、信号灯的形状、图案、颜色严格按照交警部门要求及会议纪要执行。 c、信号灯灯具大小满足60km/h的行车速度要求。 2、施工方法 1、测量放样 ⑴测量施工方案
本工程的测量放线工作拟采取直角坐标法，整个测设过程经过初、精测和检测三个步骤，采用平差方法计算坐标值和测量精度。 ⑵技术要求：水平角的观测一个回合中的误差不大于±2〞。消除仪器的光学对点误差，对点对必须将对点器镜对着相对方向反复转向对点，消除光学对点误差。 ⑶施工测量措施 a建立4人现场测量专业组直接归技术负责人主管。 b按规定日期、方法由专门检测单位进行仪器校正。 c测量仪器控制、保养严格按规定进行。 d建立测量复测制度，每次控制点、线施测后须经项目工程技术主管复核，细部尺寸施测由各施工段，和专业施工人员负责，工程技术部复测。 e测量记录每次测量均需完整详细的记录，作为主要的施工技术进行归档保管。 f测量主要仪器为DS3水准仪，DJ6±6型经纬仪。 2、土方工程，主要要求及安全措施 ⑴、挖土前作详细的技术交底，按规定要求放坡开挖。 ⑵、挖土过程不得在基坑四周任意堆土，基槽两面操作间距大于2.5m，挖土由上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土。 ⑶、余土外运1500m。 ⑷、开挖过程专人值班，如发现异常情及时通知项目经理，设计方，建设方，并立即停止土方开打挖，待找出原因，采取措施后方可继续施工。 ⑸、夜间施工要有足够的照明，基坑四周加设防护栏杆，挂红灯做明显标记。 ⑹、人工挖至设计标高后，经自检合格，请业主和监理，质监单位复检合格验收签证后，方可进入下道砼垫层施工。 3、砼工程 ⑴、由于基础位置总处于路面边缘，要求基坑开挖后应在24h内完成基础混凝土浇筑。 ⑵、在砼施工前，将商品混凝土检测报告和配合比报审，经各相关部门考察同意后，签定购销合同认购。本项目拟采用华健商品混凝土。
1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。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：直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。
综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，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。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能：
课程设计(综合实验)报告( 2012 —2013 年度第一学期) 名称：电子技术综合实验 题目：交通信号灯控制器 院系：电气与电子工程学院 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：刘春颖 设计周数：一周 成绩： 日期：2013年1 月15 日
《电子技术》综合实验 任务书 一、目的与要求 1.目的 1.1课程设计是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。 1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。 1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。 1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 2.要求 2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。 2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。 2.5学会撰写课程设计总结报告。 2.6通过课程设计，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。 2.7在课程设计过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。 二、主要内容 共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。 1.移位寄存器型彩灯控制器 2.智力竞赛抢答器 3.电子拔河游戏机 4.交通信号灯控制器 5.数字电子钟 6.电子密码锁
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第一章项目简介 一、工程概况 1、本项名称：*****交通信号灯安装项目 2、工程地址： 3、合同工期。 二、工程范围： 交通信号灯安装、信号灯电缆敷设、信号灯控制系统安装。 三、项目管理目标 交通信号灯采购及安装工程项目管理目标
