毕业论文基于车流量检测的智能交通信号灯的设计文档格式.docx
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院系：
电子通信工程学院_
指导老师：
______
职称学历：
讲师／硕士___
完成时间：
2016年5月
教务处制
摘要
随着社会飞速的发展，交通运输工具的迅速增加，交通控制系统在我们生活中起到了越来越重要的角色。
现如今，为了提高交通秩序的安全性，除了国家颁布的一系列的交通法律法规，还必须通过一定的科技手段加以实现。
本次基于车流量检测的智能交通控制系统设计是由AT89S51单片机、交通显示、LED倒计时、车流量检测及调整、紧急处理、时间模式手动设置等模块组成。
系统除了能实现基本的交通信号灯的功能外，还可以实现通行时间手动设置、倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整等相关功能。
关键词：
单片机;
智能交通控制;
倒计时显示
DesignofTrafficLightsbasedonvehicleflowdetection
Abstract
Withthedevelopmentofmodernsociallogisticsandtheincreaseoftransportation,thepublicmanagementsystem-trafficcontrolsystemplaysamoreandmoreimportantroleinourlife.Atpresent,inordertoensureandimprovethesafetyoftrafficorder,notonlythecountryneedtoissueaseriesoftrafficlawsandregulations,butalsoneedtousecertainscientificandtechnologicalmeanstoachieveit.
TheintelligenttrafficcontrolsystembasedonsinglechipiscomposedofAT89S51singlechip,trafficdisplay,LEDcountdown,vehicleflowdetectionandadjustment,emergencytreatment,timemodeandothermodules.Thesystemnotonlycanexecutethebasicfunctionoftrafficlights,butalsocanachievesomerelatedfunctionssuchasmanuallysetofthetransittime,countdowndisplay,thecarforcedthroughandtrafficdetectionandadjustmentandsoon.
KeyWord：
Singlechip;
IntelligentTrafficControl;
CountdownDisplay
2.2AT89S51及其最小系统·
·
5
2.2.1时钟电路·
2.2.2复位电路·
6
2.2.3EA脚的功能及接法·
7
2.3车流量检测电路·
2.4数码管显示电路·
8
2.5按键控制电路·
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3系统软件程序设计·
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3.1设计思路·
3.2定时及计数程序的设计·
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4系统调试与结果·
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4.1软件调试·
4.2硬件调试·
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5结论·
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致谢·
18
参考文献·
19
附录·
20
1绪论
1.1交通信号灯的选题背景
红绿灯的起源可追溯到19世纪初的英国。
距今已有一百多年的历史。
当时，伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故。
英国机械师德哈特于1868年设计了红、绿两色的煤气交通信号灯，由一名手持长杆的警察通过牵动皮带来转换灯的颜色。
1914年，这时的交通信号灯已从煤气进化为电气，这与现代的交通信号灯已经没有多少差距，除了信号灯本身，美国人还完善了信号控制系统。
1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯[1]。
经过前人的设计和改造，交通信号灯现在已经普及到每个城市的十字路口。
它的出现，不仅可以疏导日益拥堵的城市交通、提高道路通行能力，还大大降低了交通事故的发生。
现阶段，许多设计工作者又设计出许多智能化，自动化，数字化等更先进的交通灯控制方案，这更方便于维护管理，给人们提供了更加便利的交通环境。
1.2交通信号灯的发展及研究意义
城市交通控制系统是一个综合度高而又复杂的问题，关系到政策、机构、体制、管理、成本、基础设施建设和投资各方面问题。
道路交通控制系统在近百年的发展中，经历了从手动到自动、从无感应控制到有感应控制、从固定配时到灵活配时、从单点控制到干线控制、从区域控制到网络控制的长远发展历程。
我国的交通是从新中国成立之后才开始发展的，起步比较晚，但随着我国经济的迅速发展，交通的需求也急剧增加，对原有的交通控制系统更提出了严峻的挑战。
传统的控制系统已经不能满足交通设施日益增长的城市，由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。
在交通控制系统中引入单片机，有助于增加交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。
并在一定程度上降低了道路拥挤造成的经济损失。
为了改善原有的交通控制系统，本次设计根据十字路口经常出现的交通拥堵情况，运用AT89S51单片机作为控制核心，设计出十字路口智能交通灯控制系统，从而来改善道路交通拥挤的状况。
通过智能交通控制系统我们将有效的解决日趋严重的交通拥挤现象，缓解城市的交通压力，降低交通事故的发生率，减少交通管理人员的工作量，更重要的是为人们的出行节省了大量的时间，创造了更多的社会价值。
2系统硬件设计
2.1电路模块总体设计及实现功能
基于单片机设计的智能交通信号灯控制系统，可以用单片机直接控制信号灯的状态变换从而来只会交通的具体通行。
整个控制系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由车流量检测模块和按键模块等产生输入，信号灯状态模块和LED倒计时模块接受输出。
系统地总体结构如图2.1所示。
图2.1系统的总体框图
键盘设置模块对系统输入模式选择及具体通行时间设置的信号，系统进入正常的工作状态，执行交通灯状态显示控制，并将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。
与此同时不断调用车流量检测模块对车流量进行检测，车流量达到一定值时，修正通行时间以满足不同路况的需要。
在此过程中，还要实时捕捉紧急案件的信号，已达到对异常状态进行控制的目的。
电路图如图2.2所示：
图2.2系统电路图
本次设计除了可以实现基本的交通信号灯的功能外，还能实现以下功能：
（1）手动设置信号灯明灭的时间
手动设置信号灯明灭的时间是可以结合具体的交通路口的实际情况来设定红绿灯的时间，所以手动调节红绿灯的明灭时间这一功能可以使交通信号灯增加了人为的可控性，避免自动故障和意外的发生，更加有效的疏导拥堵的车辆。
（2）倒计时显示
倒计时显示是可以提醒驾驶人员和行人信号等发生改变的时间，驾驶人员和行人根据所剩的时间在停止或通行这两状态中做出合适的选择。
这种明确的时间的提示，减少了驾驶员在通过红绿灯路口时的判断时间，从而也减少了车辆在通过路口时消耗的时间。
（3）车流量检测及调整
随着我国经济建设的蓬勃发展，车辆检测器作为智能交通控制系统的基本组成部分，如今也发挥着越来越重要的角色。
本次设计采用的是红外线检测器，因为相对于其他的检测器，红外线检测器在实验室中更易于实现。
本次设计中共用了两个红外线传感器，分别统计东西方向和南北方向上的车流量，当车流量唱过系统的默认值后，便会增加该方向上的通行时间。
（4）紧急处理
在现实生活中，出现特殊情况也是在所难免的，这时候可以改变交通信号灯的模式来适应不同的突发状况。
总共有五种模式，第一种是东西方向、南北方向全部亮红灯，这种模式可以对应在出现交通事故时给救护车让行。
第二种是东西方向亮红灯，南北方向绿灯。
第三种方法是东西方向亮红灯，南北方向亮绿灯。
第四种是东西方向、南北方向都亮绿灯。
第五种是东西方向、南北方向上都只亮黄灯。
这种模式可以对应提醒驾驶员夜间行车。
不同的模式可以对应不同的突发状况，使交通信号灯更加的具有实用性。
2.2AT89S51及其最小系统
单片机就是在一片半导体硅片上，集中了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、终端系统、系统时钟电路及系统总线的用于测控领域的微型计算机[2]。
一个最简单的单片机系统包括晶振、复位、电源、系统输入控制、输出显示以及其他外围模块。
2.2.1时钟电路
首先介绍一下单片机的晶振电路，也就是时钟电路。
时钟电路用于产生AT
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