单片机智能交通灯的设计(附件)【字数：12407】
摘 要近年来，随着城市经济的快速发展，人们对交通出行的要求在不断的提高。但随着车辆的增多，交通拥挤、堵塞现象日趋严重，交通事故也频频发生，人们的生命和财产安全失去了保障。使用交通灯，可以很好地疏导道路交通，提高车辆和行人的通行效率，最终达到减少交通事故发生的目的。本文介绍了一个基于单片机的智能交通灯控制系统，重点对单片机的最小系统、系统各部分硬件电路以及系统软件的调试分析进行了介绍。本次设计以单片机作为核心元件使用，外加晶振电路、复位电路和电源电路组成单片机的最小系统。在最小系统的基础上，设计出LED显示电路、数码管显示电路、数码管驱动电路以及按键电路，共同组成一个基于单片机的智能交通灯控制系统。此系统可以通过按键实现夜间通行模式、紧急通行模式、南北或东西单方向通行模式，还可以通过按键对某一方向通行的时间调整来实现智能化控制。系统软件部分用C语言编程，经过Keil软件编译，并在Protues软件上实现了仿真。
Key words: MCU; intelligent control; traffic signal light; traffic flow 目 录
第一章 设计的背景和意义 1
1.1交通灯的背景 1
1.1.1交通灯的历史 1
1.1.2交通灯的发展 1
1.2交通灯的意义 1
第二章 系统方案的要求与设计 3
2.1系统整体功能要求 3
2.2系统整体运行方案 3
2.2.1自动控制模式 3
2.2.2手动控制模式 4
第三章 单片机系统的设计 6
3.1单片机的简介 6
3.1.1单片机的性能特点 6
3.2主控制器AT89C52 6
3.2.1 AT89C52的引脚功能 7
3.3单片机的最小系统 8
3.2.1电源电路： 8
3.2.2晶振电路 8
3.2.1复位电路 9
3.2.4P0口上拉电阻 9
3.2.5EA/VPP引脚接电源 9
第四章 系统硬件电路的设计 10
4.1LED显示电路 10< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 4.2数码管显示电路 11
4.2.1数码管的原理 11
4.2.2数码管驱动电路 12
4.3按键电路 13
第五章 系统软件程序设计 14
5.1编程软件KEIL51 14
5.2程序主体设计 14
5.2.1紧急模式子程序和夜间模式子程序 15
5.2.2定时中断子程序 16
5.2.3外部中断子程序 16
第六章 系统调试与仿真 18
6.1Proteus仿真软件简介 18
6.2仿真结果 18
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录A 原理图 28
附录B 源程序 29
第一章 设计的背景和意义
1.1交通灯的背景
1.1.1交通灯的历史
在19世纪初的英国中部，女性穿着红色衣服和绿色衣服分别代表着不同婚姻状况[1]。用红色衣服装扮自己的女性代表着已经嫁人，用绿色衣服装扮自己的女性代表着尚未出嫁。之后，在英国伦敦，一条行人、马车很密集的大马路上频繁发生马车撞到人的事故。到了1868年，人们受到未婚女性和已婚女性穿着衣服颜色不同的启发，发明了世界上第一盏交通灯。因为当时电还没有被发明，所以第一盏交通灯实际上是煤气灯，它被挂在广场中央一个柱子上来使用，并且灯光只有红色和绿色两种颜色。交通灯灯光的颜色并不能自动发生改变，所以在柱子下面有需要有一个值班警察来拉动拴在灯上的绳子，改变灯光的颜色。后来，煤气交通灯被装上了灯罩，通过改变遮挡着煤气灯玻璃的颜色来改变灯的颜色。不过，煤气交通灯投入使用没过多久就发生了爆炸的事故，值班的警察也因此失去了生命。自此，交通信号灯便不再使用。一直到了1914年，美国的一个城市才重新启用了交通信号灯，不过这时候的交通信号灯已经不再是煤气信号灯了，而是变成了电气信号灯。
1.1.2交通灯的发展
起初，交通灯只有一盏红灯和一盏绿灯，后来随着交通工具的种类不断增多，为了方便指挥交通，1918年世界上第一盏红、黄、绿三种颜色的交通信号灯在美国纽约正式投入使用，它的出现使城市交通状况得到了进一步的改善。
