摘要
近些年，随着私家车越来越多，交通拥挤现象出现的越发频繁，严重的影响了人们的日常生活和工作，传统的交通控制器已经不能满足人们的需求，所以基于单片机的智能交通路口控制器也应运而生。采用单片机作为核心制作十字交通路口控制器有着结构简单、原理易懂、使用方便等一系列优点。
本次设计采用单片机作为核心设计十字交通路口控制器，它能实现左右转向以及时间调控等功能，且电路简单，易操控可以适应绝大部分交通路口。当车辆拥挤时，人行道通行时间自动减少到40秒，以达到在单位时间内增加通行次数的目的，而在这一时间段外都设置为60秒的通行时间。
关键词：单片机；十字交通路口；控制器
Abstract
In recent years, as more and more private cars, traffic congestion phenomenon more and more frequent, severe impact on people's daily life and work, traditional traffic controller has been unable to meet people's needs, so the microcontroller-based intelligent transportation intersection controller also emerged. SCM as the core production cross traffic intersection controller has a simple structure, principle to understand, easy to use and a series of advantages.
Therefore design uses MCU as the core design cross traffic intersection controllers, it can turn left and right and the time to achieve control and other functions, and the circuit is simple, easy to control can be adapted to most of the traffic intersection. When in commuting or crowded sidewalk, sidewalk passage time is automatically reduced to 40 seconds in order to achieve the increase in the number of general purpose within the unit time, this time to remove the outer set to 60 seconds of travel time.
Keywords: microcontroller; cross traffic intersection; a controller
目录
摘要 (1)
目录 (3)
1 绪论 (1)
1.1背景 (1)
1.2设计目的及意义 (1)
1.3系统设计的任务与要求 (1)
1.4设计实现的主要功能 (2)
2 系统方案 (3)
2.1单片机的选择 (3)
2.2按键设计 (3)
2.3显示电路 (4)
3 硬件电路的设计 (5)
3.1单片机AT89C51及其外围电路简介 (5)
3.1.1单片机最小系统的设计 (6)
3.1.2复位电路的设计 (7)
3.1.3晶振电路的设计 (7)
3.1.4LED数码显示器的显示 (8)
3.1.5显示界面方案 (10)
3.1.6定时器中断 (10)
3.2交通灯显示时序的理论分析 (11)
3.2.1倒计时显示的理论分析 (12)
3.2.2状态灯显示的理论分析 (13)
3.3键盘接口电路 (13)
3.3.1非编码键盘它的结构与工作原理 (13)
3.3.2 键盘接口电路 (14)
3.4电源电路的设计 (14)
4 软件设计 (15)
4.1程序设计流程图 (15)
4.2交通灯系统编程信息 (16)
5 交通灯的仿真及调试 (19)
5.1PROTEUS软件仿真 (19)
5.2功能调试 (19)
总结 (23)
致谢 (24)
参考文献 (25)
1 绪论
1.1 背景
在这个知识爆炸的时代里，新产品和新技术层出不穷，尤其电子科技的发展更是日新月异。可以毫不夸张的说，单片机的应用已无处不在，单片机正在改变我们的生活，改变我们的世界。而在这快速发展的年代，人、车、路三者关系的协调，已成为交通部门需要解决的重要问题之一，一个性能优越的交通路口控制器对人们的生活十分重要。
交通路口控制器是采用数字电路实现对红灯、黄灯、绿灯显示来控制交通路口的装置。它广泛地用于各种交通路口中。成为人们的日常生活里不可少的必需品。作为在当代城市的交通监控系统和指挥系统中扮演非常重要的角色的城市交通控制系统主要应用于城市交通的数据监测以及交通信号灯的控制和城市交通疏导计算机的综合管理。随着城市机动车量的逐步增加，如天津、澳门、武汉等地交通已经在超负荷运行。所以，为了解决主要干道和匝道之间、城市中心区域与周边各区域之间的交通拥堵情况，交通运输的管理部门与城市的规划部门必然要解决的主要问题之一就是如何选用最适合的控制方式，最大限度利用好城市的交通道路。因此，本次完成的就是智能交通路口设计。以下就具体分析讨论交通路口控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题。
1.2设计目的及意义
广泛的运用在各种智能仪器中的单片机具有集成度高、性价比高、可靠性好、抗干扰性强等优点。基于新型规则的可编程交通路口控制系统，可以实现对车辆、行人的控制，促使交通更加便于管理。所以，采用单片机自动控制交通路口有极其重要的现实意义，它可以促进国民经济的发展，使社会更加和谐美好。
1.3系统设计的任务与要求
1.以单片机AT89C51为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭和七段数码管的显示来控制各干道的通行以及通行时间。
2.电源：220VAC±10%，50Hz±10%，用数码管显示时间。
3.每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3秒钟。主干道每次放行45秒；支干道每次放行30秒，按键可增加和减少时间。
4. 用计算机辅助设计软件protues进行仿真。
1.4 设计实现的主要功能
本系统主要采用MSC-51系列单片机AT89C51作为核心器件来设计交通灯控制器，实现以下功能：
1.初始时，东西绿灯亮30秒，南北红灯亮60秒，东西方向通车，而人行道东西方向通行。
2.延时30秒，东西路口绿灯熄灭，黄灯延时3秒，显示由东西向南北方向通行的绿灯点亮30秒。（即支干道放行30s）
