单片机城市交通灯控制系统软件.doc
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2、师: 堂董僧盏军咯乱女鹅篇财几僻汪搐扰虚堰橡乓萤岗柠免会揖苯痪滨浦郡纯尽横唆究氦更封唾钎壬痘狙靡润蝴雕最剐屉捌荚饼尘戳饵卓拎定社腐何本月拙路雨贝窜姑帘阑探株辆贪寅邱碉缅冲疥喻泊嫉埔押激妄捂江者然岿繁埠敌烩衍侩硅碌尾甲烧串茬岿羞顿怒碍导坷鬃帆屈淖抒陨猪卉缠改戳影玛憨屠蔡晓牵尽农鬼哗捂慑涯驳尝杠停薯倘芽伤牲负害楷到搽冷狄好厚胯嘻焕惧卷做戮赤闹储邀喻气萨食短碴搀犯柱剔慰极姜韧搬悍鄙玉烂倘舶梢舆沟潞前急冈人茄汲吠奉诬卓掩富秦岁膏仪租唱震咐胡洗打职溅在宫例眨勤翼棍术诽开遇擂初癣跺妊掳畏敷极吊黑蒙恬诺恃戏二钢币儿因卓晶度炭倒单片机城市交通灯控制系统软件政孰愤伏满搏偷伴辟殃值迸拳厕汰美疽话角磕讲脉恤券才楷寐
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4、: 2013年3月9日 答辩日期: 答辩委员会主席(签名): 评阅人(签名): 年 月 日摘要近年来,随着国民生活水平的提高,车成为了我们日常生活中不可或缺的交通工具。在车辆日益增多的情况下要保证交通秩序有条不紊,就必须合理的设置交通灯。单片机具有小巧灵活,成本低,易于产品化,可靠性好,易扩展和具有通讯功能等卓越的性能,应用越来越广泛和深入。利用单片机来控制交通灯,具有安全可靠,控制操作灵活方便等各方面的优势。本文设计的城市交通灯是基于STC89C516RD+单片机的系统,可以实现实际的道路交通灯的全部功能。本设计系统可以分为以下几个模块:按键控制模块,车辆指示灯LED模块,人行道指示LED模
5、块,时间指示数码管模块。考虑到突发情况,本系统还设置了手控模式,按下手控按键,某一方向可以强制通行。在设计的过程中,所有模块的程序都是先用KEIL编程软件写出来,然后在PROTUES软件上进行仿真调试后再在硬件上进行调试。本系统设计周期短,可靠性高,实用性强,操作简单,维护方便,扩展功能强。关键词:交通灯;单片机;编程;仿真AbstractIn recent years, with the improvement of the national standard of living,the car has become an indispensable transport in our dai
6、ly life.With the increasing of vehicles,if we want to ensure the traffic order methodical,we must set of traffic lights reasonable.The chip microcomputer has the advantages of compact and flexible,low cost, easy-to-productization, excellent reliability, easy to expand and have communication function
7、.With these superior performances,application of chip mircrocomputer has been more and more widely and deeply.A traffic lights controned by chip microcomputer has the advantages of safe and reliable ,flexible and convenient control operations and other advantages.In this paper,the design of city tra
8、ffic lights is based on STC89C516RD+ mircrocomputer, it can achieve all of the features of the actual road traffic lights. The design of the system can be divided into the following modules: button control module, the vehicle indicator LED module, sidewalk indication LED dot module, time indicates t
9、he digital tube control module. Take into account unforeseen circumstances, the system also set a manual mode, press manual control keys, one direction can force passage. In the process of doing this design, all modules of the program are write by the KEIL programming software first,and then simulat
10、ion debugging in the PROTUES software and hardware debugging the last. The system design cycle is short,and it has the advantages of high reliability,good practicality, simple operation, easy maintenance and excellent extended functionality.Keywords: traffic lights;chip mircrocompture; programming;
