基于单片机的交通信号系统设计 定稿(可打印)
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基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯是城市交通管理中非常重要的一部分,它通过灯光信号来指示道路上车辆和行人的行动。
基于单片机的交通信号灯控制系统可以实现对交通信号的自动控制,并能根据实际交通情况和时间变化进行灵活调整,提高道路交通的效率和安全性。
1.系统设计需求分析:
-实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示,时间可设定;
-根据实际交通情况和时间变化,动态调整红、黄、绿三种信号灯的显示时间;
-配备感应器,检测行人和车辆的存在,根据情况自动调整信号灯时间。
2.系统硬件设计:
-选择合适的单片机,如AT89C52;
-使用LED灯作为信号灯显示器件;
-选择适当的传感器,如红外传感器用于检测行人,光敏电阻用于检测车辆;
-选择适当的电路板进行连接。
3.系统软件设计:
-编写单片机的控制程序,实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示;
-设定初始的信号灯显示时间;
-利用定时器和中断控制程序,实现对信号灯显示时间的控制,可以根据设定的时间进行调整;
-设定感应器的检测程序,当检测到行人或车辆时,调整信号灯显示时间。
4.系统工作流程:
(1)初始化系统,设定初始的信号灯显示时间;
(2)通过定时器和中断控制程序实现循环显示红绿黄信号灯;
(3)检测行人和车辆的存在,根据情况调整信号灯显示时间;
(4)循环执行步骤2和步骤3,实现自动控制交通信号灯。
5.系统优化方案:
-根据实际交通数据和研究结果,优化信号灯显示时间;
-利用流量监测技术,实时监测道路交通情况,进一步优化信号灯的控制策略;
-可以加入数据通信模块,将采集到的交通数据上传到中央交通管理系统,实现更智能化的交通信号灯控制。
基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计智能交通红绿灯控制系统是一种基于单片机的电子设备,用于智能化控制交通信号灯的工作。
本文将详细介绍如何设计一套基于单片机的智能交通红绿灯控制系统。
首先,我们需要选择适合的单片机作为控制器。
在选择单片机时,我们需要考虑其功能、性能和价格等因素。
一些常用的单片机型号有8051、AVR、PIC等。
我们可以根据具体的需求选择合适的单片机型号。
接下来,我们需要设计硬件电路。
智能交通红绿灯控制系统的硬件电路主要包括单片机、传感器、继电器和LED等组件。
传感器可以用来感知交通流量和车辆信息,继电器用于控制交通灯的开关,LED用于显示交通灯的状态。
在硬件设计中,我们需要将传感器与单片机相连接,以便将传感器获取的信息传输给单片机。
同时,我们还需要将单片机的控制信号传输给继电器和LED,以实现对交通灯的控制。
在软件设计中,我们需要编写相应的程序代码来实现智能交通红绿灯的控制逻辑。
首先,我们需要对传感器获取的信息进行处理,根据交通流量和车辆信息来确定交通灯的状态和切换规则。
例如,当交通流量较大时,可以延长绿灯亮起的时间;当有车辆等待时,可以提前切换到红灯。
此外,我们还可以在程序中添加自适应控制算法,用于根据交通流量动态调整交通灯的周期和切换时间,以进一步提高交通流量的效率和道路通行能力。
最后,我们需要将程序代码烧录到单片机中,并进行调试和测试。
在测试过程中,我们可以模拟不同的交通流量和车辆信息,以验证智能交通红绿灯控制系统的正常运行和控制效果。
综上所述,基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
通过合理的硬件电路设计和程序编写,可以实现对智能交通红绿灯的智能化控制,提高交通流量的效率和道路通行能力,实现交通拥堵的缓解和交通安全的提升。
单片机智能交通系统设计智能交通系统是一种以计算机技术和通信技术为基础,以传感器技术和控制技术为支撑,通过实时获取、处理和分析交通信息,为交通管理、交通控制和交通服务提供决策支持的智能化系统。
本文将介绍一个基于单片机的智能交通系统设计。
一、引言在现代社会,交通拥堵问题日益严重,给人们的生活和工作带来了很大的不便。
为了解决这一问题,智能交通系统应运而生。
