毕业论文_基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

南京工程学院毕业设计说明书(论文)题目：基于单片机控制的交通信号灯的设计与实现The traffic light control system based on single chipA Dissertation Submitted toNanjing Institute of TechnologyFor the Academic Degree of Bachelor of ScienceByShao Zhenfeisupervised byProfessor Song HongmeiCollege of Communication EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune 2013摘要近年来，随着国民经济的快速发展，车辆的数量也在飞速增长，交通拥挤和阻塞的现象也频繁的出现。

交通阻塞已经成为城市交通所迫切要解决的难题。

所以设计一个合理控制的交通灯系统具有重要意义。

本文介绍了一种基于单片机控制的交通信号灯的控制系统。

该系统采用8051单片机为控制核心，以七段LED数码管作为等待或通行时间显示，LED 作为交通灯红、黄、绿显示。

系统采用上电自动复位，时间显示采用倒计时方式，四组红、黄、绿三色灯用发光二极管作为模拟交通信号灯，可以模拟各种道路交通灯控制情况。

关键词：LED数码显示;单片机；交通灯；AbstractIn recent years, with the rapid development of the national economy, the number of vehicles is also growing rapidly, traffic congestion and blocking the emergence of the phenomenon frequently. Urban traffic congestion has become a problem to be solved urgently. So the reasonable control of designing a traffic light system is important.This paper describes a microcontroller-based control of traffic lights control system. The system uses 8051 as the control core, seven-segment LED digital tube as waiting or travel time display, LED traffic lights as red, yellow, green display. System uses the power automatically reset the countdown time display mode using four groups of red, yellow and green lights with light-emitting diodes as a simulation of traffic lights, you can simulate a variety of road traffic lights control the situation.Key words：LED digital display；SCM；Traffic目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景与意义 (1)1.2 研究现状 (1)1.2.1 城市交通的作用 (1)1.2.2 国内外交通系统发展现状 (3)1.2.3 我国交通中存在的主要问题 (3)1.2.4 城市交通解决的主要途径 (4)1.3 论文研究的主要内容 (5)1.4 主要章节安排 (5)第二章系统的总体设计 (6)2.1 具体介绍交通信号系统 (6)2.1.1 信号控制方式的分类 (6)2.1.2 交通规则介绍 (7)2.1.3 交通信号控制硬件设备简介 (7)2.1.4 交通信号控制系统信息传输系统简介 (7)2.1.5 常用交通标志简介 (8)2.1.6 交通信号控制原理 (9)2.2 设计方案 (10)2.3 系统工作原理 (11)2.4 简单介绍STC89C52RC单片机 (11)2.5 总体设计 (16)2.5.1 功能概述 (16)2.5.2 系统构成 (16)第三章系统硬件设计 (18)3.1 交通灯通行模式及行车方向指示 (18)3.2各单元电路模块功能 (19)3.2.1 时钟电路模块 (19)3.2.2 复位电路模块 (20)3.2.3 主控制系统模块 (21)3.2.4 交通灯输出控制模块 (22)3.2.5 时间显示电路模块 (23)3.2.6 系统电源模块电路 (23)第四章系统软件设计 (25)4.1 软件总体流程图 (25)4.2 软件主要子程序流程 (26)4.2.1 复位状态子程序 (26)4.2.2 显示状态子程序 (27)第五章系统调试分析及结果 (29)5.1 电路板实物的制作 (29)5.1.1 印制电路板PCB图的绘制 (29)5.1.2 实物的制做 (29)5.2 系统硬件调试 (30)5.3 系统软件调试 (30)5.4 系统总体调试 (30)总结与展望 (32)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)附录A:元器件清单 (36)附录B:总体电路原理图、仿真图及实物图 (36)附录C:程序 (38)第一章绪论1.1 课题研究背景与意义交通掌握着城市经济活动的命脉，对发展城市经济、提高人民的生活水平非常重要。

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，LED2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。

