AT89C52单片机完成数字交通灯的毕业设计.docx

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AT89C52单片机完成数字交通灯的毕业设计

学业作品

论文题目数字交通灯

专业计算机应用技术

班级201402班

姓名胡安富

学号201402121229

指导教师董毅

学业作品

开题报告

学生姓名胡安富

学号201402121229

专业数字交通灯

班级201402班

指导教师董毅

开题时间2016年11月1日

电子信息学院

电子信息学院学业作品开题报告

拟设计题目

数字交通灯

综述

（本课题研究的意义、研究的现状及自己的认识）

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。

研究内容

（研究方向，研究内容、系统主要功能分析及说明）

本课题为基于单片机的智能交通灯控制系统，使其能模仿城市十字路口的交通灯功能。

系统具有红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理及根据具体情况手动控制等功能。

实现方法及预期目标

（包括实施的初步方案、重点、难点及预期达到的效果）

交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口城乡交通管理自动化。

同时也减少了安全事故的发生。

对进度的

具体安排

2016.11.1

~

2016.11.13

下达任务，查找资料，完成开题报告，设计好硬件电路并仿真。

2016.11.14.

~

2016.11.15

制作硬件电路的PCB板，焊接电路，硬件电路调试；编写程序。

2016.11.16

~

2016.11.24

编写程序，软硬联调，并联机模式。

参考文献

[l]韩全力，赵德申主编.微机控制技术及应用.北京：

机械工业出版社，2002

[2]曹巧媛编著.单片机原理及应用.北京:

电子工业出版社，1997

[3]廖哲智主编.微机计算机接口技术应用及应用实习指导.北京：

机械工业出版社，1998

[4]唐光荣，李九玲，邓丽曼编著.微型计算机应用技术.北京：

清华大学出版社2000

[5]蒋辉平，周国雄.基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例.机械工业出版社，2009.

[6]谭浩强.C语言程序设计.北京：

清华大学出版社，2003

[7]高福成，等.C语言程序设计教程.北京：

清华大学出版社，2004

[8]苏小红，等.C语言程序设计教程.北京：

电子工业出版社，2002

指导教师意见

（签署意见并签字）

审查人签字：

年月日

领导小组

审查意见

审查人签字：

年月日

学业作品（论文）评审表（指导教师用）

学生姓名：

胡安富专业：

数字交通灯

班级:

_______201402班_____________学号：

201402121229

题目：

数字交通灯

评价内容

具体要求

等级

A

B

C

D

调查论证

能独立查阅文献和从事调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集加工各种信息及获取新知识的能力。

方案设计

和技能

能正确设计方案，独立进行实际工作，如设备安装、调试和操作等。

分析与解决

问题的能力

能运用所学知识和技能去发现和解决实际问题；能正确处理数据；能对课题进行理论分析，并得出有价值的结论。

工作量、工作态度

按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨扎实。

论文（设计）质量

综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；方法正确，分析、处理问题科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一、编号齐全、书写工整规范。