该系统通过使用传感器检测路况与车辆信息,并通过单片机对这些信息进行处理和分析,从而优化路况调度和车辆控制,提高交通效率。
二、系统设计1. 硬件设计在本系统中,我们选用了一款性能较强的单片机作为主控芯片,并通过连接各类传感器来获取交通信息。
系统需要包含以下硬件组件: - 单片机:负责整个系统的控制和决策。
- 传感器:包括交通流量传感器、车辆探测器、红绿灯探测器等,用于实时监测路况和车辆信息。
- 通信模块:用于与其他交通系统进行通信,如发出警报和接收控制命令等。
2. 软件设计在软件设计方面,我们需要编写相应的程序来实现系统的功能。
主要包括以下模块:- 数据采集模块:通过传感器采集到的数据,实时监测交通情况。
- 数据处理模块:通过对采集到的数据进行处理和分析,得出相应的控制决策。
- 控制模块:根据数据处理模块的决策结果,控制红绿灯、交通标志等设备,以实现交通调度和控制。
- 警报模块:当发生交通事故或异常情况时,系统能够发出警报,以提醒驾驶员和交通管理部门。
三、系统工作原理1. 数据采集系统通过连接的传感器实时监测交通状况,包括交通流量、车辆密度、车速等信息,并将这些数据传输到单片机进行处理。
2. 数据处理与决策单片机根据采集到的数据进行处理和分析,并根据事先设定的交通规则和算法,给出相应的控制策略。
例如,根据车辆密度和路况,合理调整红绿灯时间,以提高交通的通行效率。
3. 交通控制与调度根据数据处理模块的决策结果,单片机通过控制模块来实现交通灯、交通标志等设备的控制和调度。
基于单片机交通红绿灯控制系统设计单片机作为电子产品的开发平台已应用到众多领域。
用单片机控制交通红绿灯有很高的性价比。
本设计要求:1)熟悉MCS-51单片机的结构及编程方法。
2)了解继电器的工作原理。
3)设计并实现交通红绿灯控制系统。
用8255作为输出口,接继电器,控制12个信号灯的燃灭,模拟交通等管理。
4) 控制算法自定并可设置。
目录一、引言二、单片机概述三、80C51引脚说明四、8255A芯片简介五、系统硬件设计5.1、原理说明5.2、元件选择5.3、电路原理图六、系统软件设计6.1、程序流程图6.2、程序清单七、仿真结果八、心得体会九、参考文献一、引言2005年最新统计数据表明,在中国每5分钟就有一人丧身车轮,每一分钟都会有一人因为交通事故儿伤残。
每年因交通事故所造成的的经济损失达数百亿元。
为了减少交通事故,如今交通红绿灯已经安装在各个交通路口上,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。
它由红绿两以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。
基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯的控制系统是指利用单片机控制交通信号灯的运行和切换。
通过合理的控制,交通信号灯可以按照设定的时序规律切换颜色,以指示交通参与者应该如何行动,从而保证交通的有序进行。
本文将详细介绍基于单片机的交通信号灯控制系统的设计。
首先,我们需要选择适合的单片机。
常用的单片机如8051、AVR、PIC等,均具有较高的集成度和低功耗特性。
我们可以根据项目要求选择合适的单片机。
在本系统中,我们选择了PIC单片机。
接下来,我们需要设计电路。
首先,我们需要一个交通信号灯,包括红、黄、绿三种颜色的LED灯。
为了控制LED的亮灭,我们需要使用适当的电阻限制电流,以及合适的电平转换电路将单片机的输出电压转换为适合LED的电压。
此外,我们还需要设置一个可调电阻来控制LED灯的亮度。
为了保证电路的稳定性和安全性,我们还需要添加适当的过流保护电路和过压保护电路。
然后,我们需要设计程序逻辑。
首先,我们需要定义交通信号灯的状态和时间参数。
交通信号灯的状态一般包括红、黄、绿三个状态,分别对应停止、准备和行进。
时间参数则包括每个状态的持续时间。
根据这些参数,我们可以设计程序逻辑流程,实现交通信号灯状态的切换。
在程序设计中,我们需要使用定时器中断来计时,并根据时间参数切换信号灯状态。
我们还需要使用IO口来控制LED灯的亮灭。
通过编程,我们可以将交通信号灯的切换、亮灭、亮度控制等功能与单片机的硬件结合起来,从而实现交通信号灯的控制。
最后,我们需要进行系统测试和优化。
在测试中,我们可以通过观察LED灯的亮灭、时间参数的调整等来验证系统的正常工作。