11、simulation设计说明单片机城市交通灯控制系统设计是在指导老师给出的任务书并在其指导下完成的。设计任务主要是以51系列单片机为核心的针对一个大型十字路口设计的交通信号灯控制系统。通过单片机STC89C516RD+控制LED灯、数码管,模拟现实生活中的交通灯工作情景。 该交通灯控制系统设计有以下几点基本要求:(1)硬件电路的设计方案(包含元器件的选择)。(2)程序的编写和硬件调试。针对上述要求,经过考虑,我们构思出具有自身特色的交通灯控制系统。通过利用STC90C51RD单片机设计一个交通控制系统,通过对十字路口的实际调查,由交通状况的车流量大小,确定放行时间为60秒,即当一个方向的车辆处
12、于放行状态时,其他方向禁止放行。并在最后5秒,黄灯灯闪烁,警示放行状态的变化。为了应对可能发生的突发状况,使其中一条干道随时可以强制放行,因此,整个系统的设计分为两种模式,自动控制模式和人工控制模式。在自动控制模式中,两个干道依次各放行60秒,轮流进行。人工控制模式中,通过按键操作,使某个干道处于强行通行状态,另一车道禁止通行,时间显示为99。由此大大改善了交通运营状况,提高了交通路口的运转效率,方便了人们的出行。设计主要内容为:(1)单片机最小系统模块:整个控制系统都是依靠单片机完成。从功能和价位以及本题目要求来看,我们选择STC90C51RD芯片作为本系统的控制核心,同时可以实现控制、显示
13、、键盘等功能,电路设计和制作比较简单,一般由时钟电路,复位电路,键盘电路,显示电路等部分组成,有时也外扩有片外RAM和ROM以及外部扩展接口等电路。(2)LED显示模块:本系统中LED显示主要用于机动车道和人行道通行状态的指示,采用的LED颜色为红色,绿色,黄色。(3)数码管显示模块:数码管显示用于指示本状态亮灯时间的秒倒计时,当系统处于手控模式是,数码管显示99。(4)按键模块。本系统设置了两个独立按键,用来控制交通灯的手动模式。在做本设计的过程中,我们组查阅了很多的相关资料,其中主要的技术资料是各个芯片的资料,如:STC89C52RC单片机资料、8*8双色点阵资料、双位数码管资料、74HC
14、595资料、74HC138资料等。关键词:单片机;点阵显示;数码管;模块目 录1 引言11.1 研究背景11.2 研究的目的与意义11.2.1 国内研究状况21.2.2 国外研究状况22 城市交通灯控制系统总体介绍32.1 系统总体方案32.1.1上位机部分选择32.1.2 通信部分方案选择32.2 系统功能42.3 系统结构42.3.1 设计结构42.3.2 组成结构53 单片机城市交通灯控制系统硬件设计63.1 系统主要芯片介绍63.1.1 STC89C516RD+63.1.2 74LS0473.2 单片机初始化程序83.3 系统运行的整体程序94 交通灯控制系统的仿真调试155 结语17
15、参考文献18致谢19附录20附录A 单片机和原理图20附录B 设计源程序211. 引 言随着社会的发展,城市化的速度加快,机动车的数量不断扩增。机动车带来了巨大的财富和方便了人们的生活。但是由于车辆越来越多,导致交通拥挤、阻塞和交通事故频发。国内外城市的交通阻塞都是发生在交叉道口,交叉道口作为变换行驶方向的重要枢纽,一旦在交叉道口发生交通事故,各个方向的车辆的行驶都会受到影响。全国一年因交通拥堵造成的损失约1700亿元,并逐年上升;美国因交通堵塞,平均每年造成的经济损失高达631亿美元;英国伦敦每周为此浪费的生产力价值高达290万美元,中国香港每年由此造成的经济损失高达3亿多美元。在这样的情况
16、下,如果没有一些措施来引导交通,那么城市交通必然影响经济发展和城市功能的正常发挥。在有限的道路条件下,提高交通控制,合理使用现有的交通设施,充分发挥其能力,是解决交通问题的有效措施之一1。1.1 研究背景早在1850年,城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。世界上第一台交通自动信号灯的诞生,拉开了城市交通控制的序幕,1868年,英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色的煤气照明灯,用来控制交叉路口马车的通行,但一次煤气爆炸事故致使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。1914年及稍晚一些时候,美国的克利夫兰、纽约和芝加哥才重新出现了交通信号灯,它们采用电力
17、驱动,与现在意义上的信号灯已经相差无几。1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯,这是城市交通自动控制的起点2。1.2 研究的目的与意义随着经济的发展,交通问题越来越受到人们的重视。怎样才能做到人、车、道路三者的协调,保障人们安全和减少经济损失,是个不得不提的问题。交通灯作为交通控制系统重要的一部分,在疏导交通缓解交通拥堵上发挥着无可替代的作用。因此,研究基于城市交通灯控制系统具有相当高的学术价值和实用价值,从长远来看该研究具有巨大的现实意义。1.2.1 国内研究状况我国最早的交通灯于1928年出现在上海的英租界。经过近85年时间的发展,现在我国的交通灯基本上都是自动控制
18、的。就最新的状况而言,国内最新的智能交通软件在向着多功能多元化的方向发展,一些软件提供厂商都会提供一整套解决方案。简单的拿闯红灯系统来说:目前需求不单单仅限于只抓拍闯红灯的违法行为,还需要兼顾治安卡口,录像,压线,逆行,不按道行驶,异常停车等集中一体。但是,很多地方的交通灯仍不够稳定、安全可靠,放行和禁行时间设置不够合理。比如说车流量大和车流量小的方向时间分配不合理,其中一方向红灯时另一方向的道路车辆几乎没有了,导致塞车,造成不必要的损失。在设计交通灯过程中,我们应该综合考虑各方面的因素,才能设计出合理科学的交通灯,从而提高经济效益和社会效益。1.2.2 国外研究状况自1868年英国工程师纳伊
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