基于单片机的交通灯控制系统

论文总字数：23710字

摘 要

本文基于单片机AT89C51，设计路口交通灯智能控制系统，解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。首先，结合交通灯道路实况控制要求，提出单片机控制系统设计方案。然后，分别进行交通灯控制系统的硬件设计和软件设计。硬件部分包括单片机最小系统、四个两位数码管、LED指示灯。软件部分，给出程序流程图并利用C语言编程。同时，利用Proteus电路仿真软件，验证了该电路原理的正确性。最后，焊接制作交通灯单片机控制系统电路板，并结合编程器调试程序。实验结果表明，该系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好等优点。

关键词：交通灯，STC89C51，编程，仿真，实验

Abstract: Based on the single chip AT89C51, the intelligent control system design ofintersection traffic lights, traffic jams, the vehicle of waiting time is not reasonable, urgent problems such as the heavy traffic. First of all, combined with the controlrequirements of road traffic lights, putting forward the design scheme of microcomputer control system. Then, respectively, the hardware design and software design of traffic light control system. The hardware part includes theminimum system of the one chip computer, four two bit digital tube, LED lamp.The part of software, gives the program flow chart and the use of C language programming. At the same time, use Proteus circuit simulation software, verifies the correctness of the circuit principle. Finally, the welding control system circuit board production of traffic lights, and combined with the programmer debugging program. The experimental results show that, the system has the advantages of simple structure, high reliability, low cost, good real-time

Keywords: Traffic lights ,STC89C51,Programme,Simulation,Experiment

目 录

1 绪论 4

1.1课题的研究背景与意义 4

1.2 城市交通灯的现况 4

2单片机交通灯控制系统的设计方案 5

2.1路口交通灯运行状态 5

2.2 单片机交通控制系统的控制要求 6

2.3基于单片机的交通控制系统的构成及原理 7

3交通灯单片机控制系统硬件设计 8

3.1电路原理图 8

3.2 单片机最小系统 9

4 软件设计 11

4.1 程序主体设计流程 11

4.2 程序设计理论基础 13

4.3 子程序模块设计 14

5 仿真及其实验 18

5.1电路仿真 18

5.2 电路的焊接 18

5.3 程序烧写 20

5.4 调试 21

结 论 22

参考文献 23

致 谢 24

附 录 25

1 绪论

1.1课题的研究背景与意义

随着社会经济的发展，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。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。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。

中国车辆数量不断增加，交通管制的工作量越来越大，利用计算机代替人进行高效交通管理是必然的发展趋势，而让计算机控制的交通灯拥有类似人类的感知智能，具有很强的现实意义，比如通过摄像机让交通灯控制系统获得视觉感知功能，就可以代替人类的眼睛，使系统根据所看到交通情况自适应改变管制策略，提高了交通管理的自动化水平，使得交通更高效、更顺畅。

1.2 城市交通灯的现况

在大、中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞。

目前设计交通灯的方案有很多，对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定， 在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。

2单片机交通灯控制系统的设计方案

2.1路口交通灯运行状态

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