基于单片机的交通灯控制系统设计本科毕业设计.docx

基于单片机的交通灯控制系统设计本科毕业设计.docx

《基于单片机的交通灯控制系统设计本科毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的交通灯控制系统设计本科毕业设计.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机的交通灯控制系统设计本科毕业设计

本科毕业设计

基于单片机的交通灯控制系统设计

摘要

随着社会经济的发展，交通在人们的日常生活中占有重要的地位，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。

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。

本设计采用MSC-51系列单片机STC89C52为中心器件来设计交通灯控制器，利用发光二极管和数码管实现了设置红、绿灯亮灭时间的功能，红绿灯循环点亮，绿灯倒计时结束为5秒的黄灯闪烁警示，利用按键使得系统具有倒计时，时间设置，紧急情况处理，根据具体情况手动控制和车辆违规检测等功能。

软件上采用KEILC编程，主要编写了主程序，数码管显示程序，中断程序，延时程序等。

经过PROTUES调试，实现了对十字路口交通灯的模拟。

经过对整个设计系统的测试，本系统倒计时每60秒显示误差为0.5秒以内，交通状态信号灯交替显示正常。

按下相应的功能按键，都能正常运行，执行相应的操作。

车辆违规检测当有车辆闯红灯会有1个违规信号输出。

本系统能够在不停的运行1个小时以上，稳定性够强。

总的来说，本系统能够很好地实现本次设计要求的功能，还拥有增减倒计时时间、南北通行、东西通行和紧急模式等5个功能，而且精确度够高、操作简单、稳定性较强。

关键词：

交通灯单片机车辆违规检测模拟

TrafficLightControlSystemBasedonSingleChipDesign

ChenWenxing

（CollegeofEngineering，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，China）

Abstract:

Withthedevelopmentofsocialeconomy,thetransportationisveryimportantinPeople'sDailylife,theurbantransportationproblemmoreandmorearousedpeople'sconcern.People,cars,theroadthreerelationscoordination,hasbecomeatrafficmanagementdepartmentneedstosolveoneoftheimportantissues.So,howtoadoptthesuitablecontrolmethod,makethebestuseofcostlytobuildurbanfreeway,relievethemainroadandon-ramp,urbantrafficcongestionandsurroundingareas,increasinglybecomethetraffictransportationmanagementmajorproblemstobesolvedandtheurbanplanningdepartment.

ThissystemadoptstheMSC-51seriesmicrocontrollerSTC89C52deviceforthecentertodesignthetrafficlightcontroller,usingdigitaltubeLEDandasetofredandgreenlightwillconsumetimefunction,trafficlightcyclelight,greenlightfor5secondsoftheendofthecountdownyellowlightsFlashingwarning,usingthebuttonmakesthesystemhasacountdown,timeSettings,emergencyprocessing,manualcontrolandvehicleviolationdetectionbasedonthespecificsituation,andotherfunctions.

InthelightoftheKEILCsoftwareprogramming,mainlytowritethemainprogram,LEDdigitaltubedisplayprogram,interruptprogramdelayprocedures,etc.AfterPROTUESdebugging,hasrealizedthesimulationoftrafficlightsatanintersection.

Aftertestingonthedesignofthewholesystem,thissystemthecountdowndisplayerroris0.5seconds,trafficstatuslightsalternatedisplaynormal.Pressthecorrespondingfunctionkey,canrunnormally,performthecorrespondingoperation.Vehicleviolationdetectionwhenvehiclesrunningredlightswillhaveabadsignaloutput.Thissystemcanconstantlyrunningmorethanonehour,stabilityisstrongenough.Ingeneral,thissystemcanwellrealizethedesignrequirementsoffunction,alsohasacountdowntimeincreaseordecrease,north-southtraffic,trafficandfourroadbanandotherfivefunction,precisionandhighstability,simpleoperation,strongenough.

