xx 大学
毕业论文（设计）
题目：基于单片机交通灯设计
学号：xx
姓名：xx
年级：2008级
学院：信息科学技术学院
专业：电子信息工程
指导教师：xx
完成日期：2012年 4 月29 日
摘要
本设计介绍了采用MCS-51系列单片机stc89C51为核心器件来设计交通灯控制模拟系统，本系统安装在人流和车流量比较大十字交叉路口，通过控制红绿灯的亮灭来指挥交通道路上车辆和行人的通行停止，从而实现对繁忙交通道路的疏导。倒计时5秒时黄灯警示车辆，绿灯闪烁警示行人。并能够接入交通管理网络，通过室内人员根据交通道路上车流量大小，实时修改各个方向通行时间对路口车流量和行人进行疏导。本系统设计重点在于红绿灯亮灭的准确性和可靠性，难点在于，单片机的远距离通信。本系统设计成本低，开发周期短、实用性强、操作简单、维护方便、扩展性强。
关键字：单片机；交通灯；单片机通信
Abstract
This design introduce the MCS-51 series microcontroller STC89C51 design traffic light to control the simulation system as the core component of the system installed in the flow of people and traffic flow is relatively large cross intersection to control traffic lights and light off to direct vehicular and pedestrian traffic on the road traffic stop ,in order to diverton busy traffic road . Yellow 5seconds count down warning of vehicles,the green light flashing warning pedestrians. And be able to access the network of traffic management intersection traffic and pedestrians to ease the passage of time by the person in the room according to the size of the traffic flow of traffic on the road ,real-time change in all directions. The system design focuses on the accuracy and reliability of traffic lightsbright of ,the difficulty lies in the long-distance communications of the microcontroller. The design of the system low cost, short development cycle, practical, simple operation easy maintenance and scalability.
Key words: microcontroller unit；traffic light；microcontroller unit communication
目录
前言 (1)
1、交通灯的系统分析 (3)
1.1、通行状态分析 (3)
1.2、功能分析 (4)
1.3、传输控制分析 (5)
2、交通灯设计方案比较选择： (7)
2.1、控制方案的选择 (7)
2.2、显示方案的选择 (8)
2.3、通信方案的选择 (8)
3、交通灯系统设计 (9)
3.1、总体设计 (9)
3.2、交通灯系统硬件设计 (9)
3.3 通信方案设计 (16)
3.4 软件设计 (17)
4、仿真测试 (20)
4.1 仿真测试结果 (20)
4.2、测试发现问题及解决 (24)
5、设计总结 (25)
致谢 (26)
参考文献 (27)
附件 (28)
前言
世界上最早的交通灯出现于十九世纪中叶，当时英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，人们受到红绿装启发，机械师德·哈特设计并制造了高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯，这是城市街道的第一盏信号灯。随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。
交通灯在我们日常生活中，随处可见，马路，车库，火车轨道等地方都可以见到。它们的形式多样，组成主要是红、黄、绿三色灯，它们显示的形式多样，有的是以数字型式呈现，有的则是以条形块等形式显示。
当前城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型：定周期的信号灯、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号灯以及联网式自适应多相位智能型信号灯。具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。其中，第一种类型以其成本低，设计简单，安装及维护方便等特点得到了广泛应用。日常生活中我们所看到的交通灯很多都是以单片机为主控制核心的。
交通灯的研究具有非常重要的意义，交通问题是我国社会经济发展的一个大问题，尤其随着国家优良政策的不断实施，国家经济发展也越发迅猛。我国是个人口大国，生活密度比较大，尤其在大中城市，交通拥挤的现状日益影响了社会发展的脚步，交通是否发达是衡量一个城市发展水平与投资环境的重要指标。如果只是一味地建设地铁或轻轨需要大量的资金与时间，这对大多数城市来讲都不太现实。
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，这些城市纷纷修建成
城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，往往耗费巨大，实施困难。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好现有硬件设施，解决交通拥堵，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的问题。解决交通问题在综合考虑到经济环境等问题后，提高交通控制系统的效率成为必由之路，这也是当代交通灯系统发展的总体趋势。