3.在60秒后黄灯闪烁3秒，东西路口红灯亮同时南北路口绿灯亮，南北方向开始通车。
4.延时30s，南北方向的绿灯灭，黄灯延时3秒，（主干道放行30s）然后又切换成可向东西方向通车的绿灯亮30秒，如此重复。
2 系统方案
2.1 单片机的选择
单片机芯片作为控制系统的核心部件，它除了具备微机CPU的数值计算功能外，还具有灵活强大的控制功能，以便实时检测系统的输入量、控制系统的输出量，实现自动控制。在本次设计中采用单片机技术来实现智能交通路口控制器的功能。方案的设计可以从以下几个方面来确定。微处理器的选择，在本次设计中采用AT89C51单片机；显示电路的设计，本次设计采用8位LED数码管显示器完成。实时控制电路的设计；实时控制电路是交通路口控制器电路的一个重要组成部分，采用的是三个按键，单片机从中读取数据送到显示器上，从而实现对交通灯循环时间的控制；还有一些其他控制电路如复位电路、时钟电路等。通过这些控制电路的连接构成了完整的电路，系统的方框图如图2-1所示。
图2.1 系统的方框图
硬件电路是一个系统的重要部分，在本次设计中主要是以AT89S51为核心控制器，外加一些控制电路来实现数字钟的基本功能。下面将具体介绍该方案的选择。
51单片机是对所有兼容INTEL 8031指令系统的单片机的统称。它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。本硬件电路的核心即是MCS—51系列的AT89C51单片机，它自带4KB的FLASH ROM，故无须扩展外部程序存储器，也不必扩展外部RAM。
2.2 按键设计
系统采用3个键用于更改交通灯人行道通行时间以及红绿灯显示持续时间。
图2.2 按键
2.3 显示电路
用数码管和发光二极管作为显示器。数码管的驱动电路简单，使用方便在夜间看时间也很方便，其缺点是功耗较大。其有两种接法：
1)共阳极接法把发光二极管的阳极全连在一条线路上来构成公共阳极。在使用时公共阳极端需接＋5V，此时若在阴极端的某一段输入低电平，则链接此段的发光二极管就会被点亮，此时相应的段被显示；而若输入高电平则不会点亮。
(2)共阴极接法把发光二极管的阴极全连在一条线路上来构成公共阴极。在使用时公共阳极端需接地，此时若在阳极端的某一段输入高电平，则链接此段的发光二极管就会被点亮，此时相应的段被显示；而若输入低电平则不会点亮。本次设计是采用共阴极接地。
2.4电源的设计
稳压电源作为单片机系统的重要组成部分之一，它不仅为系统提供多路电压源，还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。一个稳压电源输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器。在本次设计中需采用+5V电压，因而选用H7805稳压器。
显示格式如图所示：
图2.3 数码管
3 硬件电路的设计
3.1 单片机AT89C51及其外围电路简介
本系统主要由主控电路模块、发光二极管显示、数码管显示和按键输入模块等组成。
系统构成：电路板一块，AT89C51单片机一片，七段数码管8个，发光二极管33个（32个用于交通控制，一个用于标识电源），3个按键（“繁忙”、“时间减”、“时间增”），实现有时间显示、红绿灯显示和时间调试功能。用户可以通过按键修改时间。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
管脚说明：
VCC：供电电压。
GND：接地。当 P1 口的管脚首次写1时，被定义成高阻输入；P0能用于外部的程序数据存储器。它可以被定义成数据/地址的第八位；在FIASH编程时，P0 口作为原码的输入口；当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器按要求进行读写操作时，P2口不仅能输出特殊的功能寄存器内容，而且在FLASH的编程和校验时，还能接到高八位的地址信号以及控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可以接收输出4个TTL门
电流，当P3口写入“1”后，内部把它们上拉成高电平，然后用作输入；作为输入，因为外部下拉成低电平，P3口会输出电流。
P3.0 RXD（串行的输入口）
P3.1 TXD（串行的输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：是复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在这期间里外部程序的存储器（0000H~FFFFH），不管是不是有内部的程序存储器，注意加密的方式，/EA会将里面锁定成RESET，当/EA 端是高电平时，便是内部程序的存储器；在FLASH的编程期间，此引脚会用于施入12V 的编程电源（VPP）。
3.1.1单片机最小系统的设计
单片机最小系统，或者称为最小的应用系统。是指使用最少的器件组成单片机能够工作地系统。对51单片机而言，单片机+晶振电路+复位电路，便组成了一个最小系统。但是我们在此次设计中把按键输入、显示输出等加到了上述电路中构成了一个小系统。
这个最小系统实现了如下功能：
（1）具有上电复位和手动复位功能。
（2）使用单片机片内程序存储器。
（3）具有基本的人机交互接口。按键输入、LED显示功能。
（4）具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。
3.1.2 复位电路的设计
单片机要在上电后给它一个复位信号才能够正常工作，因此我们在开发与调试这个单片机的系统时对其进行了手动操作复位，而且由于系统的供电电压太低时，程序地运行时出现了不正常地情况，这使得我们必须对单片机进行复位，这样我们采用了一种常用的复位电路。
OR
图3.1 高电平上电复位电路
3.1.3晶振电路的设计
所谓晶振就是“晶体振荡器”的简称。在电气上晶振可以等效成一个电容与一个电阻先并联后串联的一个电容二端网络。电力学上这种网络有2个谐振点；以频率高低之分：较低地频率就叫串联谐振；而较高地频率就称作并联谐振，由于晶体本身的特性导致这俩个频率地距离相当地接近；在这种极窄频率的范围内：晶振等效于一个电感。所以只需晶振两端并联一个合适大小的电容它就会组成一个并联的谐振电路，这个并联的
谐振电路添加到一个反馈电路里就可以组成正弦振荡电路，因为晶振等效于电感频率的范围很窄，所以即便其他元件地参数变化非常大，振荡器地频率也将不会出现很大地变化，晶振的一个重要参数，就是负载的电容值。选择一个和负载电容相等地并联电容；就能够得到一个晶振标称地谐振频率，
一般来说，晶体振荡电路就是在同一个反相的放大器地两端上接入晶振；再有2
个电容接到一个晶振地两端。每个电容地另一端在接到地。这两各电容串联地容量值便应该等于所需负载的电容值，请注意：一般IC地引脚都有相对应等效的输入电容。