第二章施工组织方案与部署 第一节部署原则 1、集中力量保质量、保工期，在人力、物资、机具给该工程以充分保障，各工序管理工作应相互协助，指导好现场的施工工作，搞好各工种的协调配合。 2、组织各工种配合施工，穿插作业，重点部位重点赶工。以达到土建、安装及其它各工种之间互创施工条件，以确保工程总体进度。 第二节施工管理措施 为顺利实现质量目标，我们采取的主要管理措施有： 1、将该工程列为我公司2013年的重点建设工程，由公司总经理直接领导，并组成强有力的施工现场管理机构和公司基地设备、材料、人员、后勤保障组织机构，发挥公司的优势，在各施工生产要素的配臵上对该工程实行重点政策，确保工顺利完成。 2、组建精干、高效强有力的项目经理部，选配高素质的项目经理和管理人员，实行项目管理负责制，全权组织技术、质检、材料、安全、劳资、财务等部门对工程施工进行全员、全面、全过程的系统动态管理，并对工程质量、施工进度、安全生产、文明施工、成本核算及经济效益等进行全方位的目标责任管理与控制。 3、使用技术熟练，纪律严明，经过大型工程锤炼的能打硬仗的高素质的施工作业队伍在该工程上进行施工，发挥我公司管理上的优势，强化职能，统筹协调，综合管理，确保工程总体目标的实现。 第三节施工阶段管理方案 1、进场阶段
第一章绪论 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，同时带动传统控制检测日新月益更新。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。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。如果交通控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单片机。因此，本人选择制作交通灯作为课题加以研究。 我国大中城市交通系统压力沉重。交通管制当以人性化、智能化为目的，做出相应的改善。以此为出发点，本系统采用的单片机控制的交通信号灯。该系统分为单片机主控电路、键盘控制电路和显示电路三部分组成。并在软硬件方面采取一些改进措施，实现了根据十字路口车流量、进行对交通信号灯的智能控制，使交通信号灯现场控制灵活、有效从一定程度上解决了交通路口堵塞车辆停车等待时间不合理等问题。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，有广阔的应用前景。 1.1 课题背景 随着我国国民经济的迅速发展，城市街道车辆大幅度增长，给城市交通带来巨大压力，交通拥堵已成为影响城市可持续发展的一个全局性问题。而街道各十字路口，又是车辆通行的瓶颈所在。已有的许多建立在精确模型基础上的交通系统控制方案都存在着一定的局限性。研究车辆通行规律，找出提高十字路口车辆通行效率的有效方法，对缓解交通堵塞，提高畅通率具有十分现实的意义。地面道路是一个庞大的网络，交通状况十分复杂，使目前交通控制器的单一时段控制已不能满足现代交通流量的多边性，特别是在交通流量高峰期时，往往会造成交通路口的通过率下降，甚至出现交通混乱现象，城市的交通拥挤问题正逐渐引起人们的注意。道路平面交叉口（简称交叉口）是交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”，国内外城市的交通事故约有一半发生在交叉口。因此，交叉口这个事故多发源不能不引起人们的高度关注。随着交通技术、
目录 一、项目总体概况 二、施工进度计划与各阶段进度的保证措施 三、施工组织总体设想、方案针对性及施工段划分 四、施工组织机构及其主要职责范围 五、关键施工技术、工艺及工程项目实施的重点、难点与解决方案 六、各分部分项工程的施工方案及质量保证措施 七、雨季施工、已有设施、管道的加固、保护等特殊气候条件下的施工措施 八、质量保证体系 九、安全保证体系 十、交通保畅措施及预案 十一、安全文明施工及环境保护措施 十二、其它应说明的事项 附表1:项目管理人员配备、素质及管理经验 附表2:项目管理机构及劳动力投入计划 附表3:机械设备投入计划 附表4:施工现场总平面布置图 附表5:本工程主要的材料试验、测量、质检仪器投入计划 附表6:施工工艺框图 附表7:施工进度计划表
一、项目总体概况
二、施工进度计划与各阶段进度的保证措施
三、施工组织总体设想、方案针对性及施工段划分 1、参加交通信号灯施工的施工的人员、设备分批进驻施工现场。首批人员与设备在合同协议书签署后,根据合同要求于开工前几天进驻工地,主要从事项目经理部的组建与前期准备工作。 2、前期的准备工作,其主要内容包括:技术准备与施工现场准备两大方面。技术方面有:熟悉、核对设计文件、图纸及有关资料,补充现场调查,编制实施性施工组织设计与施工预算,组织队伍及机具进场。施工现场准备内容有: (1)平整场地,做好施工放样。 (2)修筑便道、便桥等临时工程,修建临时房屋,预制厂、工地仓库等现场设施。 (3)布置料场,安排供水、供电设备等。 (4)组织材料、物资采购,加工运输、供应与储备。 (5)建立工地试验室,进行各种建筑材料的试验。 (6)施工机构设置并组织进场职工思想与安全技术教育。 3、第二批人员与设备将在正式开工之日进驻工地,并做好各项目开工准备工作。 4、工程的施工机械目前主要分布在盐都区,绝大部分机械可以直接开至施工现场。
