智能交通4控制系统设计PG概要1.docVIP

毕业设计说明书 智能交通控制系统设计 学生姓名： 学号： 学 院： 系 名： 专 业： 指导教师： 2015年 6 月 目录 第一章 引言 3 第二章 系统介绍及方案讨论 4 2.1系统结构框图 4 2.1.1 系统介绍 4 2.1.2 系统各部件功能 4 2.2 单片机选型 5 2.3 计数显示的选择 7 2.3.1 数码管结构介绍 7 2.3.2 数码管动态显示 8 2.4 STC串口加载代码（ISP） 9 2.5 时钟芯片实现 10 第三章 硬件设计 11 3.1系统电源设计 11 3.2单片机最小系统设计 11 3.3 数码管显示电路设计 13 3.3.1 数码管驱动芯片电路 13 3.4 红绿灯电路设计 14 3.5 实时时钟电路设计 16 第四章 软件设计 18 4.1 系统运行流程图 18 4.2 单片机编程方法和软件 20 4.2.1 Keil C51软件介绍 20 4.2.2 单片机代码结构 21 4.3 数码管驱动代码实现 22 4.4 交通灯状态跳转实现 23 4.4.1 单片机定时器实现 23 4.4.2 定时器的中断 25 4.4.1 交通灯运行流程实现 25 4.5 交通进入特殊状态实现 27 第五章 PROTEUS仿真与调试 29 5.1 PROTEUS原理图绘制 29 5.2 电路调试 29 5.3 电路测试 29 总结 30 参考文献 31 致谢 32 第一章 引言 1.1 选题背景 最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。交通指挥灯是非裔美国人加莱特.摩根在1923年发明的[1]。此前，铁路交通已经使用自动转换的灯光信号有一段时间了。但是由于火车是按固定的时刻表以单列方式运行的，而且火车要停下来不是很容易，因此铁路上使用的信号只有一种命令：通行。公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来[2]。 开车的人谁也不愿意看到停车信号。美国夏威夷大学心理学家詹姆斯指出，人有一种将刹车和油门与自尊相互联系的倾向。他说：驾车者看到黄灯亮时，心里便暗暗作好加速的准备。如果此时红灯亮了，马上就会产生一种失望的感觉。他把交叉路口称作“心理动力区”[3]。如果他的理论成立的话，这个区域在佛罗伊德心理学理论中应该是属于超我而非本能的范畴。新式的红绿灯能将闯红灯的人拍照下来。犯事的司机不久就会收到罚款单。有的红绿灯还具备监测车辆行驶速度的功能[4]。 用于交通灯控制系统的设计方法很多，例如可编程控制器PLC、单片机、标准逻辑器件等实现，然而，基于这些设备需要调整和调试电路的硬件支持，在某种程度上增加了设计过程的难度[5][6]。提出基于单片机的交通灯系统设计，不仅编程简单、灵活、可靠性高，而且成本低，经济效益高。为实现交通系统智能控制提供了一个新方法[7]。 1.2 国内外发展情况 近年来，在快速城市化进程和经济发展的影响下，城市交通迅速增长，交通问题成为困扰许多大城市发展的通病，已成为日趋严峻的国际性问题[8]。其中，十字路口则是造成交通堵塞的主要”瓶颈”。世界发达国家都在积极探索如何最大限度地发挥道路通行能力，尽量减少交通堵塞造成的各种损失[9]。 基于单片机的智能交通灯控制系统，该系统可实现3种颜色灯的交替点亮，实现直行、左转、右转、掉头、四种通行控制，通过信息提示指挥车辆和行人安全通行，并能实时监测交通灯工作状态[10]。该系统不仅编程简单、灵活、具有较高的可靠性，而且成本低、具有良好的经济效益,是今后一段时间国内外交通灯的主流设计思路[11]。 1.3 发展前景 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[12]。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[13]。 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。智能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[14]。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，