没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于51单片机的交通灯控制系统的设计论文.pdf
0 下载量 24 浏览量
2023-07-06
06:12:17
上传
评论
收藏 1.02MB PDF 举报
温馨提示
试读
39页
基于51单片机的交通灯控制系统的设计论文.pdf
资源推荐
资源详情
资源评论
湖南信息职业技术学院毕业设计(论文)
目 录
引 言---------------------------------------------------------------------- 1
第一章 绪论------------------------------------------------------------- 3
1.1 研究意义-------------------------------------------------------------- 3
1.3 研究内容------------------------------------------------------------ 15
第二章 总体方案设计--------------------------------------------------17
第三章 硬件设计------------------------------------------------------- 27
3.1 单片机概述----------------------------------------------------------28
3.2 电源电路------------------------------------------------------------28
3.3 检测电路------------------------------------------------------------28
3.3.1 红外传感器--------------------------------------------------------- 4
3.3.2 常用的红外传感----------------------------------------------------- 7
3.3.3 主动式红外传感器简------------------------------------------------- 4
3.3.4 检测电路----------------------------------------------------------- 7
3.4 紧急按键 K1 电路-----------------------------------------------------28
3.5 红绿灯显示电路------------------------------------------------------28
3.6 倒计时显示电路-----------------------------------------------------28
3.7 振荡电路-------------------------------------------------------------28
3.8 复位电路-------------------------------------------------------------28
第四章 系统软件设计-------------------------------------------------- 30
4.1 主程序设计-----------------------------------------------------------28
4.2 延时子程序------------------------------------------------------28
4.2.1 计数器硬件--------------------------------------------------------- 4
4.2.2 软件延时----------------------------------------------------------- 7
4.3 计数器计数-------------------------------------------------------28
4.4 数码管显示子程---------------------------------------------------28
4.5 黄灯闪烁子程序---------------------------------------------------28
4.6 车流量算法子程序-------------------------------------------------28
4.7 紧急车辆子程序---------------------------------------------------28
第五章 系统实现---------------------------------------------------- 30
5.1 仿真软件简介--------------------------------------------------------28
5.1.1 Proteus 软件简介------------------------------------------------- 4
5.1.2 Keil 软件简介-----
湖南信息职业技术学院毕业设计(论文)
5.2 仿真实现-------------------------------------------
5.3 实物设计-----
结束语---------------------------------------------------------------- 32
致 谢----------------------------------------------------------------- 33
参考文献------------------------------------------------------------- 34
ABSTRACT34
附 录 程序清单------------------------------------------------------- 35
湖南信息职业技术学院毕业设计(论文)
摘要:
本文根据 AT89C51 单片机的特点及交通灯在实际控制中的特点,提出了一种
用单片机自动控制交通灯以及时间显示的方法,同时给出了软硬件设计的方法。