图表完备、整洁、正确；论文（设计）有实用价值。

创新

工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。

指导教师评语：

年月日

注：

此表存学业作品（论文）档案

学业作品答辩记录表

系别：

电子信息学院

学生姓名

胡安富

专业班级

计应201402班

学业作品题目

数字交通灯

答辩时间

答辩地点

答辩小组成员

答

辩

问

题

及

回

答

情

况

记

载

答辩学生签名：

答辩小组负责人签名：

学业作品（论文）成绩评定表（答辩小组用）

系别

电子信息学院

专业

计应201402班

学生姓名

胡安富

班级（学号）

201402121229

题目

数字交通灯

指导教师

董毅

指导教师评定成绩

答辩情况

答辩小组成员

答辩时间、地点

评价内容

具体要求

所占成绩

比例

评分

报告内容

思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；分析归纳合理；结论严谨；论文（设计）有实用价值。

30%

论文质量

符合学业作品论文规范，条理清晰，结构严谨

10%

工作量、难度

工作量饱满，难度适中

10%

创新

对前人工作有改进或突破，或有独特见解。

10%

答辩

回答问题有理论根据，基本概念清楚；主要问题回答准确、深入。

30%

报告时间

符合要求。

10%

合计（百分制）

答辩小组评语及总评成绩：

总评成绩（等级制）：

________________

答辩小组负责人（签字）：

年月日

单位盖章

注：

此表存学业作品（论文）档案

学业作品

论文题目数字交通灯

专业计算机应用技术

班级201402班

姓名胡安富

学号201402121229

指导教师董毅

说明：

一、毕业设计（论文）要求：

1.毕业设计（论文）必须打印或者用钢笔书写，且符合下列次序：

（1）毕业设计（论文）题目

（2）目录（3）内容提要（200字左右，提倡用英文书写）（4）引言（5）正文（6）参考文献（7）附录。

2.文字通顺，语言流畅，书写工整，无错别字。

3.绘图要求整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须用工程字书写，提倡用计算机绘图。

4.曲线图表要求用曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制。

5.毕业设计说明不少于15000字，毕业论文不少于6000字。

二、毕业设计（论文）成绩评定：

毕业论文和答辩成绩采用五级分制：

优秀、良好、中等、及格、不及格。

毕业设计成绩由答辩小组结合毕业论文、答辩成绩采用五级分制综合评定。

数字交通灯毕业设计任务书

一、设计任务：

用89C52A作为主控芯片，通过C语言编些程序，用LED代替各个路口交通灯，通过keil和Proteus联合调用来实现对十字路口交通灯控制系统的模拟。

二、设计内容:

设计内容：

用keil编写C程序，通过软件延时实现交通灯控制;在Proteus中设计出电路图，其中各个路口交通灯用led模拟，计时器用八段数码管显示;z最后通过keil和Proteus联合调用实现交通灯的模拟。

设计效果:

软件延时控制南北（A﹑C）路口红灯亮65s0，东西（B﹑D）路口绿灯亮60秒；然后南北（A﹑C）路口不变，东西（B﹑D）路口绿灯闪5下，然后南北东西路口黄灯亮；再变为南北（A﹑C）路口绿灯亮60s，东西（B﹑D）红灯亮65s秒；然后南北（A﹑C）路口绿灯闪5下，再黄灯亮，B﹑D不变。

再循环······。

并将绿灯剩余时间显示在LED上（该项编程可将其结果显示在计算机屏幕上代替）。

如下图

十字交通灯模拟图

三、设计要求：

（1）.设计硬件原理图（印制版图），

（2）.制作实物或软件仿真或实验板上模拟，任选一种；

（3）.设计软件流程图；

（4）.编程并调试；

（5）.软硬件综合调试。

摘要

交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。

要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的科技手段加以实现。

本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上，用89C52A作为主控芯片，通过C语言编些程序，用LED代替各个路口交通灯，通过Keil和Proteus联合调用来实现对十字路口交通灯控制系统的模拟。

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。

单片机的交通灯控制系统由89c52a单片机、交通灯显示、LED倒计时等模块组成，即选用了LED灯和双位数码管来模拟显示的交通灯切换状态。

系统为基本交通灯功能，另外还具有可倒计时显示等相关功能。

本设计主要做了如下几方面的工作：

一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行方案设计以及系统应拥有的各项功能，二是进行硬件电路、显示电路等的设计和基本功能要求。

三是进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机汇编语言编写，总体上完成了软件的编写，四是制作实物或软件仿真或实验板上模拟，任选一种，四是编程并调试，软硬件综合调试。

关键词：

交通控制，AT89C52，倒计时显示，C语言设计程

Abstract

Trafficcontrolsystemisamodernsocietywiththelogistics,travelandothertransportationdevelopmentofauniquesetofpublicmanagementsystem.Toensuresafeandefficienttrafficorder,inadditiontothedevelopmentofaseriesoftrafficrules,itmustbethroughsometechnologicalmeanstoachieve.Inthispaper,in-depthanalysisofcurrenttrafficcontrol,basedonamasterwitha89C52Achip,somebyClanguageprogram,insteadofusingLEDtrafficlightsinvariousjunctions,thejointcallbyKeilandProteustoachievecrossroadstrafficlightcontrolsystemthesimulation.

Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnologyinrecentyears,microcontrollerapplicationsaredeepening,anddetectiontechnologyisincreasinglydrivenbytraditionalcontrolupdates.Inreal-timedetectionandautomaticcontrolofmicrocomputerapplicationsystem,themicrocontrollerisoftenusedasacorecomponent,onlythechipisnotenoughknowledge,butalsodependingonthehardwarearchitectureofhardwareandsoftware,tobeimproved.

Microcontrollertrafficlightcontrolsystemconsistsof89c52amicrocontroller,trafficlightdisplay,LEDcountdownmodules,namely,theuseofLEDlightsanddual-bitdigitaltoanalogdisplayofthetrafficlightsswitchstate.Systemasthebasicfunctionoftrafficlights,countdowndisplaymayalsohaveotherrelatedfunctions.

Thisdesignmade​​thefollowingmainaspects:

First,determinetheoveralltrafficcontrolsystemdesign,including,intersectiondesignandthespecificaccessvariousfunctionsofthesystemshouldhave,andsecond,thehardwarecircuit,displaycircuitdesign,etc.andbasicfunctionalrequirements.Third,thesoftwaresystemdesign,forthissystem,IusedtheMCUassemblylanguage,theoverallcompletionofthesoftwarewaswritten,fouristheproductionofphysicalorsoftwareemulationorsimulationoftheexperimentalboard,alternatively,fourth,programminganddebugging,comprehensivehardwareandsoftwaredebugging.

Keywords:

trafficcontrol,AT89C52,countdowndisplay,Clanguagedesignprocess

引言

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。

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”。

1969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，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。

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。

第一章单片机概述

1.1单片机交通控制系统的选题背景

随着人口快速的增多，交通工具的爆炸性的发展，以及道路资源的有限性，交通控制就应运而生，在人类的生活、工作环境中，交通扮演着极其重要的角色，人们的出行都无时不刻与交通打着交道。

自18世纪工业革命以来，工业发展带动整个交通运输的发展，从而催生了单独的交通控制学问与管理机构。

交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。

要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的技术手段加以实现。

现代人类科学技术，特别是电子科学技术的发展和成熟能比较好的解决系统建立中硬软件方面要求的技术难题。

目前，交通控制方面的研究能完全实现自动智能化，甚至将整个区域整合成一个统一的系统范围，还能根据正常时段以及特定突发时段的情况进行科学的自动调整。

交通对于社会的工业经济和人们的生活生产中有着十分重要的意义。

随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，交通自动监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的交通控制措施。

1.2单片机交通控制系统选题的现实意义

城市道路交通自动控制系统的发展是以城市交通信号控制技术为前导，与汽车工业并行发展的。

在其各个发展阶段，由于交通的各种矛盾不断出现，人们总是尽可能地把各个历史阶段当时的最新科技成果应用到交通自动控制中来，从而促进了交通自动控制技术的不断发展。

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。

早期的交通信号灯使用“固定配时”方式实行自动控制，这种方式对于早期交通流量不大的情况曾起过一定的作用。

但随着汽车工业的发展、交通流量增加、随机变化增强，采用以往那种单一模式的“固定配时”方式已不能满足客观需要，于是一种多时段多方案的信号控制器开始出现并逐步取代了传统的只有一种控制方案的控制器。

20世纪30年代初，美国最早开始用车辆感应式信号控制器，之后是英国，当时使用的车辆检测器是气动橡皮管检测器。

车辆感应控制器的特点是它能根据检测器测量的交通流量来调整绿灯时间的长短，使绿灯时间更有效地被利用，减少车辆在交叉口的时间延误，比定时控制方式有更大的灵活性。

车辆感应控制的这一特点刺激了车辆检测器技术的发展。

继气动橡皮管式检测器之后，雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、红外以及环形线圈等检测器相继问世。