黄色信号灯是由在美国通用公司上班的华人胡汝鼎发明的。有一次他在上班路上，站在一个十字路口等待红灯信号的结束，就在他正要通过路口时，一辆急行的汽车从他身边飞快的擦过，他差一点就被撞到了[2]。冷静下来之后，他意识到了这种两色交通灯的隐患。他经过反复的思考之后，想出在红灯向绿灯转换的时候再加上一个黄灯，来向行人和车辆预警。他将他的建议上报，很快得到了有关部门的肯定。从这以后，交通信号灯就像我们今天看到的一样，有着红绿黄三种颜色。
1.2交通灯的意义
城市交通对一个城市的经济发展是至关重要的，人们的日常生活也离不开交通。自进入21世纪以来，交通堵塞变得越来越严重，交通事故也频频发生，这引发了人们对交通问题的广泛关注。城市道路交通问题如果不能够很好地解决，将会阻碍到城市经济，威胁人们生命财产安全。交通堵塞的根本原因在于车辆在不断地增多，而有限的道路容量是远远不够的。道路的容量在短时间内很难去改变，但是我们可以通过控制道路的车流量来改变交通现状。而交通灯的意义就在于，
通过对车辆通行时间的控制，来合理的控制车流量，进而起到疏导交通的作用。
我国的历史文明较为悠远，许多城市有着上千年的历史。在这漫长的历史岁月中，城市道路的格局也逐步形成了。近年来随着城市现代化进程的逐步加快，城市道路都有了不小的扩建和改建，但是仍然存在着一些弊端：道路网络密度低、路口交叉过多、道路主干道较少等等。我国的机动车辆种类又比较多，经常能够看到大卡车、小轿车在一条道路上行驶。甚至在一些偏远的城市，拖拉机也作为一种主要运输工具出现。车辆的性能也不统一，常常发生因为前面的车辆启动慢而挡住后面车辆行驶的情况。
我国的交通状况很特殊，城市道路网络稀，干道较少，在人口密集的城市中心出行需求又比较集中，经常发生交通拥堵。在一些中小型城市，只有一两条干道较为拥堵，而其他道路的车流量很小。一般的行人出行都固定集中在几个上下班高峰期的时段内。在两条道路交叉的十字路口，车速比较慢，行人和车辆比较密集，所以常常发生交通堵塞和交通事故。为了维持十字路口的交通秩序，常常需要设置几组交通信号灯来指挥交通。有些时候，在车流量较大的路口，车辆通行的时间较短，反而在车流量较小的路口，车辆通行时间更长。这样的设置，不仅起不到疏导交通的作用，还会引发更严重的交通问题。所以，研究智能交通灯的控制就变得很有意义了，根据车流量来合理的设置交通灯通行时间是智能交通灯所追求的目标。
Key words: MCU; intelligent control; traffic signal light; traffic flow 目 录
第一章 设计的背景和意义 1
1.1交通灯的背景 1
1.1.1交通灯的历史 1
1.1.2交通灯的发展 1
1.2交通灯的意义 1
第二章 系统方案的要求与设计 3
2.1系统整体功能要求 3
2.2系统整体运行方案 3
2.2.1自动控制模式 3
2.2.2手动控制模式 4
第三章 单片机系统的设计 6
3.1单片机的简介 6
3.1.1单片机的性能特点 6
3.2主控制器AT89C52 6
3.2.1 AT89C52的引脚功能 7
3.3单片机的最小系统 8
3.2.1电源电路： 8
3.2.2晶振电路 8
3.2.1复位电路 9
3.2.4P0口上拉电阻 9
3.2.5EA/VPP引脚接电源 9
第四章 系统硬件电路的设计 10
4.1LED显示电路 10< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 4.2数码管显示电路 11
4.2.1数码管的原理 11
4.2.2数码管驱动电路 12
4.3按键电路 13
第五章 系统软件程序设计 14
5.1编程软件KEIL51 14
5.2程序主体设计 14
5.2.1紧急模式子程序和夜间模式子程序 15
5.2.2定时中断子程序 16
5.2.3外部中断子程序 16
第六章 系统调试与仿真 18
6.1Proteus仿真软件简介 18
6.2仿真结果 18