如果有需要,我们可以对程序进行优化,以提高系统的稳定性和性能。
综上所述,基于单片机的交通信号灯控制系统设计涉及到硬件电路设计、程序逻辑设计、系统测试和优化等多个方面。
通过合理的设计和控制,我们可以实现交通信号灯的有序运行,为交通参与者提供准确的指引,提高交通的安全性和效率。
基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计及仿真一、本文概述随着城市化进程的加快和汽车保有量的不断增加,交通拥堵和交通事故问题日益突出,智能交通信号灯控制系统的研究和应用显得尤为重要。
本文旨在设计并仿真一种基于单片机的智能交通信号灯控制系统,以提高交通流通效率,减少交通事故,并优化城市交通环境。
本文首先介绍了智能交通信号灯控制系统的研究背景和意义,阐述了单片机在交通信号灯控制中的应用优势。
接着,详细阐述了系统的总体设计方案,包括硬件设计和软件设计两大部分。
硬件设计部分主要介绍了单片机选型、外围电路设计以及信号灯的选型与连接方式;软件设计部分则主要介绍了交通信号灯控制算法的设计和实现,包括交通流量的检测、信号灯的调度策略以及控制逻辑的编写。
在完成系统设计后,本文进一步进行了仿真实验,以验证系统的可行性和有效性。
仿真实验采用了交通仿真软件,模拟了不同交通场景下的信号灯控制效果,并对仿真结果进行了详细的分析和讨论。
本文的研究成果对于推动智能交通信号灯控制技术的发展具有一定的理论价值和实际应用价值,对于缓解城市交通问题、提高交通效率具有积极意义。
二、智能交通信号灯控制系统总体设计在智能交通信号灯控制系统的设计中,我们首先需要明确系统的总体架构和功能模块。
基于单片机的设计思路,我们将系统划分为几个关键部分:信号控制模块、传感器数据采集模块、通信模块以及电源管理模块。
信号控制模块:这是整个系统的核心部分,负责根据交通流量和道路状况实时调整交通信号灯的状态。
我们选用高性能的单片机作为控制器,通过编程实现多种交通控制策略,如固定时序控制、感应控制和自适应控制等。
传感器数据采集模块:为了实时感知道路交通状况,我们采用了多种传感器,如红外传感器、车辆检测传感器和摄像头等。
这些传感器负责采集道路上的车辆数量、速度和方向等信息,并将数据传递给信号控制模块进行处理。
通信模块:为了实现智能交通信号灯之间的联动和与交通管理中心的通信,我们设计了通信模块。
基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计智能交通信号灯控制系统是通过单片机来实现的一种智能化交通管理系统。
本文将介绍这个系统的设计原理和实现过程。
首先,我们需要明确设计目标。
智能交通信号灯控制系统旨在提高交通信号灯的运行效率,减少交通拥堵,并提供更安全、更流畅的交通体验。
系统应具备以下特点:可智能化控制信号灯的时间和状态,能够实时感知交通流量和通过车辆的情况,并根据这些信息灵活调整信号灯的绿灯时间。
接下来是硬件的选型和设计。
考虑到单片机的性能和成本,我们选用一款功能强大的低功耗单片机作为系统的核心处理器。
在选取单片机时,需要考虑其处理能力、存储容量、通信接口以及对外设控制的能力。
在交通信号灯控制系统设计中,需要采集和处理交通流量和通过车辆的数据。
为了实现这一功能,我们可以使用传感器来收集数据,如车辆检测器、红外线传感器等。
这些传感器将采集到的数据通过数字信号发送给单片机,单片机再根据这些数据进行相应的控制操作。
为了将控制信号传递给信号灯,我们需要选择合适的继电器或开关来实现。
当单片机判断需要更改信号灯状态时,它会通过输出端口控制继电器或开关的闭合与断开,从而打开或关闭相应的灯光。
在软件设计方面,我们需要编写适当的程序来实现交通信号灯控制功能。
这包括交通流量和通过车辆数据的处理,以及控制信号灯和继电器的操作。
可以使用C语言或汇编语言等编程语言来编写程序,并使用相应的开发工具进行调试和烧录。
在系统测试和调试阶段,我们需要模拟不同交通流量和车辆通过情况,验证系统对于不同情况下的灵活控制能力。
可以使用示波器、逻辑分析仪等工具来检测和分析系统的工作过程,确保系统的稳定性和可靠性。
总结起来,智能交通信号灯控制系统的设计包括硬件选型和设计、软件编写以及系统测试和调试三个方面。
通过合理选择硬件和编写适当的程序,可以实现交通信号灯的智能控制和优化,提高交通流畅性和交通安全性。
