智能交通灯控制系统设计

论文总字数：24037字

摘 要

现在道路交通路口经常出现堵塞的情况，出现这些现象的原因是十字路口仍然在使用着传统的方式来指挥车辆。传统的管理方式不仅方法落后而且容易造成严重的资源的浪费，同时也会使得行车的速度大大降低。

本设计从交通管理效率、人性化的概念，研究单片机控制的智能交通系统设计，提出了采用STC89C52单片机和晶振电路、单片机的最小系统电路、驱动电路、数码管显示电路和E18-D50NK近红外传感器等装置，设计一种新型的智能交通灯系统。通过蜂鸣器，实现了对闯红灯车辆的检测并发出声音警示的功能。对交通灯转换时间的自动倒计时实现了LED显示，通过对两位一体共阴极数码管显示和按键，对定时进行人为设置等。该设计根据实际道路运行效果，不仅能实现基本交通灯的通行功能，而且可以实现红外传感器的不同方向检测到下一次的车流量变化而自行改变时间。通过按键，紧急情况时交通灯均为红灯的紧急模式；只允许十字路口单方向车辆通行的单向模式。

关键词：单片机；蜂鸣器；红外传感器

The Design Of Intelligent Traffic Light Control System

Abstract

Now the road traffic junctions often clogged, the reason for these phenomena is the crossroads are still using the traditional way to command the vehicle. The traditional way of management is not only backward and easy to cause serious waste of resources, but also makes the speed of driving greatly reduced.

This design is based on the concept of traffic management efficiency and humanization, and studies the intelligent transportation system designed by SCM. It puts forward the minimum system circuit, drive circuit, digital display circuit and E18-D50NK near infrared sensor with STC89C52 single chip and crystal oscillator circuit and single chip microcomputer And other devices, the design of a new type of intelligent traffic light system. Through the buzzer, to achieve a red light vehicle detection and issue a sound warning function. On the traffic light conversion time of the automatic countdown to achieve the LED display, through the two-in-one common cathode digital display and buttons, the timing of artificial settings. The design according to the actual road running effect, not only to achieve the basic traffic lights traffic function, and can achieve the infrared sensor in different directions to detect the next traffic flow changes and change their own time. Through the button, the emergency traffic lights are red light emergency mode; only allowed to cross the intersection of one-way vehicle unidirectional mode.

Keywords:MCU；Buzzer；Infrared Sensor

目 录

摘 要 I

Abstract II

1.1 选题背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 系统选题的设计意义 1

1.4 设计任务及课题研究步骤 2

第二章 智能交通灯控制系统的方案与要求 3

2.1 概述 3

2.2 控制系统通行方案设计 3

2.3 控制系统功能要求 5

2.3.1 显示模块功能 5

2.3.2 按键模块功能 6

2.3.3 车流量检测模块功能 6

2.3.4 蜂鸣器模块功能 6

2.4 控制系统的基本组成及原理 6

2.5 主要元器件的选取 7

2.5.1 系统控制器的选取 7

2.5.2 按键的控制和数码管的选取 7

第三章 智能交通灯系统硬件设计 8

3.1 硬件设计概述 8

3.2 系统硬件电路的构成 8

3.3 交通灯运行工作原理 9

3.4 硬件总电路构成 9

3.4.1 信号显示驱动电路设计 9

3.4.2 键盘输入电路设计 10

3.4.3 蜂鸣器驱动电路设计 10

3.4.4 红外传感模拟电路设计 11

第四章 智能交通灯系统软件设计 12

4.1 设计语言的选取及其开发工具 12

4.1.1 设计语言 12

4.1.2 开发工具 12

4.2 系统主程序设计 12

4.3 状态灯显示及判断设计 13

第五章 系统调试及运行结果分析 15

5.1 系统硬件调试 15

5.2 系统的软件调试 15

5.3 运行结果分析 15

5.3.1 报警检测功能结果分析 15

5.3.2 车流量和倒计时功能结果分析 16

第六章 结束语 17

致 谢 18

参考文献（References） 19

附 录 20

第一章 绪 论

1.1 选题背景

交通信号灯在道路工业中很重要，它直接影响到城市的高速公路和交通质量，是疏导交通最常见和最有效的手段。因此，要设计符合不同城市实际需求需要智能高效交通灯已成为社会的必然趋势，需要认真面对和解决重要技术问题。这种设计为了使交通管理人性化、科学高效，使用STC89C52单片机的模型和单片机最小系统、74HC245电路和外围按键、数码管和红外传感器等部件，设计出一种新型的智能交通灯系统。其特点是通过LED七段数码管，根据红绿灯表示车辆的通行，再根据实际情况，并设计测试和自动调整通行时间的功能，紧急处理模块和按键模块。这就是设计的意义所在。

1.2 国内外研究现状

我国的知识交通系统起步较晚，但中国学者在实施道路交通管理方面，进行了一系列研究，取得了良好的城市交通管理成果^[1]。交通信号灯的安装已成为现代道路交通和管理交通的最有效、最常用的方式。我国经济的快速发展使我国的交通也在不断增加，传统的红绿灯没有良好的管理道路交通，为了更好地适应现代城市交通的发展,智能交通系统研究越来越重要^[2-4]。对于智能交通灯系统的设计，十字路口交通灯的设计尤为重要。通常，十字路口的交通灯车流量很多^[5]。越来越多的机动车使城市的交通问题更加严重，尤其是在十字路口交通事故发生率增加的时候^[6]。一些学者提出的应用CPLD设计交通灯控制器方法^[7]， 由PLC设计的交通灯控制系统^[8]。也有学者们应用单片机来设计交通灯的^[9]。国内外主要通过宏观和微观模型的建立方法，宏观模型更适合模拟一段交通预测和控制的速度^[10]近年来,芮江等人^[11-12]连续性速度梯度SG模型提出。Takashi^[13]通过CA模型优化了交通信号灯控制系统。基于单片机模拟交通灯设计^[14]是改善交通信号灯的一个方面,没有完全考虑到城市交通比较复杂,简单地应用于一些单行道和直线,没有完全解决城市交通面临的问题，而没有考虑道路交通信号灯控制处理的情况。

1.3 系统选题的设计意义

人类社会的发展历史，从某种程度上来说就是知识应用程度的深化过程，不论一样多么不起眼的工具的应用，或者某一种多么简单的知识的的应用都是一种进步。信号灯就是这么一种应用。现在信号灯随着科学技术变革走向数字化，低功耗。我国的城市化进程在不断深入中，交通灯在拥挤复杂的城市环境中，虽然小，但是发挥巨大的功能。一个设置合理的交通灯系统，应该设置在路况压力较大或者道路类型发生变化的路段，比如高速路与普通公路相接的地方，这样不仅仅可以化解交通拥堵，而且对道路的保护也是大有裨益的，交通灯功劳巨大。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：24037字