基于单片机的智能交通信号灯设计

论文总字数：18494字

摘 要

伴随着社会的进步与人类文明的发展，机动车以及新型交通工具的出现极大地拉近了人与人之间的距离，但是随之而来的安全问题也受到了严峻的考验。绝大多数地区设置交通信号灯以此来约束行车规范，特别是十字路口等地方更是成为了事故频发的危险地段。传统的交通信号灯使用的方法是周期性的闪烁，它成为了前期解决交通问题的过渡阶段，但是却很难满足现阶段的交通堵塞或解决交通事故的要求。尤其是目前人们生活水平提高，家用轿车日益增多，更加加强了交通堵塞的可能性，导致控制信号与车流量不能适应，没有办法实现实时控制，遇到紧急情况也无法避免。

针对以上所述的问题，本次论文结合STC89C51单片机提出一种新型的智能交通信号灯，旨在尽量解决交通堵塞以及紧急情况的发生：当有特殊车辆例如救护车、消防车或者警车通过时，整个十字路口的所有红灯全部亮起，让特殊车辆优先通过。这样的方式还可以杜绝其余方向车辆在此时不遵守交通规则随意通行。因此本次设计的智能交通信号灯可以让绝大多数车辆可以安全有效地利用道路资源，避免因无序行车跟抢行所造成不必要的交通问题。

关键词：单片机；智能交通信号灯；车流量；LED

Design of Intelligent Traffic Signal Lamp Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

With the progress of society and the development of human civilization, the emergence of motor vehicles and new means of transportation has greatly shortened the distance between people, but the ensuing safety problems have also been severely tested. In most areas, traffic lights are set up to restrict traffic regulations, especially at crossroads and other places. The traditional method of using traffic lights is periodic flashing, it has become a transitional stage to solve traffic problems in the early stage, but it is difficult to meet the requirements of traffic jams or solving traffic accidents at this stage. Especially with the improvement of people's living standards and the increasing number of family cars, the possibility of traffic jams is strengthened, which leads to the control signal and traffic flow can not adapt, there is no way to achieve real-time control, and the emergency situation can not be avoided.

In view of the above problems, this paper proposes a new type of intelligent traffic signal lamp combined with STC89C51 single chip microcomputer, which aims to solve the traffic jam and emergency as far as possible, so that the vast majority of vehicles can safely and effectively use road resources, and avoid unnecessary traffic problems caused by disorderly driving and rush.

Key words: MCU , intelligent traffic light , traffic flow , LED

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1交通信号灯的背景与意义 1

1.2中外研究的现状 1

1.3本论文完成的任务 1

第二章 系统方案设计以及单片机介绍 3

2.1 单片机控制交通信号灯系统通行方案设计 3

2.2 单片机控制交通信号灯系统基本框图 4

2.3 单片机的介绍 5

2.4 单片机控制交通信号灯系统的功能要求 5

2.4.1 按键模块功能 5

2.4.2 显示模块功能 5

2.4.3 红外光电感应特殊车辆 5

第三章 系统硬件电路的设计 6

3.1系统硬件电路的组成 6

3.2 STC89C51单片机的引脚以及主要特点 6

3.2.1 STC89C51单片机的引脚介绍 6

3.2.2 单片机资源功能的介绍 7

3.2.3单片机的最小电路系统 8

3.3 LED与数码管显示 8

3.4 红外光电感应开关 10

3.5电源 12

3.6 按键 13

3.7 自锁开关 13

第四章 系统软件设计 14

4.1系统开发工具的介绍 14

4.2 软件流程图 15

4.3 程序设计 15

第五章 交通信号灯的调试 18

5.1 实验所得实物图片 18

5.2 调试过程以及遇到的问题 19

5.2.1 系统硬件的调试 19

5.2.2 系统软件的调试 19

5.2.3 调试所遇到的问题 20

第六章 结束语 22

致 谢 23

参考文献 24

第一章 引 言

1.1交通信号灯的背景与意义

人类社会自上个世纪蓬勃发展以来，交通出行成为了大多数人生活中必不可少的一部分。正如所见，如今交通信号灯是保障人们出行安全的重要组成部分。在19世纪的英国约克城， 人们用红色衣服与绿色衣服来表示已婚或未婚。由于伦敦议会大厦门口人来人往，且没有特定的行车规范，经常发生交通事故，于是人们参考红衣与绿衣的分类规则，英国机械师哈特在1868年设计出了由红色绿色为媒介的煤气红绿灯，由一名警察拿着长杆转动皮带来切换颜色。可是23天后该世界上第一个红绿灯由于煤气爆炸使一名警察殉职而被取消。

1914年美国率先重新启用交通信号灯来改善路况。此时煤气信号灯已经过时，美国采用电气信号灯来代替，而且与现如今的交通信号灯差别不大。红灯表示“停止”，绿地则表示“通行”，除了应用电气信号灯外，另外美国还重新制定了一套较为完善的信号灯控制系统。

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