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本科_基于单片机的交通灯管理系统设计.doc
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本科_基于单片机的交通灯管理系统设计.doc
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摘 要
我们所生活的这个社会是一个时时刻刻在不停发展的社会,然而由于我们的祖国拥有
庞大的人口,在各个方面的资源都很紧张,在交通管理方面更是这样的。每天都会发生交
通事故、好多地方都拥堵不堪,人们都希望有良好的交通。使用一些先进的技术,更加合
理的来改善交通的现状。因为在一些十字路口是没有交通灯的,就算有红绿灯也是很不合
理的,我通过仔细的观察记录并且和实际通行状况做了分析对比,结果得出那种交通灯是
固定不变的。也就是说,无论在什么时候,红绿灯交替闪烁的时间是不会改变的。这是很
不科学的,因为各个方向车俩通过的数量是由很大差别的。就是因为这个问题可能造成资
源的浪费,使交通通行的效率不高。我做的这个课题就是运用 8051 单片机结合车流量检
测电路能够很好的解决这个问题。
本设计的核心是 8051 单片机来完成对整个工作工程的掌控。由 8051 单片机、内部时
钟电路、按键手动复位电路构成最小系统,并外连车流量检测电路、调整电路等形成一个
整体的电路。
关键词:交通灯;8051;最小系统
Abstract
We live in a society which is always in constant development, but because our country has a
huge population, resources are very tight in all aspects, especially in traffic management.
Accidents happen every day, a lot of places are too crowded,and people some want to have good
traffic. Using some advanced technology to improve the situation of traffic more reasonably. In
some intersections there are no traffic lights, even if there are, they are very unreasonable.
Through careful observation and comparative analysis with actual traffic situation, I found the
result that traffic lights are fixed. That is to say, regardless of the situation prevailing in all
directions, the time between traffic lights will not change. This is very unscientific, because the
number of vehicles in each direction is significantly different. This problem may cause a waste
of resources, so that traffic transportation is not efficient. I am going to do this task to use the
8051 SCM combined with traffic detection circuit to solve this problem.
The core of this design is to use 8051 SCM to complete the entire control of the work
project.8051 SCM, the internal clock circuit, and button manual reset circuit constitute the
minimum system. Besides, external traffic flow detection circuit, adjustment circuit and other
circuits form a whole.
Key words: tTraffic lights ;8051;minimum system
目 录
摘 要 .............................................................................................................................................1
Abstract ..........................................................................................................................................2
目 录 .............................................................................................................................................3
第一章 绪 论 ...........................................................................................................................1
1.1 单片机交通控制系统形成背景.........................................................................................1
1.2 交通信号灯的作用.............................................................................................................1
1.3 我国与先进国家的差距.....................................................................................................1
1.4 交通控制存在的问题.........................................................................................................2
1.5 系统设计的主要工作.........................................................................................................2
第二章 交通灯管理方案 ...............................................................................................................3
2.1 通行方案确定.....................................................................................................................3
2.2 系统的优点.........................................................................................................................4
2.2.1 倒计时显示 ..................................................................................................................4
2.2.2 应急电路 ......................................................................................................................5
2.3 单片机交通控制系统的基本构成及原理.........................................................................5
第三章 硬件电路的设计 .............................................................................................................7
3.1 硬件总电路构成及原理.....................................................................................................7
3.1.1 电路结构 ......................................................................................................................7
3.1.2 工作方式 ......................................................................................................................8
3.2 单片机的确定.....................................................................................................................8
3.2.1 机型的特点 ..................................................................................................................8
3.2.2 8051 单片机的基本特征 .............................................................................................9
3.2.3 8051 外部引脚 .............................................................................................................9
3.2.4 8051 单片机基本的工作结构 ...................................................................................10
3.3 其他重要的电路...............................................................................................................12
3.3.1 车流量的检测 ............................................................................................................12
3.3.2 违规电路 ....................................................................................................................13
3.3.3 输出器件 ....................................................................................................................13
第四章 软件设计 .......................................................................................................................16
4.1 绘制程序流程图...............................................................................................................16
4.2 子程序的设计..................................................................................................................18
4.2.1 软件延时原理 ..........................................................................................................18
4.2.2 中断方式 ..................................................................................................................18
4.2.3 红绿灯显示与类别 ..................................................................................................18
4.2.4 车流量检测指令 ......................................................................................................19
4.2.5 紧停及违规指令 ......................................................................................................19
4.2.6 调整红绿灯 ..............................................................................................................20
结 论 ...........................................................................................................................................22
参考文献 .......................................................................................................................................23
第一章 绪 论
1.1 单片机交通控制系统形成背景
通过 30 多年的发展,咱们的已经很有钱了,常常有句话说的好:要致富,先修路。
交通工具也是多种多样的,在各个城市每条道路是都装有红绿灯。其实在 10 世纪初就有
这一技术了。
至今 200 多年的约克城,它位于英国的中部,女性穿红、绿颜色的衣服有不同的身份。
身穿红衣服的女人是已婚的,身穿绿色衣服就是未婚的女人。那时,在英国会议大厦的前
面总是有马车撞人的事故,受红绿衣服的构想,在 19 世纪中期,英国机械工程师德·哈
特设计安设的灯塔,上面挂着红色和绿色提灯-煤气信号灯,这信号灯就是第一盏城市交
通信号灯。在灯塔下面,警察拿着长杆可以任性的转换提灯的颜色。可惜的是煤气灯在 23
天的时候发生了爆炸自灭,并且当时在上班的警察也为此献出可贵的生命。
从那以后,信号灯在城市就被取缔了。直到 1914 年,第一个还原红绿灯的是美国一
个叫克利夫兰都市,可是此时利用的是“电气信号灯”。此后在美国各大城市都出现了交
通信号灯。
现在,交通管理也是老百姓生活中非常重要的一部分,时刻影响着人们的生活和工作。
由于我国人口众多,交通管理也是异常的复杂。为了使人们能够拥有高效稳点的通行,不
仅要有交通规则,还要有科技的手段有效的管理。
1.2 交通信号灯的作用
现在的生活方式与从前相比是翻天覆地,从前的交通状况无法满足现在的交通需求,
新事物的发明发现是因为人们对现状的不满才不断产生的,由于对交通的安全高效的要求,
所以出现了对交通控制的发展。
1850年初,城市交叉口的交通增长带来了安全和拥挤问题,出世为世界上最早的拉上
窗帘的自动交通信号灯。在1868个城市交通控制中,英国工程师 NAIT 安装了红色和绿色
的煤气灯在西敏寺街交叉口,用来控制车厢通行。但瓦斯爆炸引发的交通信号灯几近隐没
了快要五十来年。1914,克利夫兰,芝加哥,纽约和美国的交通灯,让我们看到了新的希
望,这是由电力驱动的,现今该信号灯已经没有太大的意义。在1926英国第一次安置了自
动化管理交通信号灯控制器,是全世界城市交通自动化统制的首站。
“定时”的方法来主动的控制初期利用的交通信号灯,如此的控制在初期的交通流程
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oligaga
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