基于单片机的交通灯控制系统研究
摘 要
近年来，随着国民经济的快速发展，车辆的数量也在飞速增长，交通拥挤和阻塞的现象也频繁的出现。交通阻塞已经成为城市交通所迫切要解决的难题。而交通信号灯的出现对于解决这种问题产生了重要的意义。现在各个路口的路况都不是固定不变的，而是随着时间的变化而不断变化的，有些时候，可能还会发生各种意想不到的突发状况，所以设计出一个智能的交通控制系统意义深远。
交通信号灯的控制方式有很多，本系统采用MCS-51系列单片机AT89C51和8255等来设计交通控制器，实现能根据实际车流量实时的改变红、黄、绿灯的持续时间，也可以手动的设置控制各方向红、黄、绿灯持续时间的智能交通控制系统。同时可以实现紧急情况处理，以及一路有车一路无车等特殊情况下的交通情况控制。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词：交通灯,单片机,MSC-51,计时
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基于单片机的交通灯控制系统研究
Abstract
In recent years, with the rapid economic development, the number of vehicles is also in rapid growth, traffic congestion and jam phenomenon also frequently appear. Traffic jams have become city transportation urgent to solve the problem. And the appearance of the traffic lights to solve this problem has an important significance. Now each intersection road conditions are not fixed, but as the change of time and constant change, some time, may still occur various unexpected emergencies, so to design a intelligent traffic control system is of far-reaching significance.
The control of traffic lights in many ways, the system USES the MCS-51 single-chip microcomputer AT89C51 and 8255 series design and traffic controller, can realize real-time traffic according to actual change red, yellow, and green duration, also can set the direction of the manual control red, yellow, and green duration of intelligent traffic control system. At the same time can realize the emergency, and a car all the way along the way, no car special situations of the traffic control.
This system is practical, simple operation and strong function expansion.
Key words: the Traffic lights, Single-chip microcomputer, MSC-51, the timer
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基于单片机的交通灯控制系统研究
目 录
摘 要 ................................................................................................................................................ I 目 录 ............................................................................................................................................... 1 第一章 绪论 ................................................................................................................................... 3
1.1交通灯简介 ....................................................................................................................... 3
1.1.1交通灯的历史 ........................................................................................................ 3 1.1.2交通灯的出现 ........................................................................................................ 3 1.1.3交通灯的背景以及意义 ........................................................................................ 3 1.2单片机介绍 ....................................................................................................................... 4
1.2.1单片机 .................................................................................................................... 4 1.2.2单片机的发展历程 ................................................................................................ 4 1.2.3单片机的特点 ........................................................................................................ 4 1.3 MCS-51系列单片机 ......................................................................................................... 5
1.3.1 MCS—51单片机内部结构有8大部分 ................................................................ 5 1.3.2单片机的内部结构 ................................................................................................ 6 1.3.3 MCS-51的引脚说明 .............................................................................................. 6
第2章 单片机控制交通系统总体设计 ....................................................................................... 8
2.1单片机交通控制系统通行方案设计 ............................................................................... 8 2.2单片机交通控制系统的功能要求 ................................................................................... 9
2.2.1倒计时显示 ............................................................................................................ 9 2.2.2时间手动设置 ........................................................................................................ 9 2.2.3 紧急处理 ............................................................................................................. 10 2.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 .............................................................. 10
第3章 系统硬件电路设计 ......................................................................................................... 12
3.1系统硬件总电路构成及原理 ......................................................................................... 12 3.2系统工作原理 ................................................................................................................. 12 第4章 系统软件设计 ................................................................................................................. 14
4.1一道有车另一到无车的程序设计 ................................................................................. 14 4.2出现紧急状况程序设计 ................................................................................................. 14 4.3键盘功能处理程序设计 ................................................................................................. 14 4.4 LED倒计时显示 ............................................................................................................. 17 4.5源程序设计 ..................................................................................................................... 17 结 论 ............................................................................................................................................. 18
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基于单片机的交通灯控制系统研究
参考文献 ....................................................................................................................................... 19 致 谢 ............................................................................................................................................. 20 附录A 源程序 .............................................................................................................................. 21 附录B 控制系统流程图 .............................................................................................................. 24
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基于单片机的交通灯控制系统研究
第一章 绪论
1.1交通灯简介
1.1.1交通灯的历史
19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩 ，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。
从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。
1.1.2交通灯的出现
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。
黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。
1.1.3交通灯的背景以及意义
交通灯是交管部分管理城市交通的重要工具。目前绝大部分交通灯其时间都是设定好的，不管是车流高峰还是低谷，红绿灯的时间都固定不变；还有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来都不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优。所以如果能够设计出更加合理智能化的交通灯控制系统，一定会对城市交通问题的解决提供很多发的帮助。
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