四川现代职业学院《单片机原理及应用》课程设计红绿灯实训报告 题目：红绿灯项目设计报告 系别：电子信息技术系 专业：电子信息工程技术 组员：贺淼、纪鹏、邵文稳 指导老师：陶薇薇 2014年7月12日
摘要 交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。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。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。本系统采用STC89C52点单片机以及数码管为中心器件来设计交通灯控制器，实现了南北方向为主要干道，要求南北方向每次通行时间为30秒，东西方向每次通行时间为25秒。启动开关后，南北方向红灯亮25秒钟，而东西方向绿灯先亮20秒钟，然后闪烁3秒钟，转为黄灯亮2秒钟。接着，东西方向红灯亮30秒钟，而南北方向绿灯先亮25秒，然后闪烁3秒钟，转为黄灯亮2秒钟，如此周而复始。 软件上采用C语言编程，主要编写了主程序，中断程序延时程序等。经过整机调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。
目录 （一）硬件部分--------------------------- 3 1.1 STC89C52芯片简介-----------------------3 1.2 主要功能特性---------------------------4 1.3 STC89C52芯片封装与引脚功能-------------5 1.4 基于STC89C52交通灯控制系统的硬件电路分析及设计-------------------------------------------10 （二）软件部分----------------------------14 2.1 交通灯的软件设计流程图-----------------14 2.2 控制器的软件设计-----------------------15 （三）电路原理图与PCB图的绘制-------------16 3.1 电路原理图的绘制（见附录二）----------16 3.2 PCB图的绘制（见附录三）---------------16 3.3 印刷电路板的注意事项------------------16 （四）调试及仿真---------------------------------------19 4.1 调试----------------------------------19 4.2 仿真结果------------------------------20 （五）实验总结及心得体会---------------------------21 5.1 实验总结-----------------------------------------------21 5.2 实验总结-----------------------------------------------22 附录程序清单---------------------------22
安徽科技学院数理与信息工程学院 《单片机原理与应用设计》课程设计 设计说明书 题目: 道路交通信号灯控制系统 专业: 电气工程及其自动化 班级: 12级1班 指导教师： 2014 年12 月 9 日
目录 一、概述 (3) 1、设计背景 (3) 2、设计要求 (3) 二、整体设计原理 (3) 1、设计原理 (3) 2、硬件电路分析 (4) 三、硬件电路 (5) 1、晶振电路 (5) 2、硬件电路 (5) 四、软件设计 (6) 1、主程序设计 (6) 2、程序代码分析 (7) 3、元件清单 (9) 五、测试 (10) 1、仿真调试 (10) 六、心得体会 (13) 七、附录 (14) 1、参考文献 (14) 2、完整程序代码 (14)
一、概述 1、设计背景 根据规定本学期13、14周为本专业课程设计，要求同班同学五人一组利用单片机相关知识和proteus仿真软件实现所选课题相关功能。 由于我们组在大二数、模电课程设计中做过交通灯相关课题，因此本次课程设计在组织好团队后，经讨论我们一致决定选择道路交通信号灯控制系统作为本组课程设计内容。 2、设计要求 （1）设计目的 随着单片机应用的日益广泛，在校学生加强对单片机动手实践能力的培养，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。 （2）设计任务 ①设计四组十字路口的红、绿、兰三色交通灯，并模拟交通灯的现场情形，控制交通灯的亮灭。 ②设计四组 LED 显示器，分别倒计时显示十字路口每个方向的红灯或绿灯的剩余时间。 ③可适当根据实际需要增加扩展功能。 ④利用 PROTEUS 软件画出电路图，根据以上功能编写软件，并在硬件电路上成功运行或仿真。 二、整体设计原理 1、设计原理 实际交通灯的变化规律实际交通灯分为东南西北四个方向以及左转右转，本次课程设计我们涉及的是简易交通灯，不包含左转右转，只包括东西直行和南北直行，原理较为简单，下图是十字楼口的模拟图。