带指向交通灯控制系统的设计与实现(附件)【字数：9759】
摘 要交通水平体现了城市的现代化建设水平。良好的交通能够促进经济发展，推进文化交流。而十字路口则是交通网中道路通行能力的“咽喉”交通阻塞和事故的多发地，为了缓解道路堵塞，减少交通事故，本文以52单片机为核心部件设计并实现了带指向交通灯的控制系统。该设计方案主要涉及到AT89C52单片机、锁存器、译码器、LED双色点阵、三种不同颜色小灯泡、八段数码管等相关器件。倒计时交通灯的程序编写采用C语言进行设计，C语言执行效率高、可移植性好，可以直接对硬件进行操作。经电路设计、软件编程、软硬件联调等过程，所做实物能进行模拟交通灯的功能，运行过程中能进行倒计时，实现指向箭头的方向及颜色变化，灯泡颜色的变化。经过Proteus仿真，以及相关硬件实物的调试，该系统功能可靠、结构简单、性价比高。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的背景及意义 1
1.2国内外发展现状 2
第二章 系统架构及方案论证 4
2.1论文研究内容 4
2.2系统结构框图 4
2.3结构安排 4
第三章 硬件设计 6
3.1单片机及其外围电路 6
3.1.1主控芯片 7
3.1.2 AT89C52单片机引脚图及其功能 7
3.1.3 AT89C52单片机最小系统和相关应用 8
3.2晶振电路 8
3.2.1晶振电路的原理 8
3.2.2晶振电路的作用 9
3.3数码管电路 9
3.3.1数码管引脚及其功能 10
3.3.2 74HC154性能简介 10
3.4 LED双色点阵模块 12
3.5锁存器 13
3.5.1锁存器的性能简介 13
3.5.2锁存器的引脚及其功能 14
3.5.3锁存器的应用实例 15
3.6按键模块的设置 15
第四章 软件设计 16
4.1 C语言编写单片机程序的优势 16
4.2 Proteus 16
4.3 仿真 16
4.3.1仿真效果图 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 4.4 软件程序设计流程图 18
第五章 实物调试及问题解决 19
5.1实物调试 19
5.2问题的发现与解决 19
5.2.1硬件部分 19
5.2.2软件部分 20
5.3 最终实物调试结果 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1论文研究的背景及意义
经济的快速发展离不开便捷的交通，它与人们的生活密不可分。良好的交通可以促进人口流动，吸引更多追求快节奏生活的年轻人。城市交通水平直接影响人们生活质量以及幸福感，因此便捷的交通是一个现代化都市的重要组成部分。交通路口是城市道路的重中之重，也是城市经济发展的重要组成部分。如若交通发生堵塞，最可能发生的地段就是道路口处，尤其是十字路口，是众多交通事故的多发地。所以如果能很好地把交通路口的指挥控制系统设置好，将会极大地减少交通事故的多发率，并且尖山交通堵塞的时间。在现在社会，尤其是上班下班高峰期时段，不仅仅大型城市，就连小城市里也堵得水泄不通。所以改变现在的交通系统已经成了当务之急。路口倒计时的控制，设置是否合理，是否能根据人流量进行合理的分流，高峰期是否能进行合理的指挥，都是很好的解决办法。越来越多的私家车使道路变得拥挤。据统计对交通容量的需求呈上升趋势，这就表明道路容量仍满足不了车流量，这种状况在短期内是不可能改变的。虽然控制硬件的改进，但是通过计算机控制系统进行的交通控制在逻辑方面并没有取得重大突破。
智能交通作为现代交通压力的主要解决方案之一逐渐进入人们的视野。自1868年第一个交通灯问世以来，交通灯的发展经历了红蓝交通灯、红绿交通灯、红黄绿交通灯、智能交通灯的变化。现在广泛使用的红黄绿交通灯的主要规则是当绿灯亮时，车辆可以直走并左转，除非在十字路口前有一个强制性的禁止标志。左转或右转的车辆必须让直路车辆和行人先行。当红灯亮时，高速公路上的车辆不允许越过人行道。黄灯的意思是等待，当黄灯时，车辆必须减速，但是离停车线很近，不能安全停车的车辆可以进入十字路口。而主要功能是通过不同颜色的灯光指示车辆和行人通过交叉口，保证车辆和行人的安全通行。
完善的交通系统能有效的解决道路拥堵的问题，但我国在这方面还是有所欠缺。由于计算机硬件与软件实力差距较大，因此，很多策略不能够验证它的可行性。当今的一些想法理论行得通，但却忽略了对之前的控制策略进行改良。智能化和集成化的交通信号控制系统是未来的发展方向，而突破口在于如何优化智能交通控制，这能够很好的解决交通堵塞问题。适合城市交通发展的交通控制系统一定是智能化的，所谓智能交通就是在空间和时间上规划交通网。智能交通的目标是提高交通管理的效率，缩短延误时间从而提高经济效益。因此看该研究具有一定的现实意义。
1.2国内外发展现状
时代在发展智能化程度不断提高，私家车数量不断增长，因此，对道路容纳量的要求也在不断提高。道路交通问题正逐步成为经济和社会发展中的共同问题。