一般晶振负载的电容值是15p或者12.5p ，考虑到元件的引脚等效输入的电容，我们选择两个22p的电容构成晶振的振荡电路。
图3.2 晶振电路
3.1.4 LED数码显示器的显示
对于多位数码显示器来说,为了简化线路、降低成本,往往采用以软件为主的接口方法,即不去使用硬件译码器，但采用软件编程进行译码。如前所述,由于每位数码管显示的段码是互相并联的,因此在相同时刻只会显示同一个字符。对这种接口的电路来说：它的显示方法分为静态显示与动态显示。而我们选用动态显示。如果要在同一时刻显示不同字符,从电路里看,这是做不到的。因此只能利用人眼的视觉残留效应,采用动态扫描的显示方法,逐个循环地点亮各个数码管,每位显示1ms左右，使人看起来就好象在同一时刻显示不同地字符一样。在进行动态扫描时,往往事先并不知道应显示什么内容,这样也就无从选择被显示字符的显示段码。为此,我们采用查表的方法,由待显示的字符通过查表得到其对应的显示段码。
图3.3 七段数码管结构
共阴极LED的显示器，当二极管在导通时，相应笔划段就会发亮，于是发亮笔划段的相应组合就显示出了种种字符。其中的八个笔划段如：DP、G、F、E、D、C、B、A就一一对应于这些字节：d7、d6、d5、d4、d3、d2、d1、d0，于是用8位的二进制码就可以显示相应的字形代码。例如，对于共阴级显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极d、g、f、e、d、c、b、a各段为0111011时，显示器显示"P"字符，即对于共阴极显示器，与“P”字符对应的字形码是73H。下面是本次设计的编程代码片段：Ucharcodetable[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //1~~~~9段选
uchar code S[8]={0X28,0X48,0X18,0X48,0X82,0X84,0X81,0X84};//交通信号灯控
制代码
（2）LED数码显示器的接口方法与接口电路
本次设计是采用以软件为主的接口方法，这种接口方法的电路如图所示，它是以软件查表代替硬件译码,不但省去了译码器,而且还能显示更多的字符。但是驱动器是必不可少的,因为仅靠供了较大的电流供LED显示器使用。
图3.4 以软件为主的LED显示器接口电路
实际使用的LED数码显示器位数较多,为了简化线路、降低成本,大多采用以软件为主的接口方法。对于多位LED数码显示器,通常采用动态扫描显示方法,即逐个地循环地点亮各位显示器。这样虽然在任一时刻只有1位显示器被点亮,但是由于人眼具有视觉残留效应,所以看起来与全部显示器所显示的真实情况在亮度上要有所差别。
3.1.5显示界面方案
倒计时显示:该系统要求完成倒计时的功能。因只需显示数字，基于上述原因，完全采用数码管显示，四个路口分别采用4个二位阴极数码管即可。
状态灯显示:按照要求，各个路口都只有一种直行通行方式，这是最简单的交通路口通行方式。所以，一个路口3种灯都只有一种显示方式。状态灯在绿灯变红灯前，先亮3秒。
输入方案 :
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。本设计将P1口设置红、绿、黄灯的燃亮；红绿灯循环点亮，倒计时剩3秒时黄灯警示，显示时间通过P2口输出至双位数码管。该方案的优点是：使用灵活，并且可提供较多I/O 口,节省了AT89C51的中断口资源。
3.1.6 定时器中断
CPU暂时中止其正在执行的程序，转去执行请求中断的那个外设或事件的服务程序，等处理完毕后再返回执行原来中止的程序, 叫做中断。定时器工作的基本原理其实就是给初值，让它不断加1直至减完为模值，这个初值是送到TH和TL中的。它是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。
因此，我们把计数器记满为零所需的计数值，即所要求的计数值设定为C，把计数初值设定为TC 可得到如下计算通式: TC=M-C 式中，M为计数器模值。计数值并不是目的，目的是时间值，设计1次的时间，即定时器计数脉冲的周期为T0，它是单片机系统主频周期的12倍，设要求的时间值为T，则有C=T／T0。
计算通式变为： T=（M－TC）T0 模值和计数器工作方式有关。在方式0时M为8192；在方式1时M的值为65536；在方式2和3为256。就此可以算出各种方式的最大延时。如单片机的主脉冲频率为12MHZ，经过12分频后，若采用方式０最大延时只有8.129毫秒，采用方式１最大延时也只有65.536毫秒。这就是为什么扫描周期为50ms 的原因，若使用软件则会耽搁程序流程，显然不可行。相反，时间计时方面却不可能只
用计数器，因为显然１秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们还采用了定时器和软件相结合的办法才解决这个问题。
1、中断处理
本次设计的中断处理过程可分为四步：中断请求、中断响应、中断服务、中断返回中断源发出中断请求信号，相应的中断请求标志位(在中断允许控制寄存器IE中)置“1”。中断响应过程：CPU查询（检测）到某中断标志为“1”，在满足中断响应条件下，响应中断。80C51五个中断入口地址：INT0：0003H；T0：000BH；INT1：0013H:T1：001BH；串行口：0023H；执行中断服务程序⑴保护现场⑵执行中断服务程序主体，完成相应操作⑶恢复现场；中断返回：本次设计在中断服务程序最后，安排了一条中断返回指令RETI，当CPU执行RETI指令后，自动完成下列操作：⑴恢复断点地址。
⑵开放同级中断，以便允许同级中断源请求中断。
2. 中断响应等待时间
若排除CPU正在响应同级或更高级的中断情况，此次中断响应等待时间为8个机器周期。
3. 中断请求的撤除
中断源发出中断请求，相应中断请求标志置“1”。 CPU响应中断后，必须清除中断请求“1”标志。否则中断响应返回后，将再次进入该中断，引起死循环出错。而本次设计采用外部中断触发方式，在CPU响应中断时就用硬件自动清除了相应的中断请求标志。但若采用对外中断电平触发方式，就需要采取软硬结合的方法消除后果。
3.2 交通灯显示时序的理论分析
下图所示为一种红绿灯规则的状态图：
图3.5 东西直接通行图3.6 南北直接通行
共两种状态，分别设定为S1、S2，交通灯以这两种状态为一个周期，循环执行如下图所示：
图3.7 循环图
S1的状态ESWN逻辑值 1010显示时间延时30S。S2的状态ESWN逻辑值0101显示时间延45S。程序就是在上述两种状态下循环转化的。一个周期两个状态，整个周期下共花费75s
依据上述车辆行驶的状态图，可以列出各个路口灯的逻辑表如下表所示(其中逻辑值“1”代表直行通行，逻辑值“0”代表禁止通行)：
表3.1 东西支干道通行
表3.2 南北主干道通行
3.2.1倒计时显示的理论分析