设计的过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤, 对在单片机应用中可能
遇到的重要设计问题都有涉足。
本系统采用单片机作为核心控制器, 通过红外检测系统来测量东西方向和南
北方向的车流量大小,经过简单的算法得出红绿灯时间。然后分别用红、黄、绿
灯的不同组合来指挥两个方向的通车与禁行,用 LED 数码管作为倒计时指示,实
时地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地提高交通能顺畅交替运行, 从而实现十字路口的
智能交通控制。
关键词:
单片机 AT89C51;交通灯;红外检测;智能控制
湖南信息职业技术学院毕业设计(论文)
1 绪论
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。1918 年,又出现了带控制的红绿
灯和红外线红绿灯。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。
1.1 研究意义
随着社会经济快速发展,汽车数量的急剧增加,给城市交通带来了极大的压力。特别是
在上下班高峰期,巨大的车流量使得道路拥挤,造成了不必要的时间浪费与经济损失。由此
可见,交通拥塞已成为一个国际性的问题。因此,设计可靠、安全、便捷的智能交通灯控制
系统有极大的现实必要性。而社会上正在使用的交通控制系统主要有两个缺陷:1、车道放行
车辆时,时间设定相同且固定,十字路口经常出现主车道车辆多,放行时间短,车流无法在
规定时间内通过,而副车道车辆少,放行时间明显过长;2、未考虑急车强通(例如,消防车
执行紧急任务时,两车道都应等待消防车通过)。由于交通信号灯控制系统缺乏有效的应急
措施,导致十字路口交通受阻,造成不必要的经济损失。
本系统利用 AT89C51 单片机,实现了根据区域车流量、红外检测或者人为操作进行十字
路口交通信号灯智能控制,并在软硬件方面采取一些改进措施,实现了根据十字路口车流、
红外检测量进行交通信号灯智能控制,并且在紧急情况下,可以使用紧急按键使两路口都为
红灯,让紧急车辆通过后再恢复正常通车,这样,交通信号灯现场控制灵活、有效,从一定
程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理等问题,并可通过人为控制来解决紧
急车辆强通问题。该系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优
点,并且具有良好的扩展完善特点,有广泛的应用前景。
1.3 研究内容
综合研究和分析国内外交通灯的研究技术以及方向, 总结各类检测车流量技术的特点和
应用前景,利用现有的检测技术和控制技术设计一种基于 51 单片机的交通灯智能控制的装
置。本次毕业设计设计一个主动式红外对射式传感器和单片机在交通系统中的应用设计,基
本研究内容有以下几点:
1)学习并熟悉单片机的基本结构、引脚功能说明等硬件方面的知识。
2)在传感器上,主要使用的是红外传感器,在这方面我们要了解传感器的工作原理,
传感器是该系统的检测部分的核心之一,它关系到其它各个部分的运行和操作。
3)学会利用多种语言编写单片机的程序,特别是高级语言的使用会极大地降低编写程
序的复杂性。
4)在电路方面,我们要了解电路的作用,电路的工作原理,电路的设计原理,加深我
们对电路知识的学习。
5)要熟悉系统设计思路,组织电路的设计,了解整个电路的联系,将其组成一个整体,
实现最终的设计思路。
总体方案设计
湖南信息职业技术学院毕业设计(论文)
本文是采用了以 AT89C51 单片机为核心的控制方案。方案中通过遮光式的红外传感器来
检测东西方向和南北方向的车流量大小, 再经过一定的简单算法算出各方向上的红绿灯时间
并在数码管显示器上显示倒计时, 同时通过路口上的红绿灯的点亮与熄灭控制车辆的通行与
停止。另外,方案中还设计一个紧急车辆通行按键,每当有紧急车辆需要通过时,操作员按
下按键,东西方向和南北方向上均为红灯,并发出警报禁止普通车辆的通行,先让紧急车辆
通过。东西、南北两干道交于一个十字路口,各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥
车辆安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即
将切换,且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间, 指示灯燃亮的方案如表 2-1。
表 2-1 指示灯的燃亮方案表
(T1-3)s 3s (T2-3)s 3s ……
东西道 红灯亮 黄灯亮 绿灯亮 黄灯亮 ……
南北道 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 黄灯亮 ……
表 2-1 说明:
(1)当东西方向为红灯,此道车辆禁止通行;南北道为绿灯,此道车辆通过。时间为
(T1-3)秒。
(2)黄灯闪烁 3 秒,警示车辆红、绿灯的状态即将切换。
(3)当东西方向为绿灯,此道车辆通行;南北方向为红灯,南北道车辆禁止通过。时
间为(T2-3)秒。
(4)这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样车辆就能安全畅通的通
行。另外,在紧急情况下,操作员可以通过紧急按键 K1,使两路口均是红灯,禁止普通车
辆通行,先让紧急车辆(例如救护车等)通过。
注:时间T1和T2均由红外传感器检测电路测的。另外,在交通灯的燃亮指示表中,
东西(南北)方向绿灯的点亮时间为(T13)(南北方向绿灯为(T23)),这是因为循环
时间段T1(T2)包括绿灯和黄灯的时间,扣除的3秒钟为黄灯的点亮时间,所以从时间段
T1(T2)扣除黄灯的3秒钟即为东西方向的绿灯点亮时间(南北方向的绿灯点亮时间)。
3 硬件设计
本系统利用 AT89C51 单片机作为系统的核心控制部件, 利用其定时器/计数器作为红外传
感器的接收端,通过高低电平的变化来统计通过检测区域的车流量,然后通过软件计时来控
制接在 P0 端口的红绿灯的点亮与熄灭状态,并在 8 段数码管(接在 P1 和 P2 端口)上显示
倒计时。系统的电路图主要由电源电路、遮光式红外传感器检测电路、红绿灯显示电路、红
绿灯时间倒计时电路以及紧急按键 K1 电路等电路组成。 系统的基本原理框图如图 3-1 所示:
剩余38页未读,继续阅读
资源评论
zzzzl333
- 粉丝: 696
- 资源: 7万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功