当今在城市道路交通自动控制、交通监测和交通数据采集系统中，应用最广的是环形线圈车辆检测器。

超声波检测器主要在日本等少数国家得到广泛应用。

计算机技术的出现为交通控制技术的发展注入了新的活力，更是实现了以一个城市或者更大地域，而非简单的一个路口的交通总体控制系统。

1952年，美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了对交通信号机网的配时方案自动选择式信号灯控制，而加拿大多伦多市于1964年完成了计算机控制信号灯的实用化，建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号协调控制系统，成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市。

这是道路交通控制技术发展的里程碑。

可以说，在近百年的发展中，道路交通信号控制系统经历了手动到自动，从固定配时到灵活配时，从无感应控制到有感应控制，从单点控制到干线控制，从区域控制到网络控制的长远过程。

交通控制研究的发展，旨在解决人类交通因需求的增多而日益繁重带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，就要使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪，另外，针对整个交通线路车辆的多少实时调整和转移多条线路的分流也十分必要。

交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。

交通关系着人们对于财产，安全和时间相关的利益。

具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位，甚至是生命通道的延伸。

1.3国内外研究现状及其发展

1.3.1国内外交通控制技术

当前世界各国广泛使用的最具代表性却有实施的城市道路交通信号控制系统有英国的TRANSYT与SCOOTS交通控制系统和澳大利亚的SCATS系统。

在信号机的发展历程中，自适应理论一直受到各研究机构的欢迎，比如上面所述的SCOOTS和SCATS系统。

最近几年，国外仍偏向于引进自适应理论来对交通信号控制系统进行研制，特别是美国有十几个大学或研制机构正在研制自适应交通信号控制系统，，具有代表性的有美国亚利桑那大学研制的RHODES。

我国交通领域的发展起步较晚，基本是从新中国建国之后，随着各方面的条件的成熟以及社会发展的要求，才建立及健全交通控制系统的。

城市交通是一个高度综合而又复杂的问题，必须从政策，机构，体制，管理，收费价格，基础设施建设和投资各个方面同时入手解决。

我国城市经济和社会的高速发展使得社会对交通的需求急剧增加。

也对此提出了严峻的挑战，一句城市发展的规划，建设以及运行原照，在广泛借鉴和吸取国外先进经验的基础上，建立并完善适合我国国情的城市交通系统

1.3.2交通控制存在的问题

我国城市交通运输的现状和存在的问题，借鉴国外城市交通管理的先进经验，强调建立城市交通管理体制的重要性，提出加强城市交通研究的交通规划，建立稳定的交通基础设施建设的资金出道，实行公交优先政策，建立先进的交通信息系统等对策。

随着城市机动车增长速度的加快。

1994年卧轨城市机动车保有量已接近500完辆。

20世纪90年代以来，经济的发展加快，从1985年到1995年，机动车增长率达13%左右，近几年更是增多。

然而，在此同时，城市道路建设规模也在加大，我国城市普遍存在道路密度，道路面积率偏低的问题，这是我国城市哟其是大城市有机的一个重要原因。

我国城市道路的密度只有6.8km每平方千米，而在20世纪80年代，世界发达国家就已到达20km每平方千米。

20世纪90年代，我国部分城市道路面积率，北京为5.9%，上海为6.4%，而国外东京为13.8%，巴黎为25%，普遍高于我国。

近几年，国家虽不断加大城市道路建设的力度，但仍赶不上车辆的增长速度，且与世界其他国家相比，差距仍很大。

出租车以及公交的发展运营情况并不尽如人意，虽然车辆和线路长度增长，但运营速度成了瓶颈，新增的运力被运输效率低下所抵消。

交通管理方面水平还欠发展，随着交通需求越来越旺盛，而我国城市中小交通管理和交通安全的现代化设施却做得不足。

在车辆，道路和交通管理系统，城市交通信号控制系统，城市交通管制中应用人工智能