1、 交通灯的系统分析：
交通灯系统是一个通过控制红绿灯亮灭，来实现对车流和人流进行疏导的系统。通常需要预先分析设定通行状态，以及估计各个路口通行时间，需要注意的提示：
1.1、通行状态分析：
一般的十字路口通行状况有：东西直行，南北直行，东西右转，东西左
转，南北右转，南北左转。由于车辆比行人更容易拥堵，且情况复杂，故通常我们会优先考虑车辆畅通而后考虑人行；我们的车辆都是靠右行，这样车辆的右转靠边通常不会影响其他方向的车辆通行，故可以不对右转车辆进行限制；排除右转弯，我们会得到如下通行状况：
图1.1 东西直行
图1.3 南北直行
图1.2 东西左转
图1.4 南北左转
N
S
W
E N
S
W
E
N
S
W E N
S
W
E
1.2、功能分析：
交通控制室根据路面状况可以设定东西直行时间，东西右转弯时间，南北直行时间以及南北右转弯时间，为防止突然断电，修复电力后未及时输入直行转弯时间，交通灯系统无法工作，我们预先设定东西为主干道直行时间为60s，东西左转道时间为30s，南北直行时间为50s，南北左转道时间为20s。在此过程中会有一块2位7段LED屏显示倒计时。
在未输入直行转道时间时，交通灯执行以下情况：第一种情况，东西直行，东西直行方向绿灯亮，东西转弯，南北直行及南北人行道红灯亮，南北人行道绿灯亮，60s倒计时，当倒计时还有5s时东西直行绿灯改为黄灯灯亮，南北人行道绿灯闪烁，此时，已越过停止线的车辆和行人可以继续通行。倒计时为0时转入第二种情况；第二种情况，东西左转弯绿灯亮，东西直行，南北直行及南北左转弯红灯亮，东西及南北人行道红灯亮，开始30s倒计时。当倒计时还有5s时，东西左转弯改为黄灯亮，其余灯状态不变，当倒计时结束时，转入第三种状态；第三种状态，南北直行绿灯亮，东西人行道绿灯亮，其余灯红灯亮，50s倒计时，当倒计时还有5s时，南北直行改黄灯亮，东西人行道绿灯闪烁，当倒计时结束，转第四种状态；第四种状态南北左转道绿灯亮，其余灯红灯亮，开始20s倒计时，当倒计时还有5s时，南北左转弯改为黄灯亮，其余灯不变，当倒计时结束，再转入第一种状态。
其归结起来可由下图表示：
东西直行绿灯亮，南北人行道绿灯亮，其余红
灯亮，LED从60s显示倒计时；55s
东西直行黄灯亮，南北人行道绿灯闪烁，其余
红灯亮LED继续显示倒计时；5s
东西左转弯绿灯亮，其余红灯亮，LED从30s
显示倒计时；25s
东西左转弯黄灯亮，其余红灯亮，LED继续显
示倒计时；5s
南北直行绿灯亮，东西人行道绿灯亮，其余红
灯亮，LED从50s显示倒计时；45s
南北直行黄灯亮，东西人行道绿灯闪烁，其余
红灯亮LED继续显示倒计时；5s
南北左转弯绿灯亮，其余红灯亮，LED从20s
显示倒计时；15s
东西左转弯黄灯亮，其余红灯亮，LED继续显
示倒计时；5s
图 1.5 交通灯功能流程图
1.3、传输控制分析：
交通灯在交通指挥中发挥重大的作用，一个设计优秀的交通灯，不仅仅是能够红绿灯亮灭，倒计时提醒。同时能够保障高可靠性和灵活的可控制性。在网络高速发展的今天，任何的物体都不可能单独存在，它们都必须通过一定网络连接起来，实现集中控制，从而减少工作人员的工作强度，提高工作效率。交通灯也是如此，为提高交通灯的安全性，灵活可空性，我们需要把一个城市的交通灯集中起来管理，便于根据不同的路段车流量调整通行时间，达到疏导交通的目的。当某个地点的交通灯不工作的情况下，管理人员可以及时了解到，方便及时派人维修查看。这需要建立一个可靠地传输网络。对于交通灯的网络，涉及远程通信的问题，我们可以把
各个单独的交通灯指挥系统通过网关连接起来，再通过设置一定的通信协议使其实现控制传输功能，其传输网络可如图1.6所示：
图 1.6 交通灯系统网络控制传输图
控制台 DCE 设备
网关 网关 网关
网关
交通灯子交通灯子交通灯子交通灯子交通灯子交通灯子
2、交通灯设计方案比较选择：
交通灯的设计实现方法有很多种，可以根据不同的需求选择不同的设计方案。
2.1、控制方案的选择：
方案一：利用PLC实现对交通灯控制，其可靠性高，抗干扰能力强。对于交通灯这种特殊装置，其可靠性是至关重要的，因为交通灯控制系统中途若发生什么意外，其后果是不堪设想。而且PLC系统的设计、制造工作量小，维护方便，体积小、重量轻、能耗低，还可以进行智能化控制以更有效、合理地控制交通。但是使用PLC控制也有缺点，因为PLC比起其它控制系统，其价格较贵，一般一台小型的PLC价格最便宜的也在二三千元以上。
方案二：运用单片机对交通灯系统进行实现,使用51单片机为主控核心,通过软件来控制过往车辆的正常运作。同时它也具有如下的优点：
(1)单片机体积小巧、使用灵活、成本低，易于真正产品化。组装各种智能式控制设备和仪器，能做到机电仪一体化。
(2)面向控制。能有针对性地解决各种从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。
(3)抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠的工作。这是其它微机集中无法比拟的。
(4)可以方便的实现多机、分布式的集散控制，使整个控制系统的效率大大地提高。
(5)单片机应用产品的研制周期短，所开发出来的样机就是以后批量生产的产品，可以避免不必要的二次开发过程。
综上所述，比较5种交通灯控制装置的优点与缺点，根据交通灯所工作的特殊环境，体积小巧、使用灵活、成本低，易于真正产品化面向控制抗干扰能力强，适应温度范围宽可以方便的实现多机、分布式的集散控制便等特点，现在拟采用单片机来控制交通灯。
2.2、显示方案的选择：
方案一：完全运用点阵LED显示，这种方案，功能强大，可以方便显示各种的字符，汉字和图形等，但此种方案实现起来复杂，并且需要完成大量的软件工作，成本较高，不适合简单易用的原则，故也不可取。
方案二：完全运用数码管显示，这种方法软件实现简单，但由于数码管只能显示有限的字符和数字，本系统要求能显示倒计时，状态灯等功能。由此，此种方案不能完全满足交通灯的显示要求，故不可取。
方案三：运用数码管和点阵LED相结合的方法显示，因为考虑到实际交通灯需要有倒计时数字输出又需要有状态输出，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管和LED灯分别显示时间和状态信息。此方案既满足了系统功能的要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一、二种方案的优缺，故决定采用方案三实现系统的显示功能。
2.3、通信方案的选择：
