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毕业设计基于单片机的智能交通灯控制系统.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.45M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    毕 业 设 计（论 文） 设计（论文）题目：智能交通灯控制系统的设计 系 别： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 1 1 1 1 完成时间： 10 年 5 月 摘要 …………………………………………………………………………………………….4 第一章 概述 ………………………………………………………………………………….5 目录
    1.1 单片机简介 ………………………………………………………………………………5 1.2 市场需求 …………………………………………………………………………………5 1.3 交通灯的由来与发展…………………………………………………………………….5 1.4 交通灯的功能与作用…………………………………………………………………….5 第二章 总体设计方案 ………………………………………………………………………… 7 2.1 设计课题 …………………………………………………………………………………7 2.2 设计目的 …………………………………………………………………………………7 2.3 课题任务的控制要求 ……………………………………………………………………7 2.4 方案论证 ……………………………………………………………………………….7 2.4．1 方案一 ………………………………………………………………………………… 7 2.4．2 方案二 ………………………………………………………………………………… 8 2.4．3 方案三 ………1……………………………………………………………………… 8 2．4.4 方案总结 ………………………………………………………………………………8 第三章 系统硬件电路的设计………………………………………………………………… 9 3.1 主控制系统 ………………………………………………………………………………9 3.2.通行灯输出控制 ………………………………………………………………………11 3.3 时间显示模块 …………………………………………………………………………11 3.4 特种车辆自动通行控制模块 …………………………………………………………11 3.5 电源电路 ………………………………………………………………………………12 3.6 硬件介绍说明……………………………………………………………………………12 3.6.1 AT89C52.的引脚说明…………………………………………………………………12 3.6.2 AT89C52 的引脚说明…………………………………………………………………13 3.6.3 74HC244 简介………………………………………………………………………..13 第四章 系统主要程序的设计…………………………………………………………………15 4.1 道口交通控制模块………………………………………………………………………15 4.2 初始化程序………………………………………………………………………………15 4.3 主程序……………………………………………………………………………………15 4.4 外中断 1 中断服务程序…………………………………………………………………15 4．5 定时中断服务程序………………………………………………………………………16 4.6 控制程序清单……………………………………………………………………………17 (1）交通灯汇编程序…………………………………………………………………………17 (2）中断入口程序……………………………………………………………………………19 (3)主程序……………………………………………………………………………………19 (4)以下为 60s 管理………………………………………………………………………….19 (5)1s 计时程序；t0 中断程序……………………………………………………………..20 (6)显示程序…………………………………………………………………………………22 (7)延时程序…………………………………………………………………………………24 (8)119/120 车中断程序……………………………………………………………………24 第五章 调试及性能分析………………………………………………………………………26 5.1 红绿交通灯控制程序…………………………………………………………………26 5.2 特殊车辆通行时红外线检测电路的调试……………………………………………26 5.3AT89C52 调试及性能分析……………………………………………………………26 5.4 分析总结………………………………………………………………………………26 第六章 毕业设计总结…………………………………………………………………………27 致谢…………………………………………………………………………………………….28 2
    参考文献……………………………………………………………………………………….29 摘 要 3
    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。 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的 协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。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，它是现代城市交通监控指 挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、 南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，80 年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道 路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的 快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而 城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通 道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资 修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为 交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，进行了深入的研究，以下就城 乡交通灯控制系统的电路原理。 关键词：单片机；AT89C52；交通灯；74HC244 Take to 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 SCM 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. With the development of social economy, city traffic problems caused by more and more people's attention. Person, car, road three relations coordination, traffic management has become an important problem to be solved. City traffic control system is used for city traffic 4
    data monitoring, traffic signal control and traffic management computer system, it is a modern city traffic control system is one of the most important part of. Along with the city vehicle quantity unceasing increase, many big city such as Beijing, Shanghai, Nanjing and other appeared traffic overload operation condition, therefore, the late 80's, the city built the city of high-speed road in succession, in the high-speed road construction completed early, they have effectively improved the transportation condition. However, with the rapid growth of traffic and the lack of high-speed road system research and the control, high-speed road did not fully play the expected effect. While the city expressway in the structural characteristics, also decided the city highway traffic is bound by high speed road and general road traffic condition restrict coupling. So, how uses the appropriate control method, the maximum utilization of the good consumption large amount of money to build the city expressway, alleviate the main road and ramp, city with the surrounding areas of traffic congestion, more and more become the transportation management and city planning department, the main problem that solves urgently. Therefore, in-depth study, following on the urban traffic control system of the electric circuit principle. Key words: SCM traffic lights; 74HC244; AT89C52; 5
    第一章 概述 1．1 单片机简介 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微 型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处 理器、存储器和 I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合， 便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过 1、2、3、3 代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它 们的 CPU 功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低压底功耗。 1．2 市场需求 近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域 日趋扩大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。 单片机应用技术已成为一项新的工程应用技术。 当今，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。但 这一技术在 19 世纪就已出现了。 1.3 交通灯的由来与发展 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， 6
    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。 1.4 交通灯的功能与作用 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。1968 年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的 含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一 种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横 道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。 黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全 停车时可以进入交叉路口。 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微 型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处 理器、存储器和 I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合， 便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过 1、2、3、3 代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它 们的 CPU 功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。 7
    第二章 总体设计方案 2.1 课题任务的控制要求 智能交通灯控制系统模型采用单片机作为主控制器，用于双车道十字路口的车辆及行 人的交通管理，每个方向具有左拐右拐及行人四种通行指示灯计时牌显示路口同性转换剩 余时间，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行的状态。另外， 在特种车辆如 119,120 通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的 状态。15s 后系统自动恢复正常管理。其他还有 120s 与 60s 通行管理转换等功能。 2.4 方案论证 2.4．1 方案一 采用标准 at89c52 单片机作为控制器；通行倒计时显示采用 3 位 led 数码管；左拐、 右拐、直行及行人四种通行指示灯采用双色高亮发光二极管；led 显示采用动态扫描，以 节省端口数。特种车辆通行采用实施实时中断完成，识别方法采用红外线发射及接收方案。 按以上系统框架设计，单片机端口资源刚好满足要求。该系统具有电路简单，设计方便， 显示亮度高，好点较少，可靠性高等特点。整个电路组成框图如图所示。 8
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