这个系统是智能交通管理的一个重要组成部分,有着广泛的应用前景。
鉴于单片机交通红绿灯控制系统设计单片机作为电子产品的开发平台已应用到众多领域。
用单片机控制交通红绿灯有很高的性价比。
本设计要求:1)熟习 MCS-51 单片机的构造及编程方法。
2)认识继电器的工作原理。
3)设计并实现交通红绿灯控制系统。
用8255 作为输出口,接继电器,控制 12 个信号灯的燃灭,模拟交通等管理。
4)控制算法自定并可设置。
目录一、前言二、单片机概括三、 80C51 引脚说明四、 8255A 芯片简介五、系统硬件设计5.1、原理说明5.2、元件选择5.3、电路原理图六、系统软件设计6.1、程序流程图6.2、程序清单七、仿真结果八、心得领会九、参照文件一、前言2005 年最新统计数据表示,在中国每 5 分钟就有一人丧身车轮,每一分钟都会有一人因为交通事故儿伤残。
每年因交通事故所造成的的经济损失达数百亿元。
为了减少交通事故,此刻交通红绿灯已经安装在各个交通路口上,已经成为劝导交通车辆最常有和最有效的手段。
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。
它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯构成,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,遂被撤消。
电气启动的红绿灯出此刻美国,这类红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器构成, 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何在地下,车辆一靠近红灯便变成绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机会红灯时按一下嗽叭,就使红灯变成绿灯。
红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能觉察到有人要过马路。
基于51单片机的交通信号灯模拟控制系统一、实验目的和要求1.掌握单片机基本资源使用。
2.掌握单片机电路原理图绘制和仿真。
3.掌握单片机C语言软件开发以及联合仿真。
二、实验内容和原理实验内容:1.根据题目绘制单片机电路原理图。
2.绘制程序流程图并编写C语言程序3.在仿真程序中进行联合仿真,最后提交实验报告三、主要仪器设备keilC,proteus。
四、操作方法与实验步骤4.1 题目要求用单片机设计一个十字路口交通灯模拟控制系统,要求东西、南北两个方向都通行20秒,警告3秒,禁止20秒,同时要考虑到东西、南北两个方向出现异常情况,出现异常情况器该方向通行60秒。
4.2 系统设计思路南北的绿红黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.0,P1.1,P1.2相连。
东西的绿红黄发光二极管与单片机AT89C51单片机的P1.4,P1.5,P1.6相连。
改变单片机P1口编码控制交通灯。
控制过程中会出现两种异常情况用外中断0和外中断1处理。
时间单位采用500ms信号,由定时/计数器0定时50ms,循环10次产生,定时/计数器0采用查询方式,主程序中设定定时/计数器0的工作方式:方式1。
4.2 电路图绘制(包含详细的参数选定文字和图像叙述)C1=1nF,C2=1nF,C3=1nF,R1=300,R2=300,R3=300,R4=300,R5=300,R6=300,R7=300,R8=300,R9=300,R10=300,R11=300,R12=300,R13=3004.3 C程序编制(包含详细的文字和程序流程图)4.3 仿真分析(包含文字和图像叙述)东西绿灯,南北红灯东西黄灯,南北红灯南北绿灯,东西红灯南北黄灯,东西红灯东西发生异常时,东西通行,南北禁止,东西方向绿灯闪,南北方向红灯闪南北发生异常时,南北通行,东西禁止,南北方向绿灯闪,东西方向红灯闪五、讨论和心得(不少于100字)通过这次对交通灯信号的模拟,了解了交通灯4种正常状态,2种异常状态,它们分别是:状态1,东西方向绿灯,南北方向红灯20秒。