方案一：采用rs232通信协议与上位机进行通信。对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。
RS-232-C标准规定的数据传输速率最高为19200波特/秒。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，故通信距离将受此电容限制，若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短， RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m 以内的通信，其次rs-232采用负逻辑，电平值在-3v~-15v，+3v~+15v，容易损坏接口芯片，故不可取。
方案二：采用rs485通信协议与上位机进行通信，RS-485总线,在远距离通信时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压。 RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器，可以便于扩展，故选用rs-485通信协议。
3、 交通灯系统设计：
3.1、总体设计：
交通灯功能是通过红绿灯的亮灭来指挥车辆与行人的行与停从而达到指挥交通的目的，交通灯需要提醒路人和车辆可穿行的剩余时间，同时在东西和南北车流量不相同时，在室内的交通管理员可以根据当时情况调整东西直行，南北直行，东西转向，南北转向的时间，以此来疏导交通。故交通灯系统可由如下模块构成，LED 红绿灯显示模块，7段数码管倒计时显示模块，设置时间的上位机通信模块，如图 3.1所示：
图 3.1 交通灯系统框图
3.2、交通灯系统硬件设计：
交通灯硬件电路设计，涉及到单片机的选型，显示模块器件的选择，以
及外围电路元器件和接口的选择。 3.2.1、交通灯系统中单片机选取：
现在市场上所售的单片机按处理能力大致可分为8位16位以及32位单
片机，位数越高处理能力越强大，自然价格也就越贵。按单片机适用范围来划分可以分为通用型和专用型，一般来说，专用型单片机价格高于通用
单片机
电源电路和硬件复位电路
LED 显示模块 7段数码管倒计时模块
时间设置通信
模块
定时中断 模块
型单片机。51单片机具有可靠性高，通用性强，造价成本低等特点。考虑到适用性，和成本的因素，本系统选用宏晶公司所生产的stc89c51单片机作为本系统的总控制芯片。其构成和主要性能如下。
STC89C51是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件完全兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部。STC89C51系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机速度快8~12倍，带ADC,4路PWM，双串口，加密性好，抗干扰强。在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的编程。用于实现系统的总的控制。其基本组成如图所示：
图 3.2 51单片机结构框图
MCS－51的主要特点为：
◆CPU为8位；
◆片内带振荡器，频率范围为1.2~12MHz；
◆片内带128字节的数据存储器；（RAM）
◆片内带4KB 的Flash 程序存储器；（ROM ） ◆程序存储器的寻址空间为64KB ；（需要扩展ROM ） ◆片外数据存储器的寻址空间为64KB ；（需要扩展RAM ） ◆128位（16字节）用户位寻址空间；（在128个字节中） ◆18个字节特殊功能寄存器SFR （MCS —52子系列为21个）； ◆4个8位的并行I/O 接口：P0、P1、P2、P3；
◆2个16位定时器/计数器T0、T1；（MCS-52子系列为3个，T2） ◆2个优先级别的5个中断源；（高、低2个） ◆1个全双工的串行I/O 接口，可多机通信； ◆片内采用单总线结构；
本次采用的单片机封装形式采用40只引脚双列直插封装，引脚按其功能可分为如下3类：
电源及时钟引脚—－VCC 、VSS ；XTAL1、XTAL2；
控制引脚—－/RST VPD 、/ALE PROG 、PSEN 、和/EA VPP ； I/O 口引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O 口。 如图3.3所示:
图 3.3 单片机双列封装管脚图 图3 .4 单片机实物图 3.2.2、交通灯系统其它外围电路器件选择：
除了单片机主控芯片之外，其它如红绿灯我们选用普通LED发光二极管，倒计时用共阳极的7段数码管如图3.5所示。
图3.5 7段数码管引脚图图3.6 7段数码管实物图
在倒计时电路中，本设计需要用到74hc573锁存器， 74hc573锁存器高性能硅门 CMOS 器件，当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存其管脚图如图3.7所示。在485网络通信中需要用到电平转换芯片max485， MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS－485芯片。采用单一电源+5 V工作，额定电流为300 μA，采用半双工通讯方式。它完成将TTL电平转换为RS－485电平的功能。MAX485芯片的结构和引脚都非常简单,内部含有一个驱动器和接收器。如图3.8 所示RO和DI 端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可；/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，因为MAX485工作在半双工状态，所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可；A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据为1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据为0。在与单片机连接时接线非常简单。只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可。
图3.7 74hc573引脚图图3.8 max485引脚图
3.2.3 交通灯系统具体电路的设计：
单片机与信号灯的连接：