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录A 原理图 28
附录B 源程序 29
第一章 设计的背景和意义
1.1交通灯的背景
1.1.1交通灯的历史
在19世纪初的英国中部，女性穿着红色衣服和绿色衣服分别代表着不同婚姻状况[1]。用红色衣服装扮自己的女性代表着已经嫁人，用绿色衣服装扮自己的女性代表着尚未出嫁。之后，在英国伦敦，一条行人、马车很密集的大马路上频繁发生马车撞到人的事故。到了1868年，人们受到未婚女性和已婚女性穿着衣服颜色不同的启发，发明了世界上第一盏交通灯。因为当时电还没有被发明，所以第一盏交通灯实际上是煤气灯，它被挂在广场中央一个柱子上来使用，并且灯光只有红色和绿色两种颜色。交通灯灯光的颜色并不能自动发生改变，所以在柱子下面有需要有一个值班警察来拉动拴在灯上的绳子，改变灯光的颜色。后来，煤气交通灯被装上了灯罩，通过改变遮挡着煤气灯玻璃的颜色来改变灯的颜色。不过，煤气交通灯投入使用没过多久就发生了爆炸的事故，值班的警察也因此失去了生命。自此，交通信号灯便不再使用。一直到了1914年，美国的一个城市才重新启用了交通信号灯，不过这时候的交通信号灯已经不再是煤气信号灯了，而是变成了电气信号灯。
1.1.2交通灯的发展
起初，交通灯只有一盏红灯和一盏绿灯，后来随着交通工具的种类不断增多，为了方便指挥交通，1918年世界上第一盏红、黄、绿三种颜色的交通信号灯在美国纽约正式投入使用，它的出现使城市交通状况得到了进一步的改善。
黄色信号灯是由在美国通用公司上班的华人胡汝鼎发明的。有一次他在上班路上，站在一个十字路口等待红灯信号的结束，就在他正要通过路口时，一辆急行的汽车从他身边飞快的擦过，他差一点就被撞到了[2]。冷静下来之后，他意识到了这种两色交通灯的隐患。他经过反复的思考之后，想出在红灯向绿灯转换的时候再加上一个黄灯，来向行人和车辆预警。他将他的建议上报，很快得到了有关部门的肯定。从这以后，交通信号灯就像我们今天看到的一样，有着红绿黄三种颜色。
1.2交通灯的意义
城市交通对一个城市的经济发展是至关重要的，人们的日常生活也离不开交通。自进入21世纪以来，交通堵塞变得越来越严重，交通事故也频频发生，这引发了人们对交通问题的广泛关注。城市道路交通问题如果不能够很好地解决，将会阻碍到城市经济，威胁人们生命财产安全。交通堵塞的根本原因在于车辆在不断地增多，而有限的道路容量是远远不够的。道路的容量在短时间内很难去改变，但是我们可以通过控制道路的车流量来改变交通现状。而交通灯的意义就在于，
通过对车辆通行时间的控制，来合理的控制车流量，进而起到疏导交通的作用。
我国的历史文明较为悠远，许多城市有着上千年的历史。在这漫长的历史岁月中，城市道路的格局也逐步形成了。近年来随着城市现代化进程的逐步加快，城市道路都有了不小的扩建和改建，但是仍然存在着一些弊端：道路网络密度低、路口交叉过多、道路主干道较少等等。我国的机动车辆种类又比较多，经常能够看到大卡车、小轿车在一条道路上行驶。甚至在一些偏远的城市，拖拉机也作为一种主要运输工具出现。车辆的性能也不统一，常常发生因为前面的车辆启动慢而挡住后面车辆行驶的情况。
我国的交通状况很特殊，城市道路网络稀，干道较少，在人口密集的城市中心出行需求又比较集中，经常发生交通拥堵。在一些中小型城市，只有一两条干道较为拥堵，而其他道路的车流量很小。一般的行人出行都固定集中在几个上下班高峰期的时段内。在两条道路交叉的十字路口，车速比较慢，行人和车辆比较密集，所以常常发生交通堵塞和交通事故。为了维持十字路口的交通秩序，常常需要设置几组交通信号灯来指挥交通。有些时候，在车流量较大的路口，车辆通行的时间较短，反而在车流量较小的路口，车辆通行时间更长。这样的设置，不仅起不到疏导交通的作用，还会引发更严重的交通问题。所以，研究智能交通灯的控制就变得很有意义了，根据车流量来合理的设置交通灯通行时间是智能交通灯所追求的目标。
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