《基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，交通问题日益突出，交通灯作为城市交通管理的重要设施，其控制系统的智能化、高效化成为当前研究的热点。

本文旨在研究基于单片机的智能交通灯控制系统，以提高交通管理的效率和安全性。

二、系统概述基于单片机的智能交通灯控制系统是一种集成了单片机技术、传感器技术、通信技术等先进技术的智能化系统。

该系统能够根据实时交通情况，自动调节交通灯的亮灯时间，以达到优化交通流、减少交通事故的目的。

三、系统硬件设计本系统硬件部分主要包括单片机、传感器、LED交通灯等组件。

单片机作为系统的核心控制单元，负责接收传感器信号、控制LED交通灯的亮灭等任务。

传感器则用于检测交通情况，如车流量、行人数量等。

LED交通灯则根据单片机的指令进行亮灭操作。

四、系统软件设计软件部分是本系统的关键部分，主要包括单片机的程序设计和算法设计。

程序设计采用模块化设计思想，将系统功能划分为多个模块，如信号采集模块、数据处理模块、控制输出模块等。

算法设计则主要涉及到交通灯的亮灯时间计算、车流量的预测等方面。

通过精确的算法设计，使系统能够根据实时交通情况自动调节交通灯的亮灯时间。

五、系统工作原理本系统通过传感器实时检测交通情况，将检测到的数据传输给单片机。

单片机根据接收到的数据，通过算法计算出最佳的亮灯时间，并控制LED交通灯进行亮灭操作。

同时，系统还具有自学习和自适应能力，能够根据历史数据和实时数据对算法进行优化，以适应不同的交通环境和交通流量。

六、系统优势及应用前景基于单片机的智能交通灯控制系统具有以下优势：一是能够自动调节交通灯的亮灯时间，提高交通管理的效率和安全性；二是具有自学习和自适应能力，能够适应不同的交通环境和交通流量；三是能够减少交通事故的发生，提高城市交通的通行效率。

应用前景方面，本系统可广泛应用于城市道路、高速公路、隧道等交通场所。

同时，随着物联网技术的不断发展，本系统还可以与其他智能交通系统进行联动，实现更加智能化的交通管理。

梧州学院毕业论文论文题目基于STM32的智能交通灯的设计学院信息与电子工程学院专业电子信息工程班级 12电本2班学号 2201学生姓名戈强宝指导教师（签名）完成时刻 2016 年 1 月梧州学院学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究功效。

除文中专门加以标注引用的内容之外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的功效作品。

对本文的研究所作出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式说明。

本人完全意识到本声明的后果由本人承担。

论文作者签名：日期：摘要交通,社会进展和人民生活水平提高的大体条件，经济的进展确信会带来人类外出数量的增加，在我们中国，交通拥堵已经成为一个很严峻的问题，我国的汽车工业此刻正处在起步时期的时期，因此限制车辆的增加不是解决问题的最好方式。

可是通过采取增加供给的方式，即大量修筑道路基础设施的方式，在资源匮乏、生态环境愈来愈恶化的今天，面对愈来愈拥堵的交通，以国家有限的资源和财力和环境的压力，也将受到限制。

这就需要依托除限制需求和提供道路设施之外的其他方式来知足人们对日趋增加的交通需求。

交通系统，正是解决这一矛盾的重要途径之一。

智能交通系统能够对城市交通进行智能化的控制，它能够让道路变的畅通，同时它还能够提高道路交通的有效率。

合理的进行交通智能化操纵，能够对交通进行合理的治理，使交通维持在一个比较平稳的工作状态，从而能够幸免或是缓和交通拥堵的状况，从而能够极大的提高交通运输的工作效率，乃至能够大大减少交通事故的发生，和能够增加交通平安，有效降低污染程度，极大程度上节省能源消耗，本文，通过对十字交叉路口交通信号的智能化操纵，从而达到优化路口交通流的目的。