本交通灯系统采用单片机的P0口和P2口来驱动交通信号灯，其中P0.0~P0.3以此接从东西直行，南北转向，南北直行，东西转向的绿灯P0.4~P0.7依次接黄灯，P2.0~P2.3依次接红灯，P2.4和P2.5分别接南北方向和东西方向路口人行道绿灯；P2.6和P2.7分别接南北方向和东西方向路口人行道绿灯，需要加上几个限流的排阻防止信号灯被烧坏，具体连接见图3.9。
图 3.9 单片机和红绿灯连接图单片机与倒计时模块电路的连接：
如图3.10所示，P1口与两片573相连，再从573连接7段数码管位选
跟段选。单片机借助于74hc573锁存器控制7段数码管的倒计时显示。P3.2和P3.3分别控制两片74hc573锁存器的透明和锁存。同时hc573还起到驱动ic的作用，用来驱动7段数码管的显示。
图3.10 交通灯倒计时7段数码管接法单片机与上位机通信电路：
单片机与上位机通信电路必须用到串行通信端口P3.0和P3.1分别为单片机的接收端和发送端，把接收端和发送端和max485的1端和4端口向连结，2，3端口短路与单片机P1.0连结作为控制接收和发送数据之间的电平转换。具体接口电路图如图3.11所示。
图3.11单片机与上位机通信接口电路
晶振电路：
晶振的作用是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。晶振电路电容大小没有固定值，一般20~30p，根据电路的需要，本次选用的晶振频率为11.0592MHZ，其与单片机的接法如图3.12所示:
图3.12单片机晶振电路的接法
单片机的硬件复位电路：
单片机的硬件复位电路，其作用是在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。
本系统设计采用积分型上电复位电路，复位电路如图3.13所示，上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，使RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振
荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。其中C：＝1uF，Rl＝lk，R2＝10k
图 3.13单片机复位电路
交通灯系统的总体电路图3.14所示连结如下：
图3.14 交通灯系统总体电路图
3.3 通信方案设计：
RS-485通信字格式：
波特率9600bps、8位数据位，1停止位，无奇偶校验。
帧通信协议：
ADDR STX DA TA CS
STX —起始符，1字节若是点播帧为51H；若为设置帧则为52H。
ADDR —传感器地址，1字节,地址从01H-1FH。
摘要 本系统由单片机系统、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、以及基本的交通灯的功能。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。 本设计是单片机控制的交通灯控制系统。单片机即单片微型计算机。由RAM，ROM，CPU构成，其集定时、计数和多种接口与一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛的应用于只能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各类单片机中最为典型和富有代表性的一种。 关键字：单片机;交通灯;AT89S52;Proteus仿真
ABSTRACT This system by single chip microcomputer system, keyboard, LED display, traffic lights of the demo system. System including sidewalks, turn left, turn right, and the basic function of traffic lights. System in addition to the basic function of traffic lights, also has a countdown, time setting, emergency treatment, light time of period of time to adjust light and manual control based on the specific situation, and other functions. This design is a single-chip microcomputer control of traffic lights control system. SCM the single chip microcomputer. Formed by RAM, ROM and CPU, timing, count and various interface and the integration of the micro controller. It has small volume, low cost, strong function, widely used in industry and industrial automation. And 51 series microcontroller is the most typical and representative in all kinds of single chip microcomputer. Key words: Single chip microcomputer;Traffic lights;AT89S52;Proteus simulation
1选题背景 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。 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。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，同时也减小了工作人员的劳动强度。 关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：
单片机课程设计 基于单片机的交通灯显示系统 交通灯是日常生活中常见的自动控制产品，人们的日常出行及人身安全等都与交通灯有着密切的联系。本文提出一种基于单片机的交通灯设计，系统包含三个功能模块： (1)交通灯LED显示模块，实时显示东西、南北两个路口红、黄、绿三种灯的状态； (2)定时器模块，中断计算绿灯剩余时间； (3)独立按键模块，分为紧急制动按钮和夜间模式按钮两个按钮； (4)LCD液晶显示模块，显示绿灯亮的剩余时间 系统结构如下图所示： 关键词：定时器；液晶显示；独立按键