利用定时器中断，设置TH0=(65536-50000)/256，TL0=(65536-50000)%256，即每0.05秒中断一次。每到第20次中断即过了20*0.05秒＝1秒时，使时间的计数值减1，便实现了倒计时的功能。
3.2.2状态灯显示的理论分析
AT89C51芯片的P1口分配：
P1^0南北方向红灯， P1^1南北方向绿灯；
P1^2南北方向黄灯， P1^5东西方向红灯；
P1^6 东西方向绿灯， P1^7东西方向黄灯；
这里黄灯只要求亮，所以更为简单。如果要求将黄灯设置为闪烁，则同样可以利用定时器中断，只要将黄灯标志位反置，每到第10次中断即过了10*0.05秒＝0.5秒时，即可让黄灯1秒闪烁一次。
3.3 键盘接口电路
键盘实际上由排列成矩阵式的一组按键开关所组成的，它是单片机的系统中常用的人和机联系地一种输入输出设备。使用者可以通过键盘向CPU输入数据，地址以及命令。按其结构的形式可以分为非编码键盘和编码键盘等两大类。不过编码键盘是由它内部硬件的逻辑电路来自动产生按键编码。虽然这种键盘十分方便,但价格比较贵。
在单片机的系统里普遍使用价格便宜的非编码键盘。这类键盘应主要解决以下几个问题：(1)键的识别; (2)如何消除键的抖动; (3)键的保护。在以上几个问题中，最主要的是键的识别。
3.3.1非编码键盘它的结构与工作原理
（1）非编码键盘的结构
非编码键盘一般是采用行列的结构并按照矩阵形式排列。例如：4×4表示有4根
行线和4根列线,在每根行线和列线的交叉点上均分布1个单触点按键,共有16个按键。（2）非编码式键盘的工作原理
非编码式键盘识别闭合键通常有两种方法：一种称为行扫描法,另一种称为线反转法。
①行扫描法
所谓行扫描法,就是通过行线发出低电平信号,如果该行线所连接的键没有按下的话,则列线所连接的输出端口得到的是全“1”信号;如果有键按下的话,则得到的是非全“1”信号。具体过程如下：
首先,为了提高效率,一般先快速检查整个键盘中是否有键按下；然后,再确定按下的是哪一个键。
其次,再用逐行扫描的方法来确定闭合键的具体位置。方法是：先扫描第0行,即输出1110(第0行为“0”,其余3行为“1”),然后读入列信号,判断是否为全“1”。
②线反转法
线反转法也是识别闭合键的一种常用方法。该方法比行扫描法速度要快,但在硬件电路上要求行线与列线均需有上拉电阻,故比行扫描法稍复杂些。
3.3.2 键盘接口电路
对于AT89C51单片机来说，如果单片机本身的口线已被占用的话,则可以通过外扩I/O接口芯片来构成键盘接口电路，较常用的是8155、8255A等接口芯片。该电路是采用A口为输出,作为行线;C口为输入,作为列线。
3.4 电源电路的设计
由于稳压电源是单片机系统的重要组成部分，它不仅为系统提供多路电压源，还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。一个稳压电源输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器。在本次设计中采用+5V电压所以选用H7805稳压器。
图3.8 电源电路
C3用于消除线较长时的电感反应,以防止电路产生自激振荡,其容量较小。大的电容C1主要用于滤除输出电压中的高频噪声，而小的电容滤除纹波。在稳压器的两端，C2电容的作用同C1，因为C2的容量较大，一旦输入端断开，C4将从稳压器输出端向稳压器放电，容易使稳压器损坏，所以在稳压器的两端加一二极管保护稳压器。大的电解电容高频特征不好，所以要并联一个小的陶瓷电容弥补高频特征。至于电容值的选取，就要视乎负载大小和对纹波大小的要求。
4 软件设计
在程序设计中，单片机有着它自己的特点，如在单片机系统中，硬件和软件能够紧密结合，因为硬件电路设计没有通用性，所以必须要根据具体地硬件电路去设计对应地软件，硬件设计地优劣将会直接影响软件设计是否容易，软件设计地优劣又会直接去影响硬件地发挥。不过在某些时候，软件能够代替硬件的某些功能，当然，这需要付出占用CPU额外时间的代价。
软件程序的设计是根据硬件电路图的连接和各个元器件的功能进行设计。在编写软件时，可以按各个程序的功能将软件细分为各个功能模块，再通过主程序的调用来实现整个软件系统。而一般编写的程序都是根据事前所用的流程图来编写的，而且，流程图中也包含了对设计所得结果的要求，因此，流程图的设计直接影响到源程序的设计。其源程序见附录。单片机软件设计过程就是描述实现硬件原理的过程。较复杂的程序应该注意对单片机片内RAM单元的合理分配。故在编程前先画出程序流程图再进行编程。
4.1程序设计流程图
首先程序开始时，先东西通行南北禁行，其次进行判断若不到30秒则返回，若到达30秒则南北黄灯亮3秒；然后东西禁行南北通行，随后进行判断若不到45秒则返回，若到达30秒则南北黄灯亮3秒，最后返回。
图4.1 中断保护
图4.2 主程序流程图
中断程序实现定时与计数的功能，上面已经分析过每0.05秒中断一次，每到第20次中断即过了20*0.05秒＝1秒时，使时间的计数值减1，即实现了倒计时功能。
4.2 交通灯系统编程信息
在单片机中，中断技术主要应用于实时控制。实时控制：即要求相应计算机能够及时响应绝大部分被控对象所提出的请求如解析、计算与控制等，使得被控对象能保持在最优的工作状态中，进而实现预定控制效果。但因为控制参量的一些请求往往都是在随机的情况下发出的，并且要求相应单片机要做出最快速得地响应和及时地处理，所以只有中断技术能够实现这一要求。
相应中断服务子程序：
/**********************T0中断服务程序*******************/
void timer0(void)interrupt 1 using 1
{
static uchar count;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
count++;
if(count==10)
{
if(Flag_SN_Yellow==1) //测试南北黄灯标志位
{SN_Yellow=~SN_Yellow;}
if(Flag_EW_Yellow==1) //测试东西黄灯标志位
{EW_Yellow=~EW_Yellow;}
}
if(count==20)
{
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Time_SN--;
if(Flag_SN_Yellow==1)//测试南北黄灯标志位
{SN_Yellow=~SN_Yellow;}
if(Flag_EW_Yellow==1)//测试东西黄灯标志位
{EW_Yellow=~EW_Yellow;}
count=0;
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/**********************外部0中断服务程序************************/
void EXINT0(void)interrupt 0 using 1