关键词：交通；拥堵；效率IDesign of intelligent traffic light based on STM32AbstractTransportation, social development and people's living standards improve the basic conditions, economic development will certainly bring human beings out number, in our China, traffic congestion has become a very serious problem, China's auto industry is in its infancy, so the increase in supply is not the best way to solve the problem, but by adopting the method of increasing supply, in the resource shortage, ecological environment is getting worse and worse. Demand and provide other means of road facilities to meet the growing traffic demand.Traffic system is one of the important ways to solve this problem. Intelligent transportation system can make the traffic intelligent control. It can improve the efficiency of road traffic, traffic intelligent control, traffic management, traffic maintenance in a relatively stable state, which can greatly improve the work efficiency, and can greatly reduce the traffic safety, reduce pollution, and save energy. In this paper, through the intelligent control of traffic signals at the intersection, the traffic flow is optimized.Key words: Ttaffic；Traffic jam；Efficiency目录第一章绪论 0项目背景 0国内现行交通灯的短处 0第二章系统设计内容 (2)设计目的 (2)系统要紧功能模块 (2)第三章单片机概述及各类芯片简介 (3)单片机概述 (3)要紧芯片简介 (5)第四章系统硬件设计 (9)74HC138译码器模块 (9)74HC573驱动模块 (9)74HC595驱动模块 (10)数码管显示模块 (10)4*4矩阵键盘模块 (11)点阵模块 (12)第五章软件设计 (14)数码管显示倒计时程序设计 (14)点阵显示程序设计 (19)手动输入通行时刻程序设计 (20)检测车流量动态改变通行时刻程序设计 (23)第六章总结 (25)参考文献 (30)附录 (31)致谢 (34)I第一章绪论项目背景我国，是一个人口大国，几十年来，我国的经济快速进展，人们的视野变得愈来愈开阔，愈来愈多的人选择了这条路：离开家乡，到别的城市打拼。

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。

摘要本系统主要介绍了以89C51单片机为核心的新交通控制控制系统的设计。

这个系统采用手动控制，定时控制，实时控制。

实时控制是交通控制中的一种较新颖且有效的方法，该方法应用最优控制理论中的控制思想，实时地控制当前绿灯时间，在保证交通安全的前提下最大限度地提高了交通效率。

系统主要包括软件和硬件两个部分。

硬件部分：CPU主控部分电路，交通灯信号的输出和驱动电路，车辆检测出入（包括违规车辆检测），时钟电路。

CPU是整个交通灯信号控制机的核心部件，通过它来控制个电路以实现信号机的各种功能。

交通信号输出电路是把主机的交通灯控制信号送驱动器，控制交通灯的状态。

车辆检测输入是将有无车辆和违规车辆的信号送入主机，产生相应的中断处理。

时钟电路是为了显示车辆通行的剩余时间。

软件部分主要是协助硬件完成各项功能。

关键词： 89C51，定时控制，实时控制，遥控，Intelligent Traffic Light ControlABSTRACTThe system has introduced that new traffic centering on 89C51 monolithic machine controls systematic design mainly. This system uses the hand control, timed control, wireless remote control and real-time control. The real-time control is in the transportation control one kind more novel also an effective method, in this method application optimum control theory control thought, the tendency, real-time controls the current green light time, maximum limit enhanced the transportation efficiency in under the guarantee traffic safety premise.The system mainly includes software and the hardware two parts. Hardware partial: The CPU host controls the partial electric circuits, the traffic light signal output and the actuation electric circuit, the vehicles examination difference (including contrary vehicles examination), keyboard and display circuit, clock electric circuit, communication circuit, electronic police system. CPU is the entire traffic light signal control machine core part, controls an electric circuit through it to realize semaphore each kind of function. The traffic signal output circuit is delivers the main engine traffic light control signal the driver, controls the traffic light the condition. Whether there is the vehicles examination input sends in the vehicles and the contrary vehicles signal the main engine, has the corresponding interrupt processing. The clock electric circuit is for demonstrate the vehicles general surplus time. The communication is the main engine and the central supervisory system, the street inter section foundation stand and the signal actuation partial communications. The keyboard interposes the control mode and each parameters mainly. Software are partial mainly is assists the hardware to complete each function.KEY WORDS:89C51, Timed control, Real-time control, Remote control, Emergency case1 概述1.1城市交通解决的主要途径针对城市交通拥挤，有人提出修建新的城市道路或是修建新的立交桥。