山东经济学院课程设计 目录 摘要...................................................................................................... 错误！未定义书签。引言. (1) 1.交通灯的概述 (2) 1.1交通灯的结构 (2) 1.2 工作原理 (3) 1.3功能应用 (3) 1.4工作流程 (4) 2 交通灯显示系统组成 (5) 2.1 定时器TR1模块的选择与设计 (5) 2.2 LCD液晶显示模块的选择与设计 (5) 2.3独立按键模块的选择与设计 (7) 2.4LED模块的选择与设计 (8) 3 实验结果演示 (9) 结论 (10) 参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。附录.. (11) 1.原件明细表 (11) 2．源程序清单 (11) 致谢 (17)
关键词：AT89C51;7448，LED 2方案论证 2.1设计任务 设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。 2.2 方案介绍 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状 态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计 数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输 入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选 择和主干道的置数选择。 方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1 为有车通过，K=0为没有车通过。则有以下四种情况： Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道： Kb=1,表示A有车B有车，则优先通行A道； Ka=0时：Kb=0表示A没有车B也没有车，同样优先通行A道； Kb=1表示A没有车B有车，则仅通行B道。 方案比较： 方案1用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强的可读性和较强 的可修改性，而2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供
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
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。
本科课程设计报告 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)
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)
智能化交通灯控制系 统设计 Revised on November 25, 2020
郑州轻工业学院 本科毕业设计（论文） 目录 Ⅰ 2 交通信号灯控制系统的设计 (7) 3 4 8
9 9
智能化交通灯控制系统设计 摘要 由于城市建设的不断需要，现在越来越多的信号灯电路正朝着数字化、小功率、各种系列化、多值化趋势前进，也朝着便于人、车、路三者关系的协调发展趋势前进。利用这种信号灯电路进行交通管理，使交通得到了很好的管制，大大提高了交通通行能力，也明显减少了交通事故。 在本系统中，我们采用的单片机是STC89C52，在整个硬件系统中单片机作为系统的核心部件，是由单片机震荡电路还有复位电路等组成，它作为控制器既能让整个系统工作协调工作，还可以用来处理数据。然后采用模块化进行设计，有单片机控制系统模块、键盘模块、状态显示模块以及倒计时模块等。本系统最大显示的数字是99，是采用两个数码管倒计时计数功能，采用倒计时显示可以清楚的提示路人需要等待的时间，最大的亮点在于拥有友好的人机界面、控制方式比较灵活以及优化的物理结构。 总之，本系统在实际应用中非常有效、扩展方面功能强、操作起来较简单。 关键词STC89C52单片机/交通灯/倒计时/时间显示
Design Of Intelligent Traffic Light Control System Abstract Because of the constant need of city construction, more and more signal lamp circuits are moving towards the trend of digitalization, low power. All kinds of series and multi value are moving in the direction of the coordination of the relationship between people, vehicles, road three. By using the signal lamp circuit for traffic management, the traffic is well controlled, which greatly improves the traffic capacity, and obviously reduces the traffic accidents. In this system, we adopt the single chip microcomputer is STC89C52. In the whole hardware system micro controller as a core component of the system is by the MCU shock circuit and reset circuit composition, it as the controller can make the whole system for the coordination of work, can be also used for processing data. Then use