基于51单片机的交通信号灯系统-开题报告.docx

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苏州市职业大学

毕业设计开题报告

学院（部）

电子信息工程学院

专业班级

姓名

学号

题目

基于51单片机交通信号灯的控制系统设计

一、选题背景及依据（说明选题的目的、意义，列出主要参考文献）

1、选题的背景及目的 

随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。

简单的十字路口交通灯已经不能适应车流量越来越大的实际情况，所以这就需要一个更为合理和智能且成本不高的路口交通灯控制系统。

我国社会经济的发展，城市化、城镇化进程的加快，道路交通堵塞问题日趋严重，如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题。

显然交通灯在其中起着不可或缺的作用，因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。

2、选题的意义 

随着我国经济的快速发展，在不断拓宽交通道路以及修建新的交通要道的同时，交通信号灯的用途变得更加明显。

实践证明，交通信号灯的广泛应用，有效地促进了城市道路交通秩序的改观，保证了道路交通安全、畅通，缓解了交警部门警力不足的压力。

为城市交通的安全做了保证，使的人们的出行增加了很大的安全。

另外信号灯的发展还标志着一个国家交通的发展，凸显一个国家的技术水平。

单片机控制技术，是自动化控制中应用最为广泛的重要控制方法，是提高自动化控制水平和产品技术含量必备手段。

单片机的大量应用，已经引发了自动控制领域的一场重大的革命。

在当代自动化领域中，没有计算机、单片机的控制就是一种不完善的控制,因此研究和应用单片机控制技术，具有重要的实际意义。

此外单片机具有其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等特点，在各个领域中都得到了广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中都已取得了可喜的成果。

单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。

由此可见，单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有利于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。

更重要的意义在于单片机应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件方法实现了。

这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统软件技术为微机技术。

是对传统控制技术的一次革命，是一种全新的概念。

随着单片机应用的推广普及，微型控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。

本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

3、参考文献

[1]黄明吉,陈玉海.数控技术概论[M].北京:

北京大学出版社,2008.

[2]张培忠.柔性制造系统[M].北京:

机械工业出版社,1998.

[3]郭满红.柔性制造系统FMS的应用[J].改革与开放,2009（8）:

44.

二、主要研究内容和拟解决的问题

一）研究的主要内容 

1.交通信号灯控制系统的工作原理及其控制系统的发展状况   

2.分析交通信号灯控制系统的工作原理及其对控制系统的要求   

3.根据现代学知识对其进行控制

二）拟解决的问题

（1）信号灯受一个起动开关控制：

当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。

当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

（2）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。

（3）南北红灯亮维持25S：

在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。

到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。

在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。

到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。

同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

 （4）东西红灯亮维持30S：

南北绿灯亮维持25S。

然后闪烁3S，熄灭。

同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

 （5）周而复始（扩展：

能够根据流量控制的交通灯转换时间）。

三、工作方法及措施

本系统采用MSC-51系列单片机和可编程并行I/Ｏ接口芯片8255A为中心

件来设计交通灯控制器，进行交通灯路口的管理。

它用简单的硬件电路模拟交通灯信号灯的交替变换，实现红绿灯循环点亮。

用LED数码管作为倒计时指示，通行指示灯采用发光二极管，LED显示动态扫描，以节省端口，特殊紧急车辆通行采用实时中断完成。

  本次设计中增加了车流量检测电路，车流量较大时可通过模糊控制结果来改变十字路口的各个方向的通车时间，使交通更顺畅，减少堵塞。

运用模糊控制法来自动调整红绿灯时间，实是的控制当前交通灯时间使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通安全的同时最大限度的提高交通的顺畅交替运行，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，节省能源消耗。

四、工作步骤和进度安排

2015-1-16～2015-2-20调研、收集资料、阅读文献、确定研究方向；

2015-2-21～2015-3-20写开题报告，制定详细计划；

2015-3-21～2015-4-12方案的实施；填写中期检查表格;

2015-4-13～2015-4-25进行测试和相关改进，；

2015-4-26～2015-5-12完成设计，撰写论文；

2015-5-16毕业答辩。

指导

教师

意见

指导教师签字

2015年3月15日

学院

毕业

设计

领导

小组

审核

意见

学院（部）（公章）

2015年3月20日