基于89C51的交通灯控制系统设计目录摘要 01.设计任务与要求 02.系统硬件设计 (1)3.系统软件设计 (4)4. Proteus软件仿真 (4)5.设计心得 (5)6.参考文献 (6)附录 (6)交通灯控制系统设计摘要自从1858年英国人发明了原始的机械扳手交通灯之后,随后的一百多年里,交通灯改变了交通路况,也在人们日常生活中占据了重要地位,随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。
近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中。
本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。
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、急车强通等问题。
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,有广泛的应用前景。
本模拟系统由单片机硬/软件系统,两位8段数码管和LED灯显示系统等组成,较好的模拟了交通路面的控制。
关键词:交通灯单片机数码管LED灯1.设计任务与要求东西、南北两干道交于十字路口,各干道有一组红、绿、黄三个指示灯,指挥车辆和行人安全通行。
东西方向为主干道,通行时间为40秒;南北方向为支干道,通行时间为30秒。
通行时间最后3秒,绿灯灭,黄灯闪烁,黄灯闪烁完毕变更通行车道。
通行时间由数字显示器显示,黄灯3秒闪烁不单另计时。
2.系统硬件设计根据上面的功能要求,硬件系统主要有单片机模块、指示灯模块和倒计时显示模块。
各模块选择如下:(1)单片机模块主控芯片采用AT89C51单片机,其管脚图如图1所示。
图1 AT89C51引脚图AT89C51是AT89C5X系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
AT89C51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。
玉林师范学院本科生毕业论文基于单片机的交通信号系统设计Design for Traffic Signal System Based on MCU院系物理科学与工程技术学院专业应用物理学学生班级应物本09班姓名梁其森学号200905416128指导教师单位物理科学与工程技术学院指导教师姓名骆斌指导教师职称副教授基于单片机的交通信号系统设计应用物理学2009级梁其森指导教师骆斌摘要随着计算机技术、网络技术、通信技术的飞速发展,当今世界已经快步进入了信息时代,人们的生活方式发生了巨大的变化,城市化进程不断加快,机动车辆随之猛增,城市交通问题也成为了人们关注的焦点。
因此交通信号灯在维持正常的交通秩序中起着非常重要的作用。
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、易于控制的优点,灵活运用于交通系统中,大大提高了交通管理效率。
在本次设计中,主要设计一个十字路口交通信号灯,并用单片机合理控制,具体阐述系统的功能及要求、总体方案、硬件设计、软件设计、单片机控制程序设计等内容。
关键词:单片机,交通信号灯,城市交通Design for Traffic Signal System Based on MCUApplied Physics 2009 Liang Qi-senSupervisor Luo BinAbstractWith the rapid development of computer technology, network technology, communication technology,world has entered the information age,great changes have taken place in people's way of life,accelerating the process of city,city traffic problems have become the focus of attention, the traffic signal lights play a very important role in maintaining the normal traffic order.In modern times, it becomes to be a main trend that using MCU(Micro Control