文档介绍：课程设计说明书
智能交通灯控制系统
摘要
交通事业蓬勃发展,交通流量年年增长,大、中、小城市的汽车、摩托车等各种车辆与日俱增,道路交通繁忙,经常有严重堵车现象,特别是在交叉口,机动车、非机动车、行人来往非常混乱,为了在叉口的各条干道实现合理的科学分流。本人根据单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点,提出了一种用STC89c51单片机自动控制交通信号灯及时间显示的方法,同时给出了软硬件的实现方法,为交通指挥自动化提供了一种新的廉价手段,具有一定的推广意义。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现,同时也介绍了城市交通信息系统的设计目标, 开发途径及其系统结构与功能和数据地理编码、建库, 同时, 论述了系统中交通现状、交通管理、交通规划及背景信息查询模块的建造及应用。介绍了用于城市交叉路口的三色程控交通信号时间显示器的研制方案,对其电源供电、发光二极管构成的负载结构、灯色时间检测都给出了精巧合理的优化结构,大幅度地提高了产品可靠性并降低了制造成本。
关键词:8051单片机;交通灯;自动控制;时间显示器;
目录
1 引言 1
MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚如图1所示 2
MCS-51单片机的逻辑结构 2
MCS-51的信号引脚 3
8255芯片简介 6
串口电平转换芯片MAX232 7
3 方案设计与论证 8
电源提供方案 8
显示界面方案 9
输入方案 9
4 系统硬件设计 9
总体设计 10
各功能模块硬件设计及实现 10
交通灯四种通行模式及行车方向指示 10
键盘与状态显示及其实现 14
数码管显示电路 14
交通灯系统硬件电路图(见附一) 16
5 系统软件设计 16
软件总体流程图 17
软件主要程序流程 17
每秒钟的设定 17
按键中断程序 18
数码管显示程序 20
6 系统调试与测试结果 21
软件调试 21
硬件调试 21
22
致谢 23
参考文献 24
附一 25
1 引言
交通灯通常指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯。绿灯亮时,准许车辆通行,黄灯亮时,已越过停止线的车辆可以继续通行;红灯亮时,禁止车辆通行。
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。
最早的交通灯出现于一八六八年英国伦敦。那时的交通灯只有红、绿两色,经改良后,再增加一盏黄色的灯,红灯表示停止,黄灯表示准备,绿灯则表示通行。
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。
2 89C51单片机的介绍
MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚如图1所示
图1 MCS-51单片机的结构框图
MCS-51单片机的逻辑结构
(1)中央处理器(CPU)
中央处理器简称CPU,是单片机的核心,完成运算和控制操作。按其功能,中央处理器包括运算器和控制器两部分电路。
(2)运算器电路
功能:单片机的运算部件,用于实现算术和逻辑运算。
(3)控制器电路
功能:单片机的指挥控制部件,保证单片机各部分能自动而协调地工作。
(4)内部数据存储器
组成