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单片机控制交通灯的设计

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单片机控制交通灯的设计

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，

运用检测传感、实时调整智能化控制的实现技术，将传感器监测、实时调整车辆

通行时间的算法与单片机控制作用相结合，提出了基于单片机的交通控制系统设

计方案。

8051 单片机的交通灯控制系统由 8051 单片机、交通灯显示、LED 倒计时、

车流量检测及调整、违规检测、紧急处理、时间模式手动设置等模块组成。系统

除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、

车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。理论证明该系统能够

简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。

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禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，二是进行传

感器的硬件电路、显示电路等的设计和基本功能要求。

关键词：交通灯单片机 MSC-51 计时

单片机控制交通灯的设计

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摘要 ..................................................................................................................1

ABSTRACT .........................................................................................................2

绪论 .....................................................................................................................5

第一章交通灯的背景 .......................................................................................6

1.1 交通灯的背景 ...............................................................................................6

1.1.1 交通灯的历史 ............................................................................................6

1.1.3 交通控制存在的问题 ................................................................................7

1.1.4 交通灯的功能与作用 ................................................................................7

1.1.5 用单片机控制交通灯的优点 ....................................................................8

1.2 单片机简介 ...................................................................................................8

1.2.1 单片机的概述 ............................................................................................8

1.2.2 单片机的发展历程 ....................................................................................8

1.2.3 单片机的内部结构图 ................................................................................9

第二章单片机控制交通系统总体设计 .......................................................10

2.1 单片机交通控制系统通行方案设计 .........................................................10

2.2 交通控制的工作原理 .................................................................................12

2.3 单片机交通控制系统的基本构成及原理 .................................................15

第三章系统硬件的设计....................................................................................15

3.1 系统硬件的总电路构成及原理 .................................................................15

3.1.1 系统硬件电路构成 ..................................................................................16

单片机控制交通灯的设计

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今天，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。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停

止”，绿色表示“注意”。1869 年 1 月 2 日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取

消。

1914 年，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，安装在纽约市 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，当车辆接近时,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喇叭，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。

随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥

挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交

通系统已不能满足经济发展的需求。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。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交

管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质

量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工

作人员的劳动强度。

中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作

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