Keywords:

trafficlightsinglechipmicrocomputervehicleviolationdetectionsimulation

华南农业大学本科生毕业设计成绩评定表

1前言

1.1交通灯的研究背景

随着城市经济的高速发展，机动化交通在城市交通中所占的比例不断增加。

但以机动车交通为主体的交通发展方式也给城市带来了诸多问题。

道路上汽车数量的增加，使得尾气污染、交通拥堵、交通事故等愈加严重，同时也降低了城市居民的出行安全保障（夏天，2010）。

城镇道路建设由于历史等原因的相对滞后，人们也越来越受到交通拥堵、交通事故频发等问题所带来的困扰，特别是街道的各十字路口，更成为交通网中通行能力的隘口和交通事故的多发源（覃娴，2012）。

交通安全问题不仅仅是交通领域的问题，它的严重程度已经成为社会问题。

根据联合国和世界卫生组织的有关报告，人们每天所而对的各种问题中，道路交通伤害是最复杂也是最危险的。

据估计，全世界每年约有120万人死于道路交通事故，受伤者多达5000万人。

如果不采取强有力的预防措施，今后20年中道路交通事故致死和受伤人数将增加65%左右。

交通安全已经成为一个波及社会各个部门的全球性问题。

世界卫生组织的报告指出，全世界每天有3000多人死于道路交通伤害。

因道路交通伤害引起的85%的死亡以及90%的伤残调整寿命年发生在中、低收入国家。

研究表明，2000到2020年，道路交通事故死亡人数在高收入国家将下降30%左右，而在中、低收入国家则会大幅度增加，如果不采取适当措施，到2020年，道路交通伤害预计将成为全球疾病与伤害负担的重要原因（王笑京，2008）。

交通问题是世界各国面临的共同问题。

交通拥挤造成了巨大的时间浪费，加大了环境污染。

我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7-8km/h;由于车辆速度过慢，尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。

交通问题造成了巨大的经济损失，据研究报道，美国每年因交通阻塞造成的经济损失约410亿美元，日木东京每年因交通拥挤造成的时间损失相当于1000多亿美元。

为了缓解经济发展带来的交通运输方面的压力，尽量的利用现有的资源，使其发挥最大的作用，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度（梁琳，2008）。

1.2交通灯的研究意义

交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。

汽车现已成为人们日常生活中必不可少的交通工具。

汽车在给人们带来便利的同时，也带来了一系列令人困惑的问题，如环境污染、交通拥挤、交通事故频繁发生，给人们的生命和财产带来了很大的损失。

城市交通问题困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素，人们对交通有效控制的意识越来越强烈（孙玉芳，2009）。

随着我国国民经济和城市化的迅速发展，城市交通堵塞问题越来越严重，而街道各十字路口，又是车辆通行的瓶颈所在。

解决城市交叉口的交通拥挤问题越来越紧迫（苏玉萍，2011）。

对于拓宽道路，投资甚多，且征用土地在城市中难于实现，因此改善道路交通设施，提高现有道路的利用率不失为解决道路拥塞比较好的方案（宋依青等，2008）。

交通信号灯的出现，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（邱烨等，2009）。

交通控制和管理性能方面通常是评估一些重要的属性，例如：

成本、时间、可靠性和安全性。

一个有效的和高效的流量控制和管理系统有利于社会的大量减少燃料消耗，保护环境，促进发展，减少交通拥堵，提高安全性（JohnWileyetal,2012）。

交通控制灯是我们日常生活中重要的交通控制设施，安装在各个交叉路口，在疏导车辆通行中有着很重要的意义。

1.3交通灯的发展前景

我国对城市交通灯控制系统的分析与研究工作起步较晚，20世纪80年代，我国一方面把城市交通灯技术的提高放在了交通改变的核心地位；另一方面制定了开发与引进相结合的方针政策，逐渐建立了一些简单的城市交通灯控制系统。

在北京和上海等大城市，采用简易单点的信号灯，并与国外的几个交通灯控制系统相结合使用，但对于西安、成都等中小城市，主要采用的仍然是简易单点信号灯以及与集中协调式的信号灯。

而以上系统的红绿灯的时间，都是事先预设好的，在运行期间固定不变。

这些交通信号灯控制系统暂时虽然获得较好的效果，对其交通起到了一定的作用。

随着我国机动车的增多，这些简单的控制系统已经远远不能够满足当前我国交通的需求。

为了解决上述问题，我国的交通灯控制系统需要进行的改进主要包括：

完善交通灯控制系统的实时性；降低成本、使其安装及维修方便；合理解决混合交通流问题：

实现区域网络协调控制；对于小型的路口，应研制并设计能够对交通流量进行监控的交通信号灯系统（欧玉荣，2012）。

所以，现今的交通控制系统不断趋向智能化。

智能交通系统是指人们将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、传感器技术以及