交通灯的概念出现在古代罗马帝国时期，当时的公民注意到行人和骑马旅行者之间的冲突。直到19世纪60年代才有一个切实可行的解决方案是在伦敦以交通控制设备的形式实现在十字路口指挥驾驶员的有臂装置。现代交通灯是在美国发明的。1918年，纽约有一个三色系统，是由街道中间的一座塔控制。1926年第一个由计时器激活的自动信号被安装在伦敦。随着计算机的使用，交通灯的控制发生了很大的变化（1952年，第一台模拟计算机在丹佛问世，1959年，第一台数字计算机在多伦多问世）。目前，在许多城市中，控制器通过对当前交通状态应用控制动作进行实时操作。然而，仍然有许多静止的交通灯控制运行。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的背景及意义 1
1.2国内外发展现状 2
第二章 系统架构及方案论证 4
2.1论文研究内容 4
2.2系统结构框图 4
2.3结构安排 4
第三章 硬件设计 6
3.1单片机及其外围电路 6
3.1.1主控芯片 7
3.1.2 AT89C52单片机引脚图及其功能 7
3.1.3 AT89C52单片机最小系统和相关应用 8
3.2晶振电路 8
3.2.1晶振电路的原理 8
3.2.2晶振电路的作用 9
3.3数码管电路 9
3.3.1数码管引脚及其功能 10
3.3.2 74HC154性能简介 10
3.4 LED双色点阵模块 12
3.5锁存器 13
3.5.1锁存器的性能简介 13
3.5.2锁存器的引脚及其功能 14
3.5.3锁存器的应用实例 15
3.6按键模块的设置 15
第四章 软件设计 16
4.1 C语言编写单片机程序的优势 16
4.2 Proteus 16
4.3 仿真 16
4.3.1仿真效果图 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 4.4 软件程序设计流程图 18
第五章 实物调试及问题解决 19
5.1实物调试 19
5.2问题的发现与解决 19
5.2.1硬件部分 19
5.2.2软件部分 20
5.3 最终实物调试结果 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1论文研究的背景及意义
经济的快速发展离不开便捷的交通，它与人们的生活密不可分。良好的交通可以促进人口流动，吸引更多追求快节奏生活的年轻人。城市交通水平直接影响人们生活质量以及幸福感，因此便捷的交通是一个现代化都市的重要组成部分。交通路口是城市道路的重中之重，也是城市经济发展的重要组成部分。如若交通发生堵塞，最可能发生的地段就是道路口处，尤其是十字路口，是众多交通事故的多发地。所以如果能很好地把交通路口的指挥控制系统设置好，将会极大地减少交通事故的多发率，并且尖山交通堵塞的时间。在现在社会，尤其是上班下班高峰期时段，不仅仅大型城市，就连小城市里也堵得水泄不通。所以改变现在的交通系统已经成了当务之急。路口倒计时的控制，设置是否合理，是否能根据人流量进行合理的分流，高峰期是否能进行合理的指挥，都是很好的解决办法。越来越多的私家车使道路变得拥挤。据统计对交通容量的需求呈上升趋势，这就表明道路容量仍满足不了车流量，这种状况在短期内是不可能改变的。虽然控制硬件的改进，但是通过计算机控制系统进行的交通控制在逻辑方面并没有取得重大突破。
智能交通作为现代交通压力的主要解决方案之一逐渐进入人们的视野。自1868年第一个交通灯问世以来，交通灯的发展经历了红蓝交通灯、红绿交通灯、红黄绿交通灯、智能交通灯的变化。现在广泛使用的红黄绿交通灯的主要规则是当绿灯亮时，车辆可以直走并左转，除非在十字路口前有一个强制性的禁止标志。左转或右转的车辆必须让直路车辆和行人先行。当红灯亮时，高速公路上的车辆不允许越过人行道。黄灯的意思是等待，当黄灯时，车辆必须减速，但是离停车线很近，不能安全停车的车辆可以进入十字路口。而主要功能是通过不同颜色的灯光指示车辆和行人通过交叉口，保证车辆和行人的安全通行。
完善的交通系统能有效的解决道路拥堵的问题，但我国在这方面还是有所欠缺。由于计算机硬件与软件实力差距较大，因此，很多策略不能够验证它的可行性。当今的一些想法理论行得通，但却忽略了对之前的控制策略进行改良。智能化和集成化的交通信号控制系统是未来的发展方向，而突破口在于如何优化智能交通控制，这能够很好的解决交通堵塞问题。适合城市交通发展的交通控制系统一定是智能化的，所谓智能交通就是在空间和时间上规划交通网。智能交通的目标是提高交通管理的效率，缩短延误时间从而提高经济效益。因此看该研究具有一定的现实意义。
1.2国内外发展现状
时代在发展智能化程度不断提高，私家车数量不断增长，因此，对道路容纳量的要求也在不断提高。道路交通问题正逐步成为经济和社会发展中的共同问题。
交通灯的概念出现在古代罗马帝国时期，当时的公民注意到行人和骑马旅行者之间的冲突。直到19世纪60年代才有一个切实可行的解决方案是在伦敦以交通控制设备的形式实现在十字路口指挥驾驶员的有臂装置。现代交通灯是在美国发明的。1918年，纽约有一个三色系统，是由街道中间的一座塔控制。1926年第一个由计时器激活的自动信号被安装在伦敦。随着计算机的使用，交通灯的控制发生了很大的变化（1952年，第一台模拟计算机在丹佛问世，1959年，第一台数字计算机在多伦多问世）。目前，在许多城市中，控制器通过对当前交通状态应用控制动作进行实时操作。然而，仍然有许多静止的交通灯控制运行。
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