2基于单片机交通灯论文答辩.pptVIP

课题设计背景 交通灯的发展概况 最早出现的交通灯只有红、绿两种颜色，它的由来要追溯到在19世纪初英国中部的约克城。随着交通道路的发展和各种交通工具的出现，交通秩序的控制尤为重要。1918年第一盏真正意义上的交通灯出现，它是由红、黄、绿三色组成。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。 早期的交通灯的自动控制方式是采用“固定配时”方式，这种自动控制适用于早期交通流量不算很大的的环境。但随着经济的发展，汽车工业的兴起，交通流量增加。采用“固定配时”方式已不能满足车流量增加的需求，于是出现了一种多时段多方案的信号控制器和联动式信号系统。 课题原因及条件分析 进入20世纪80年代后期，随着城市化进程的加快和汽车的普及，城市交通拥挤、阻塞现象日趋恶化，由此引发的事故、噪声和环境污染己成为日益严重的社会问题，交通问题成为困扰世界各国的普遍性难题。目前，国内交通灯一般设计在十字路口，用一个倒计时的显示计时器，加上红、绿、黄三种颜色的指示灯来控制行车，对于一般的交通环境下的安全行车，车辆控制能起到作用。但实际路况十分复杂，仅仅这两个模块还存在以下缺点：一是两车道车辆让放行时间往往相同且固定，但在十字路口，大多数情况下一个为主干道，车辆多，另一个为副干道，车辆少，因此放行时间要有所不同；二是没有考虑紧急情况时，两车道应的应急措施，譬如，有救护车执行紧急任务通过时，两车道的应都为红灯停止，让救护车通过。三是不能根据主干道与副干道车流量自动控制主副干道的时间。例如，下班时间，应把绿灯时间加长，红灯时间缩短，来调节大量的人流，如果人工干预，既不准确，又增加人工负担，所以需要自动控制。 课题设计任务及方案 课题设计任务 十字路口交通信号模拟指示系统工作流程图： 设计要求： 1．系统基本功能要求 （1）以秒单位为进行计时，数码管用十进制形式显示并进行递减计数，在递减计数到零时进行换灯操作。 （2）通过按键可以对主副干道直行和左转的三色信号灯时间在0～99秒内随意设定。 （3）在通行干道中，两位数码管分别按照顺序显示直行绿、黄和左转绿、黄灯时间。在通行禁止的干道中数码管显示直行红灯时间。 （4）十字交叉口的通行初始状态可进行人工设定，运行过程中可通过人工调节让通行状态固定于任何一种工作状态。 2 ．系统发挥功能要求 用0～5V连续变化的直流电压模拟A、B两条干道安装的监测车流量的摄像头所取图像经过处理后输出电压信号大小，设电压大小与两条干道的车流量大小成正比。 将两路0～5V连续变化的直流电压分5档自动控制A、B两个路口的时间。 课题设计方案 根据课题的设计任务及要求,需要采用几个模块电路组成:控制电路由控制芯片、时钟电路、复位电路、译码器电路,数模转换电路和数字显示电路等几部分组成。 1）控制器：是系统的核心部分，主要由控制芯片51单片机 及时钟电路，复位电路等辅助电路组成。 2）译码器电路：主要实现数据的串入并出，通过转化控制 器中的数据为数码管和信号灯提供时间状态数点亮它们指挥主、支干道的行人和车辆。 3）数模转换电路：作为摄像头模拟器件从外部获得模拟信号并转化成数字信号是控制器获取道路状况,产生不同的档位并进行自动调时。 4）显示电路：计时显示任务，显示交通灯红、绿、黄灯的时间以及摄像头自动控制的档位。 课题设计内容及创新点 本课题主要研究了基于51单片机的交通灯设计与控制系统,包含了以往交通灯设计系统的基本功能和在此基础上创新部分。基本部分包括交通灯的换灯操作、时间递减显示功能以及人工干预时间及状态调整功能，在创新部分增加了模拟摄像头自动控制功能，用0～5V连续变化的直流电压模拟A、B两条干道安装的监测车流量的摄像头所取图像经过处理后输出电压信号大小，设电压大小与两条干道的车流量大小成正比。将两路0～5V连续变化的直流电压分5档自动控制A、B两个路口的时间。 单片机最小系统的设计 单片机最小系统是本课题的核心部分，是交通信号灯的控制中枢，它也是AT89C52单片机工作的基本单位。单片机最小系统包括三部分：核心元件单片机，复位电路，时钟电路。 AT89C52单片机 时钟电路 AT89C51单片机从FLASH ROM中读取指令和执行指令的过程，都是按照节拍有序工作的。89C51单片机内有一个节拍发生器，即片内的振荡脉冲电路，芯片内部有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。 时钟电路原理图： 复位电路