the modular design, there are single-chip microcomputer control system module, the keyboard module, the status display module and the countdown module, etc. The maximum display of the system is 99, is the use of two digital tube countdown counting function. The countdown display can clearly indicate that passers-by need to wait for the time, the biggest bright spot is to have a friendly man-machine interface, the control method is more flexible and optimize the physical structure. In short, the system is very effective in the practical application, the expansion of the function is strong, easy to operate. KEY WORDS STC89C52 microcontroller, Traffic lights, The countdown, Time display
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。
本科毕业设计 论文题目十字路口交通灯控制系统设计 学院工学院 专业农业电气化与自动化 毕业届别2011届 姓名李小龙 指导教师杨米 职称讲师 北京农业大学教务处制 二O一一年六月
目录 摘要 (2) 关键词 (2) 1.绪论 (5) 2.交通灯通行的方案设计及确定 (5) 2.1十字路口交通灯控制系统示意图 (5) 2.2设计方案一 (6) 2.2.1方案一系统流程图 (6) 2.3设计方案二 (6) 2.3.1方案二系统流程图 (6) 2.4方案比较及确定 (7) 3.系统硬件的设计 (8) 3.1硬件设计步骤 (8) 3.2PLC的选型 (8) 3.2.1PLC的分类 (8) 3.2.2输入输出点的估算 (9) 3.2.3主机型号的选择 (9) 3.2.4扩展模块的选择 (9) 3.2.5I/O端口分配 (10) 3.3硬件设计框图 (11) 3.4接线图 (11) 4.软件设计 (12) 4.1交通灯控制系统流程图 (12) 4.2软件梯形图 (13) 5.系统调试 (20) 5.1硬件系统调试 (20) 5.2软件系统调试 (21) 5.2.1 仿真调试图 (21) 6.总结 (23) 7.参考文献 (24) 8.附录：梯形图所对应的语句表 (25) 9.致谢 (29)
十字路口交通灯控制系统设计 李小龙 （北京农业大学工学院农电班 07级） 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,尤其是交通拥挤，交通事故等，更是与人们的生活息息相关，影响着人们的生活。在发展中国家，交通问题更加突出，如中国的北京、上海、南京等大城市，每天都有将近一两个小时的堵车，给人们带来的经济损失更是没法计算，这些主要是因为发展中国家政府官员，及交通管理部门在规划道路时，没有充分考虑城市的发展现状、发展速度，及所对应的交通客流量的增长速度，为此，各城市都承担了一定的经济损失。为此，进行了深刻的研讨，本文就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计盘算和试验调试等问题来进行具体剖析讨论. 实现城市交通的合理分配及有效控制，可以用尺度逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等计划来实现.其中用尺度逻辑器件来实现电路在很大水平上要受到逻辑器件如门电路等的影响,调试工作极为不易,单片机应用来进行系统的设计开发也不是很容易,因此,最后选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功效的设计。 关键字:PLC 交通灯程序报告设计 Intersection traffic light control system design LiXiaoLong (BeiJing agricultural university tech level upgrade class 07 Abstract:with the development of social economy, urban traffic problems and cause the attention of people, especially the traffic congestion, traffic accidents, etc, but also with people's life, affecting people's life. In developing countries, more outstanding traffic problems, such as Beijing, Shanghai, nanjing and other big cities, every day there are nearly an hour or two people brings up traffic, the economic loss but also can't calculation, these mainly because governments of developing countries to officials, and transportation management department in planning road, no full consideration of city development present situation, development speed, and the corresponding traffic volume growth rates, therefore, each city carries a certain economic loss. Therefore, made a profound discussion, this paper