{
EX0=0; //关中断
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if(EW1>=100)
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if(Reduces_Button==0) //时间减
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EW1-=5;
城市智能交通系统ITS总体设计
目录 背景及需求 (3) 形势与背景 (3) 规划定位 (4) 规划目标 (5) 系统总体设计 (8) 城市智能交通总体建设规划 (8) 围绕六大业务核心开展ITS子系统建设 (9) 以人为本开展交通信息交换平台建设 (18)
背景及需求 形势与背景 机动车出行需求不断增加，时间与空间分布模式转变公众机动车出行需求不断增加、时间与空间分布模式转变、交通拥堵范围与程度扩大，需要ITS构建宏观调控手段。 城市化进程加快，交通建设与管理并重 城市化进程加快，交通建设与管理并重，在大规模进行城市交通基础设施建设的同时，需要ITS软环境为城市交通可持续发展提速。 打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序面对日益严峻的交通管理需求，通过开展多种专项整治活动，打击机动车闯红灯、行人闯红灯、机动车斑马线不礼让行人、非法占用公交车道、道路逆行压线等行为，规范出行交通新秩序。 打造绿色交通、节能减排的人居城市 打造绿色交通、节能减排的人居城市，引进先进的IT手段，通过交通物联网等技术，缓解交通拥堵、提高出行效率、减少交通事故、降低交通污染，实现“智慧交通、低碳出行”。 ITS信息服务体系形成新架构 城市交通信息服务，借鉴国外先进经验，提出“智慧交通、低碳出行、感知全程”的公众出行服务理念，全力打造城市ITS信息服务体系新架构。
构建人性化执法服务环境，合理规划勤务信息以人为本，构建人性化执法服务环境，确保道路执勤、执法、现场事故处理等工作的安全、严谨和规范性，并做到“警力跟着警情走”，合理规划勤务信息。 规划定位 强化指挥中心职能，紧密围绕“六大业务核心”开展城市ITS建设 指挥中心智能交通信息平台，作为城市ITS发展的基础，其依托作用是显而易见的。城市ITS建设将依托指挥中心智能交通信息平台，围绕秩序管理、事故管理、路网管理、特勤任务、交通肇事逃逸追捕、城市交通服务这六大业务核心，建设交通运行指挥中心、交通监管指挥中心、城市交通信息管理服务中心；建设/改造15个子系统，即交通固定点监视系统、交通制高点监视系统、交通违法手动抓拍系统、车辆监测及参数采集系统、交通事件视频检系统、公路车辆智能监测记录系统、闯红灯自动记录系统、违法占用公交车道监测记录系统、城市道路违法停车监测记录系统、机动车超速监测记录系统、机动车区间测速系统、人行横道智能监测系统、动态交通诱导系统、交通信号控制系统、执法车辆车载取证系统执法系统。 依托城市已建成及规划格局，细分业务重点，构筑城市ITS感知网格 城市ITS感知网格的合理建设，依托于对城市已建成及规划格局的深入解读，综合考虑城市出入口、工业聚集区、商业聚集区、市民居住聚集区、道路分布、铁路分布、水路分布、客（货）运交通枢纽、建筑物空间分布及高度等因素，同时结合城市发展历史，不同阶段的发展需求和侧重点，进行科学的点位设置和前端感知设备类型选择，构筑“点、线、面、空”多维度一体的城市ITS动态感
智能交通建设系统总体设计 1.1 总体设计原则 在本次系统的总体设计中，要求在总结同类型项目建设经验的基础上，统筹规划，将遵循以下总体设计原则。 ?标准性 本系统与其它应用系统和数据库之间存着大量的数据交互，因此强调信息系统的标准化，系统应保证与现行业务系统实现有效的衔接，实现信息的共享和集成。在系统建设中将遵循各类业界标准，从数据结构、技术架构、数据库存储等多个方面标准化建设。 ?先进性 采用当前成熟且先进的技术，保持系统硬件、软件、技术方法和数据管理的先进性，保证系统建成后在技术层次上3～5年内不落后。同时具有较强的可移植性、可重用性，在将来能迅速采用最新技术，以长期保持系统的先进性。 ?可靠性 一是以可靠的硬件、成熟的软件产品为基础，结合具体需求进行配置、定制和二次开发的方式进行实施，保证有效缩短项目实施时间，降低项目实施的风险。 二是系统应能够支持较大并发用户同时进行浏览、操作等与数据库的交互式的操作，并且相对占用较少的硬件资源。当意外事件发生时，能通过快速的应急处理，实现故障
修复，保证数据的完整性，避免丢失重要数据。 三是系统应具有较强的应变能力和容错能力，确保系统在运行时反应快速、安全可靠。 ?安全性 一是保证系统的安全性。首先，选择先进、可靠的主流硬件产品和成熟、领先的软件产品构建系统，为系统的安全性奠定良好的基础；其次，必须考虑到各种特殊情况下的恢复机制和备份机制，以保证数据的一致性、完整性以及灾难恢复；再次，严格管理制度，为系统安全性提供制度保证。 二是完整的权限控制机制、考虑充分的系统保密措施也是保证安全的重要因素。需依据信息访问权限，向用户提供授权查询，有效避免越权使用。 系统后台用户分层次管理，并且具有可灵活调整、可细分的权限控制。可对信息内容进行严格的角色权限管理，保证每个用户能够看到且只能看到自己权限范围内的所有信息。对系统的管理操作有详实的历史记录。 ?扩展性 系统真正符合多层浏览器/服务器体系结构，不仅基于当前的需求，而且应保证在系统的体系结构不需做较大改变的前提下，实现今后的平滑升级。主要包括以下几个层次：数据的扩展：可以利用可视化的工作界面，进行数据的添加，或通过数据库管理工具，创建新的数据库、词典。 应用的扩展：考虑到和其它信息系统的连接，系统应具有良好的外接接口，将来随着业务的不断扩充，整个系统中应能够方便地添加新的业务模块；利用开放标准的应用开发接口可以进行更加个性化的二次应用开发。 ?易用性 系统应具有一致的、友好的客户化界面，易于使用和推广，并具有实际可操作性，使用户能够快速地掌握系统的使用。除特殊的、必须的应用外，用户终端全部采用浏览器方
交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。
（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。
?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油