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。

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一五年五月十日三号宋体德州学院毕业论文（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 (2)2 智能交通信号灯系统总设计 (3)2.1单片机智能交通信号灯通行方案设计 (3)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 (7)5 结论和展望 (7)参考文献 (16)杨红宇要：随着我现代社会交通运输需求量的不断扩大，如何处理好如此庞大的群体，交通信号灯就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1.11.1.11.1.2 交通信号灯的发展现状目前交通信号灯的种类多种多样，有的应用了CPLD设计实现交通信号灯的控制；有的应用了PLC实现交通信号灯的控制；有的应用单片机实现对交通信号灯的控制。

我国的交通信号灯一般情况下设置在十字路口，在醒目的地方用红色、绿色、黄色三种指示灯，加上一个倒计时开控制人车通行。

在一般情况下这种信号灯能保障安全，车辆分流也能发挥不错的作用，但是根据现在车流量日益增加的现状还存在着许多不足。

比方说车辆放行时间固定，在十字路口经常出现东西和南北方向的车流量相差甚大的情况，这样如何给车流量较多的干道给予较多的放行时间就成了问题。

1.2 本课题研究的背景、目的和意义随着城市机动车辆的不断增加，在我国许多的大城市出现了交通超负荷状况。

基于单片机的智能交通灯控制系统设计论文摘要随着城市交通流量的不断增加，传统的交通灯控制方式已经不能满足实际需求。

为了提高交通流量的效率和道路交通的安全性，本论文提出了一种基于单片机的智能交通灯控制系统设计方案。

该系统基于单片机控制技术，通过传感器检测交通流量，自动调整交通灯的信号控制时间，以实现交通流量的优化调度。

在系统设计过程中，首先进行了系统需求分析和设计规划，然后选取了适合的硬件和软件平台进行系统实现，最后进行了功能验证和性能测试。

实验结果表明，该智能交通灯控制系统能够有效提高交通流量的效率，减少交通拥堵现象的发生，提高道路交通的安全性。

关键词：智能交通灯控制系统；单片机；交通流量；信号控制时间；道路交通安全第1章引言1.1研究背景随着社会经济的发展和人口的不断增加，城市交通流量不断增大。

而传统的交通灯控制方式无法满足交通流量管理和道路交通安全的需求。

因此，开发一种高效、可靠的智能交通灯控制系统成为迫切需要解决的问题。

1.2研究目的和意义本论文旨在设计一种基于单片机的智能交通灯控制系统，以提高交通流量的效率和道路交通的安全性。

通过对交通流量的实时监测和分析，实现对交通灯信号控制时间的自动调整，从而减少交通拥堵现象的发生，提高道路交通的运行效率。

1.3论文结构安排本论文共分为五个章节。

第一章为引言，介绍了研究背景、研究目的和意义以及论文结构安排。

第二章为相关技术综述，主要介绍了与智能交通灯控制系统相关的技术和方法。

第三章为系统设计，包括系统需求分析、硬件和软件平台的选择以及系统架构设计。

第四章为系统实现，对设计的系统进行了具体的实现和功能验证。

第五章为总结与展望，总结了本论文的研究内容和创新点，并对未来工作进行了展望。

第2章相关技术综述2.1交通流量检测技术2.2交通流量控制算法2.3单片机控制技术第3章系统设计3.1系统需求分析3.2硬件和软件平台选择3.3系统架构设计第4章系统实现4.1硬件设计与实现4.2软件设计与实现4.3功能验证与性能测试第5章总结与展望5.1总结5.2创新点5.3未来工作展望总结本论文提出了基于单片机的智能交通灯控制系统设计方案，并进行了功能验证和性能测试。