Unit) in the trafic signal light control. We make good use of its characteristics of convenient,high performance, and easy to control,flexible used for transportation system, it has greatly improve the efficiency of traffic management.In this design, I mainly design a crossroads traffic signal light,and the reasonable control of MCU,describe the function and requirements of the system, general planning,hardware design,software design,MCU control program design etc.Key words:MCU, traffic signal lights,urban traffic目录1 前言 (1)2 设计任务与主要内容 (1)2.1设计任务 (1)2.2设计主要内容 (2)3 设计方案 (2)3.1总体设计框图 (2)3.1.1正常情况 (3)3.1.2紧急情况 (3)4 硬件介绍及模块组成 (4)4.1单片机的发展历程 (4)4.2 MCS—51系列单片机介绍 (5)4.3功能模块组成 (6)4.3.1交通灯模块 (6)4.3.2 数码管显示模块 (7)4.3.3 紧急情况禁行控制模块 (7)5 程序设计流程图 (8)5.1 正常运行流程图 (8)5.2 紧急情况流程图 (9)6 安装与调试 (10)6.1电路安装 (10)6.2电路调试 (10)结语 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录1 C语言源程序 (14)附录2 总原理图 (23)玉林师范学院本科生毕业设计1前言当今世界的大城市无不存在着交通拥挤的问题。
以美国为例,1976年到1997年期间,年车辆公里数以77%的速度上升,但同期道路建设里程增长数却仅为2%,在城市交通中高峰时期,54%的车处于拥挤状态。
由于交通拥挤,人们每天消耗在上下班的时间比平时平均多了1.5小时。
同时导致商业车辆在交通运输中延误,增加了运输成本。
在我国,随着城市化进程的不断加快,城市道路建设仍远落后于发达国家,公路交通拥挤、道路堵塞和交通事故频繁发生等问题也相对严重,极大困扰着各大城市发展的进程。
从上世纪中叶中华人民共和国成立至上世纪末,各大中城市人均道路面积一直处于低水平状态,近十年有了较快的发展,人均面积由 2.8平方米上升到 6.6平方米。
尽管其涨幅较快,仍赶不上城市交通流量年均20%的增长速度。
以广州为例,广州市近10年来机动车年均增长17%,其中轿车为19%,摩托车为35%。
相对于交通运输工具的飞速发展,我国交通配套设施建设明显滞后,道路安全网络、道路标识、交通指挥中心仍然不足。
单独从车辆方面或者道路方面考虑,均很难有效的解决交通问题。
对于复杂的城市交通系统,为了确保安全,保证正常的交通秩序,十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化,以便于车辆以及行人能顺利地通过十字路口。
交通的发达,标志着城市的发达,相对交通的管理则显得越来越重要。
在不扩张路网规模的前提下,提高路网的通行能力,这需要综合运用现代信息与通讯技术等手段才能提高交通运输的效率。
而智能的交通信号系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、数字电子技术及电子控制技术等有效集成运用于整个地面交通管理系统而建立实时、准确、高效的交通信号系统。
考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点,拟采用MCS-51系列的AT89S51单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。
通过对十字路口车辆通行实地考察,根据实际情况以及设计需要,提出本设计任务以及主要内容,制定出设计的总体方案,包括正常运行时和紧急情况下的交通灯运行状态,以及对交通灯进行控制方案,明确设计思路,制定硬件设计方案,并制定程序设计流程图。