智能交通项目总体设计 项目建设范围 1.1系统建设内容设计电子警察子系统、卡 口子系统、高清监控子系统、智能违停抓拍子系统、交通诱导子系统、GPS子系统、大屏幕子系统等多方位，多功能建设。 项目总体规划 1.2面向设备的远程监控与管理 1.2.1远程设备监控与管理能够从中心平台实时监控设备的运行状态，当设备运行状况出现异常时及时中心平台消息报警，能够帮助用户定期安排设备的检修维护与管理，并合理保有备品备件。同时，为用户提供各种统计数据，帮助用户进行科学的决策。平台系统能够显著提高跨分区、分布式设备的管理和运行水平，提高平台在系统建设应用的中的综合利用率，实现对业务管理与应用的综合性能。 面向数据的存储管理与信息挖掘 1.2.2数据的存储管理与 信息挖掘体现在对海量数据的有效存储方式上，基于IP-SAN 模式的存储系统具有严谨而高效的数据陈列能力，将结构化数据进行非结构化的存储模式展现了在存储技术上的领先性，数据的存储空间是没有提前严格进行盘位的分区划分的，但是在逻辑上很进行了很严密的代码管理与数据的位置标识，在这样的存储系统中每一条数据都有着自己独有的身份特征，可以按照包头与包体的结构进行
综合管理。信息的挖掘往往需要通过很复杂的逻辑判断搜索到有用且有效的数据信息，宇视的数据管理系统，可以在3秒的时间内通过模糊算法技术，在上亿条机动车数据中查询到具体的单一车辆信息。多条件查询的情况下，在上亿条数据中也只需10秒以内就能够完成。先进的数据存储模式以及快速、准确的信息挖掘技术将使我们的用户提高对数据的敏感度与执行力的准确性。 面向事件的应急指挥 1.2.3事件的应急指挥是应急响应过程的一个核心环节，是应急决策与处理的中枢神经，其作出的决策是各应急处置力量参与应急行动的指南，是决定应急处置高效与快捷的核心因素。突发事件现场应急指挥是现场指挥及指挥部对救援行动进行的组织领导活动，其核心是指挥决策，即现场指挥活动是围绕着制定决策和实现决策而展开的。由于现场指挥活动是在与迅速发展的险情及其危害的对抗中进行的，因而具有风险性大、时效性强和机断性高的特点。 我方平台可以与GIS系统进行融合，将前端点位在GIS上进行呈现。通过电子围栏和可视化点播的方式呈现区域设备点位及点位前端现场实况视频，通过GIS系统对配置有GPS定位设备的警员给予单点、多点、区域的指挥调度，通过GIS 实时了解警力部署状态，结合实时视频对第一手现场资料予以把握，电子警察与卡口系统可以进行区域、线路的综合稽
智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。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，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图
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。
智能交通系统设计方案 随着经济建设的日新月异，经济的迅猛发展，现有的机动车和驾驶员增长快速与城市道路信息化管理建设的相对滞后，造成了现有的交通管理模式与急剧增长的交通需求不相适应，给公安交通管理部门带来了严峻的挑战，因此，建设智能交通信息化系统，为城市的经济发展增添后劲，切实解决城市的投资环境，制定城市现代化交通管理规划，采用先进的技术手段，实现科学管理已成为城市交通管理建设的当务之急。 目录 1.智能交通系统的目标 2.智能交通系统案例展示 3.智能交通系统的应用 1.智能交通系统的目标 智能交通系统(ITS)应用在城市交通中主要体现在微观的交通信
息采集、交通控制和诱导等方面，通过提高对交通信息的使用和管理来提高交通系统的效率，主要是由信息采集输入、策略控制、输出执行、各子系统间数据传输与通信等子系统组成。信息采集子系统通过传感器采集车辆和路面信息，策略控制子系统根据设定的目标运用计算方法(例如模糊控制、遗传算法等)计算出较好的方案，并输出控制信号给执行子系统(一般是交通信号控制器)，以引导和控制车辆的通行，达到预设的目标。所谓智能交通，主要是通过综合手段，对城市道路通行进行智能化管理，包括根据通行情况实时指挥车辆通行顺序、疏导道路拥堵的智能化交通拥堵解决方案。 2.智能交通系统案例展示 “全国公路出行信息服务系统升级改造”项目，是基于英唐众创
方案公司研发的地图数据，整合多源交通出行信息数据、路网运行信息、高速公路运行信息、气象信息等各类动态信息，完成全国城际与主要城市交通流信息汇聚。全国公路出行信息服务系统的建成，将满足公众的出行信息服务需求;全国公路交通地理信息系统，将提供权威的电子地图服务;多源交通信息数据自动接入的实现，将完成全国城际与主要城市交通流信息的汇聚。 3.智能交通系统的应用 智能交通系统在充分整合、简化公安交警现有业务流程基础上，将先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等综合运用于地面交通管理，建设面向交警业务，具备交通管理数据采集与分析、交通控制、交通管理辅助决策等功能的智能交通系统，
目录 摘要 1 绪论 (1) 2设计方案简述 (2) 2.1实现主要功能 (2) 2.2设计方案与意义 (2) 3 详细设计 (3) 3.1 系统硬件电路设计 (3) 3.2 AT89C51芯片简介 (3) 3.3芯片74LS237介绍 (6) 3.4单元电路设计 (7) 3.5系统整体设计电路 (9) 3.6系统软件功能设计 (9) 4 PROTEUS与Keil C51的操作 (12) 4.1硬件电路图的接法操作 (12) 4.2单片机系统PROTEUS设计与仿真过程 (13) 4.3仿真结果 (14) 5.5 总结 (18)
绪论 交通灯是人们日常出行必须要遵守的交通规则。它的发明源于19世纪初，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。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。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。 本课程设计的任务就是设计一个交通灯的控制系统。鼓励学生在熟悉基本原理的情况下，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．进行系统总体设计。 2．完成系统硬件电路设计。 3．完成系统软件设计。 4．撰写设计说明书。设计要求： 1.该控制系统能控制东西南北四个路口的红黄绿灯正常工作。东西和南北方向分时准行和禁行。
城市智能交通系统总体设计·ITS 目录 背景及需求4 形势与背景4 机动车出行需求不断增加，时间与空间分布模式转变4 城市化进程加快，交通建设与管理并重4 打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序4 打造绿色交通、节能减排的人居城市4
ITS信息服务体系形成新架构4 构建人性化执法服务环境，合理规划勤务信息5 规划定位5 强化指挥中心职能，紧密围绕“六大业务核心”开展城市ITS建设5 依托城市已建成及规划格局，细分业务重点，构筑城市ITS感知网格5 “打基础、上业绩、出成效”三年三大步，合理推进城市ITS进程6 以人为本，推进人、车、路、环境协同发展6 规划目标6 提升全城路网实时态势监控和交通秩序监管水平6 打造全城一体的城市智能交通数据中心6 提升交通管理分析的智能化程度，加强涉牌违法目标车辆的打击能力7 提升应急指挥协作水平，加强应急处突综合调度能力7 提升道路科学辅助决策能力，优化路网渠化、信号配时等交通管理措施7 增加互联网+智能交通应用，增加道路交通信息交互能力，提升城市交通形象8 提高系统运维和数据运维的自主分析能力，提高智能交通系统健壮性8 提升业务需求迅速转换为实际系统建设落地的能力，打造城市交通管理亮点8 系统总体设计9 城市智能交通总体建设规划9 围绕六大业务核心开展ITS子系统建设10 以人为本开展交通信息交换平台建设18
背景及需求 形势与背景 机动车出行需求不断增加，时间与空间分布模式转变公众机动车出行需求不断增加、时间与空间分布模式转变、交通拥堵范围与程度扩大，需要ITS构建宏观调控手段。 城市化进程加快，交通建设与管理并重 城市化进程加快，交通建设与管理并重，在大规模进行城市交通基础设施建设的同时，需要ITS软环境为城市交通可持续发展提速。 打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序面对日益严峻的交通管理需求，通过开展多种专项整治活动，打击机动车闯红灯、行人闯红灯、机动车斑马线不礼让行人、非法占用公交车道、道路逆行压线等行为，规范出行交通新秩序。 打造绿色交通、节能减排的人居城市 打造绿色交通、节能减排的人居城市，引进先进的IT手段，通过交通物联网等技术，缓解交通拥堵、提高出行效率、减少交通事故、降低交通污染，实现“智慧交通、低碳出行”。 ITS信息服务体系形成新架构 城市交通信息服务，借鉴国外先进经验，提出“智慧交通、低碳出行、感知全程”的公众出行服务理念，全力打造城市ITS信息服务体系新架构。
物联网智能交通系统 建设方案
目录 一、物联网信息平台 (3) 1.1 物联网信息平台简介 (3) 1.2 物联网信息平台创新点 (3) 1.3 产品优势及特点 (4) 1.4 物联网信息平台设备清单 (6) 二、智能交通系统 (6) 2.1 系统概述 (6) 2.2 系统技术方案 (8) 2.3 智能小车系统 (8) 2.4 道路交通管理系统 (9) 2.5 路灯自动控制系统 (11) 2.6 ETC系统 (11) 2.7 智能停车系统 (12) 2.8 城市照明系统 (13) 2.9 支持的实验 (14) 2.10 智能交通实训系统设备清单 (15) 三、配置清单及规格参数 (16)
一、物联网信息平台 1.1 物联网信息平台简介 物联网信息平台以光载无线交换机和上层应用程序为核心，构建WiFi无线局域网，覆盖物联网实验室及其周边区域，配合实验室现有的有线网络交换机、网络路由器，建立融合有线网络、无线局域网络的物联网关键部分——网络层。 物联网信息平台是物联网综合应用实训室整体解决方案的核心和基础，在此基础上配合解决方案中的其他物联网接入设备和控制设备可以实现物联网基础教学、物联网基础实验、无线传感器网络教学、RFID技术的应用、传感器的学习及应用、智慧教室、物联网创新应用等功能，学生可亲身真实体验和感受到物联网技术给未来生产和生活带来的改变。 图（4）物联网信息平台组网图 1.2 物联网信息平台创新点 以物联网信息平台为核心构建的物联网综合应用实训室在实验教学、学生学习、教学管理、科学研究等方面都有创新： 实验室建设的创新 以工程实践为背景，将物联网感知层、网络层、应用层等3层架构清晰、完整地体现出来，构建整体化的物联网综合应用实训室，实现系统内的物与物、物与人的泛在链接，使各个实验区和实验设备不再是信息孤岛；
基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 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，还应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井然秩序呢？靠的就是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STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量
Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow
目录 背景及需求4 形势及背景4 机动车出行需求不断增加，时间及空间分布模式转变4 城市化进程加快，交通建设及管理并重4
打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序4 打造绿色交通、节能减排的人居城市4 ITS信息服务体系形成新架构5 构建人性化执法服务环境，合理规划勤务信息5规划定位5 强化指挥中心职能，紧密围绕“六大业务核心”开展城市ITS建设5 依托城市已建成及规划格局，细分业务重点，构筑城市ITS感知网格6 “打基础、上业绩、出成效”三年三大步，合理推进城市ITS进程6 以人为本，推进人、车、路、环境协同发展7规划目标7 提升全城路网实时态势监控和交通秩序监管水平7 打造全城一体的城市智能交通数据中心7 提升交通管理分析的智能化程度，加强涉牌违法目标车辆的打击能力8 提升应急指挥协作水平，加强应急处突综合调度能力8 提升道路科学辅助决策能力，优化路网渠化、信号配时等交通管理措施8
增加互联网+智能交通应用，增加道路交通信息交互能力，提升城市交通形象9 提高系统运维和数据运维的自主分析能力，提高智能交通系统健壮性9 提升业务需求迅速转换为实际系统建设落地的能力，打造城市交通管理亮点9 系统总体设计10 城市智能交通总体建设规划10 围绕六大业务核心开展ITS子系统建设12 以人为本开展交通信息交换平台建设34
背景及需求 形势及背景 机动车出行需求不断增加，时间及空间分布模式转变 公众机动车出行需求不断增加、时间及空间分布模式转变、交通拥堵范围及程度扩大，需要ITS构建宏观调控手段。 城市化进程加快，交通建设及管理并重 城市化进程加快，交通建设及管理并重，在大规模进行城市交通基础设施建设的同时，需要ITS软环境为城市交通可持续发展提速。 打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序 面对日益严峻的交通管理需求，通过开展多种专项整治活动，打击机动车闯红灯、行人闯红灯、机动车斑马线不礼让行人、非法占用公交车道、道路逆行压线等行为，规范出行交通新秩序。 打造绿色交通、节能减排的人居城市 打造绿色交通、节能减排的人居城市，引进先进的IT手段，通过交通物联网等技术，缓解交通拥堵、提高出行效率、减少交通事故、降低交通污染，实现“智慧交通、低碳出行”。
智能交通灯控制系统的设计