2设计任务与主要内容2.1设计任务用单片机和适当的电子部件实现十字路口交通系统的红、绿、黄、蓝(左转)灯1梁其森 基于单片机的交通信号系统设计2控制;并用数码管显示当前车道通行或禁止时间倒计时;增设三种不同紧急情况下交通信号灯控制按键。
2.2设计主要内容本设计主要设置直行、左转、禁行等不同时间的控制和显示,并设置相应的报警信号控制。
本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统,利用16个发光二极管模拟交通灯(其中蓝色为左转向通行信号灯),另用两个8段共阴极数码管作为显示倒计时的器件,用于显示每次允许通过的时间与变换道路通断许可的时间。
其次,为了模拟道路出现的各种紧急情况,设定了4个开关模拟主干道的通行和禁行,分别实现控制交通灯东西通行南北禁行、东西禁行南北通行、全部禁行、恢复通行四个状态。
3 设计方案本设计中,单片机采用的是AT89S51,通过控制16盏LED 灯亮灭,实现交通信号系统的控制,并通过四位共阴数码管显示各车道通行时间或者禁行时间倒计时。
3.1总体设计框图总体设计框图如图1所示。
图1 系统整体设计方框图Fig.1 Block diagram for design of the whole system框图说明:● 复位电路是单片机的电复位,确保微机系统中电路稳定可靠工作。
● 晶振是为电路提供频率基准的元器件,本设计采用的是11.0592MHz 晶振。
玉林师范学院本科生毕业设计倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯灯色发生改变的时间、在“停止”和“通过”两者间作出合适的选择,有倒计时显示的路口更安全。
3.1.1正常情况正常情况下各交通灯亮灭状态如表1所示。
表1各交通灯运行状态表Table.1 The traffic light running status table正常情况下,南北方向直行车道、南北方向左转车道、东西方向直行车道、东西方向左转车道四个状态交替运行,红灯显示时长都设为30秒、绿灯显示时长为30秒,蓝灯显示时长为30秒,黄灯显示时间为5秒,时间可设置修改。
每个通行道更换的时候,黄灯亮5秒后切换。
3.1.2紧急情况有紧急通道,可立即按压“东西通行键”、“南北通行键”、“全部禁行键”,紧急故障解除后可按下“恢复交通键”。
当按下“东西通行键”时,东西方向绿灯保持点亮,南北方向红灯保持红灯点亮,数码管显示为8888,不再显示倒计时;当按下“南北通行键”时,东西方向红灯保持点亮,南北方向红灯保持绿灯点亮,数码管显示为8888,不再显示倒计时;当按下“全部禁行键”时,东西方向红灯保持点亮,南北方向红灯保持点亮,数码管显示FFFF,不再显示倒计时;当按下“恢复交通键”时数码管继续中断前的倒计时,交通系统恢复正常运行,各紧急状态下交通灯运行状态如表2所示。
3梁其森基于单片机的交通信号系统设计表2 紧急状态下交通灯运行状态Table.2 States of the traffic lights under the state of emergency operation table4硬件介绍及模块组成单片机又称微片控制器,他不是完成某一个逻辑功能的芯片,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲,将中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入输出端口(I/O)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机,简称单片机。
4.1单片机的发展历程单片机作为微型计算机的一个很重要的分支,自问世以来以其极高的性价比,受到人们的重视和关注,因此应用广泛,发展迅速。
单片机诞生于20世纪70年代,最初的单片机是利用大规模的集成电路技术把中央处理单元和数据存储器、程序存储器以及其他IO通信口集成在一块芯片上,构成一个最小的计算机系统。
20世纪70年代,微电子技术正处于发展状态,1976年Intel公司推出了MCS-48单片机,其后,各半导体公司在MCS-48的鼓舞下相继研制和发展了自己的单片机,如Zilog公司的Z8系列,Rokwell公司的6501和6502系列等。