前言 1.1 概述 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，同时带动传统控制日新月益的更新。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。 随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识，掌握单片机的应用技术具有重大的意义。 1.2 基于单片机的智能交通灯控制系统设计的意义 国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1.经常出现的情况是某一车道车辆较多，放行时间应该长一些，另一车道车辆较少，放行时间应该短些。2.没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，例如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。
2012年电子技术课程设计说明书题目：7 智能交通灯控制器的设计（A） 学生姓名：张鲜艳 学号： 0407 院（系）：电气与信息工程学院 专业：自动化 指导教师：辛登科 2012 年 12 月 4日
目录 74LS08、74LS32、74LS04简要说明....................... 错误!未定义书签。 CD4511简要说明....................................... 错误!未定义书签。 4 74HC190 简要说明................................... 错误!未定义书签。 5 元器件清单............................................. 错误!未定义书签。 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果）..................... 错误!未定义书签。 通电前检查........................................... 错误!未定义书签。 通电检查............................................. 错误!未定义书签。 按钮开关的检查................................... 错误!未定义书签。 CD45111模块的调试............................... 错误!未定义书签。 NE555单元电路的调试............................. 错误!未定义书签。 74LS04非门的调试................................. 错误!未定义书签。 74LS32非门的调试................................. 错误!未定义书签。 发光二极管的调试................................. 错误!未定义书签。 结果分析............................................. 错误!未定义书签。 7 小结：................................................. 错误!未定义书签。 8 设计体会及今后的改进意见............................... 错误!未定义书签。 体会................................................. 错误!未定义书签。 本方案特点及存在的问题............................... 错误!未定义书签。 改进意见............................................. 错误!未定义书签。
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。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，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。
xxxxxx项目 设计总结报告设计单位：xxxxxx
一、项目概况 随着xx市经济社会加速发展，使得人口车辆不断增多，虽然城市道路建设不断增多，还是无法满足人们交通出行的需要，交通拥堵情况日趋严重，城市交通发展面临新的挑战。城市公共交通具有集约高效、节能环保等优点，优先发展公共交通是缓解交通拥堵、转变城市交通发展方式、提高人民群众生活品质、提高政府基本公共生活水平的必然要求。但是车辆拥堵导致公交车未能发挥其运载能力的优势，所以采用“公交优先”的交通管理方案是势在必行的。 本项目通过对明秀路、南梧路、昆仑大道（邕宾立交起嘉和城止）沿线公交优先控制系统的建设，实现公交车优先通行，并确保专用道早晚高峰期道路畅通，使得公交车便捷、高运载性等特点得到充分体现，提高公交车准点率，吸引普通居民多选择公交车出行，降低机动车出行量，从而缓解城市交通压力。 本项目建设范围为明秀路、南梧路、昆仑大道沿线路段，全长22公里，其中双向四车道路段总长4公里，双向六车道以上路段（含六车道）总长18公里。六车道以上路段（含六车道）每个方向均设置一条车道作为公交专用道。项目沿线总共有23个路口、路段，其中包括17个交叉路口及6个路段过街人行道。项目建成后可为51条公交线路共989班次公交车提供专用车道服务。项目设计预算总投资规模为1,072.2万元。 （南发改城市[2015]94依据南发改《关于xxxxxx项目建议书批复》
号），项目批复资金1,192万元，设计预算资金与原申报资金相比，核减了119.8万元。
◆项目设计《技术服务合同》 ◆项目建议书 ◆项目立项批复《关于xxxxxx项目建议书批复》项目初步设计◆项目初步设计批复《关于xxxxxx项目初步设计批复》 ◆项目施工图设计、项目预算表 ◆项目设计编制依据
沈阳理工大学应用技术学院 基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现
基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 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，还应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井然秩序呢？靠的就是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STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量
Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow