基于stc单片机的交通灯控制系统的软件设计(附件)【字数：7938】
摘 要本课题是基于STC单片机的交通灯控制系统的软件设计，系统主要由STC89C52片机、单片机最小系统、74HC245驱动电路和按键模块、LED和数码管显示、红外传感器、晶振电路、复位电路等部分组成。系统模拟利用Led作为信号灯，数码管作为倒计时显示，外部加按键模块，可人为调节系统工作模式，使系统更具实用性，灵活，能及时应对各种突发情况。本设计模拟运行效果稳定，能保证在正常交通灯的基础上，利用红外传感器检测车流量来改变倒计时，达到缓解交通堵塞的目的。利用外部按键功能来改变系统的工作模式，深夜模式则是车辆很少的情况下，四个路口都变为黄灯闪烁，车辆可以择机通过；紧急模式则是四个路口都为红灯禁止通行；单项模式则是允许单方向通行；日常模式则是根据车流量改变倒计时时间。
目 录
第一章 背景意义和 国外研究状况 2
1.1 背景意义 2
1.2国内外研究状况 2
第二章 系统方案设计与要求 4
2.1单片机智能交通灯控制系统设计 4
2.2智能交通灯系统设计 5
2.2.1按键模块功能 6
2.2.2车流量检测模块功能 6
2.2.3显示模块功能 6
2.3单片机智能交通灯控制系统的构成原理 6
第三章 系统硬件设计 8
3.1工作原理 8
3.2信号显示驱动电路 9
3.3键盘输入电路 9
3.4红外传感模拟电路 10
第四章 系统软件设计 10
4.1软件设计流程 10
4.2 Keil uVision4的应用 13
4.3 proteus的应用 14
4.4系统电路原理图 16
结论与展望 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章 背景和意义和国外研究状况
1.1 背景意义
由于国家综合实力的提升，社会的发展越来越快，人们的生活质量越来越高，交通变得越来越繁忙。在日常生活中交通堵塞给人们的出行活动带来了极大的影响，交通事故的发生率随之提高，车辆增多，坏境 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
污染严重对人们的健康也带来了隐患。解决交通堵塞的办法可以通过修更多的路来缓解交通堵塞或者是对出行车辆进行限行，但是这种办法并不能从根本上解决问题，都有一定的限制。
智能交通灯控制系统能有效缓解这一交通问题。让人们的出行更方便快捷，有效缓解人们的着急心情，减少因为闯红灯而发生的交通事故，保证人们的交通安全，减小环境污染，节约能源消耗。由此，本设计采用STC89C52单片机、单片机最小系统、外部按键、74HC245电路、红外线传感器和数码管显示等器件，设计出智能化的交通灯系统。系统利用数码管显示来显示倒计时，LED显示信号灯的颜色，来让人们做出正确的判断，在交通高峰期，可以在红外线传感器的检测下检测车流量，智能化的改变和调整信号灯的倒计时时间，到了深夜，车流量大大减小，可以自动切换为深夜模式，四个路口都为黄灯闪烁，过往车辆可以择机通过。
1.2国内外研究状况
在上个世纪70年代,随着自动化技术和计算机技术的快速发展，人类在智能化这一方面的技术也略有成就，能够有效的将交通灯智能化，成功将一些城市的交通智能化，有效的缓解了城市交通压力。西方一些发达国家很早就已经建立了智能化的交通控制系统。这些系统大部分都配备有磁环路探测器，以及其他新型的检测技术设备，使交通控制系统更加完善。在科研和知识理论上，提出了交通灯控制系统方向的一些创新想法。交通灯系统作为一种时变随机复杂系统，。城市交通控制研究的起源相对较早。1868年，伦敦的灯光信号灯到达伦敦标志着城市交通管制的开始。1926年，芝加哥通过了交通灯控制计划，在每个十字路口设置了一个交通灯，用于单方向交通方式。在此基础上，交通灯控制系统不断地改善和提高，使得交通更安全，效率更高，减少了环境污染。虽然模糊控制可以有效地处理模糊信息，但得到的规则相对粗糙，规则表查找表被用于控制，虽然运算速度相对较快，但没有自学习函数。其中很多研究是按相序进行的。不能保证相序和现实的交通状况是一致的，不能使交通的时间达到最好效果。有些创新提出了变相序的模糊控制方法结合使用，可以使时间利用率大大提高，可以弥补了相位序列的缺点，但任然有它的不足之处。
第二章 系统方案设计与要求
2.1单片机智能交通灯控制系统设计
根据日常所见的交通灯得出具体的显示状态图：图中黑色的点代表指示灯是亮的，白色的点代表指示灯是灭的，箭头代表通行方向。从两方是红灯和绿灯开始如图21，下一个状态则是图22绿灯变为黄灯而红灯则还是红灯 ，再则是黄灯变为红灯，红灯变为绿灯如图23，最后则是红灯变绿灯，绿灯变黄灯如图24再到图21状态，反复循坏，在深夜则是4个路口是黄灯闪烁。
/
图21 主干红灯次干绿灯 图22 主干红灯次干黄灯
/
图23 主干绿灯次干红灯 图24 主干黄灯次干红灯
假设图左右为主干道，上下为次干道。
图21：当主干道是红灯时，车辆禁止通过，次干道是绿灯时，车辆允许通过，倒计时3秒。
图22：当主干道是红灯时，车辆禁止通过，次干道是黄灯时，车辆等待通过，倒计时3秒。
图23：当次干道是红灯时，车辆禁止通过，主干道是绿灯时，车辆允许通过，倒计时30秒。
图24：当次干道是红灯时，车辆禁止通过，主干道是黄灯时，车辆等待通过，倒计时3秒
此外还有深夜模式，东南西北都时黄灯，所有方向允许通行。
交通灯状态和过往车辆的状态见下表21所示。利用二进制来代表信号灯的亮灭情况，0代表信号灯灭，1代表信号灯亮。在不检测车流量时，交通灯控制系统按固定时间倒计时跟普通交通灯一样，在高峰期时，则利用红外线检测车流量改变倒计时时间，达到智能控制目的。外部还安装了按键功能，可以通过按键来达到复位的功能或其他一些特殊功能，让交通秩序平稳。
目 录
第一章 背景意义和 国外研究状况 2
1.1 背景意义 2
1.2国内外研究状况 2
第二章 系统方案设计与要求 4
2.1单片机智能交通灯控制系统设计 4
2.2智能交通灯系统设计 5
2.2.1按键模块功能 6
2.2.2车流量检测模块功能 6
2.2.3显示模块功能 6
2.3单片机智能交通灯控制系统的构成原理 6
第三章 系统硬件设计 8
3.1工作原理 8
3.2信号显示驱动电路 9
3.3键盘输入电路 9
3.4红外传感模拟电路 10
第四章 系统软件设计 10
4.1软件设计流程 10
4.2 Keil uVision4的应用 13
4.3 proteus的应用 14
4.4系统电路原理图 16
结论与展望 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章 背景和意义和国外研究状况
1.1 背景意义
由于国家综合实力的提升，社会的发展越来越快，人们的生活质量越来越高，交通变得越来越繁忙。在日常生活中交通堵塞给人们的出行活动带来了极大的影响，交通事故的发生率随之提高，车辆增多，坏境 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
污染严重对人们的健康也带来了隐患。解决交通堵塞的办法可以通过修更多的路来缓解交通堵塞或者是对出行车辆进行限行，但是这种办法并不能从根本上解决问题，都有一定的限制。
智能交通灯控制系统能有效缓解这一交通问题。让人们的出行更方便快捷，有效缓解人们的着急心情，减少因为闯红灯而发生的交通事故，保证人们的交通安全，减小环境污染，节约能源消耗。由此，本设计采用STC89C52单片机、单片机最小系统、外部按键、74HC245电路、红外线传感器和数码管显示等器件，设计出智能化的交通灯系统。系统利用数码管显示来显示倒计时，LED显示信号灯的颜色，来让人们做出正确的判断，在交通高峰期，可以在红外线传感器的检测下检测车流量，智能化的改变和调整信号灯的倒计时时间，到了深夜，车流量大大减小，可以自动切换为深夜模式，四个路口都为黄灯闪烁，过往车辆可以择机通过。
1.2国内外研究状况
在上个世纪70年代,随着自动化技术和计算机技术的快速发展，人类在智能化这一方面的技术也略有成就，能够有效的将交通灯智能化，成功将一些城市的交通智能化，有效的缓解了城市交通压力。西方一些发达国家很早就已经建立了智能化的交通控制系统。这些系统大部分都配备有磁环路探测器，以及其他新型的检测技术设备，使交通控制系统更加完善。在科研和知识理论上，提出了交通灯控制系统方向的一些创新想法。交通灯系统作为一种时变随机复杂系统，。城市交通控制研究的起源相对较早。1868年，伦敦的灯光信号灯到达伦敦标志着城市交通管制的开始。1926年，芝加哥通过了交通灯控制计划，在每个十字路口设置了一个交通灯，用于单方向交通方式。在此基础上，交通灯控制系统不断地改善和提高，使得交通更安全，效率更高，减少了环境污染。虽然模糊控制可以有效地处理模糊信息，但得到的规则相对粗糙，规则表查找表被用于控制，虽然运算速度相对较快，但没有自学习函数。其中很多研究是按相序进行的。不能保证相序和现实的交通状况是一致的，不能使交通的时间达到最好效果。有些创新提出了变相序的模糊控制方法结合使用，可以使时间利用率大大提高，可以弥补了相位序列的缺点，但任然有它的不足之处。
第二章 系统方案设计与要求
2.1单片机智能交通灯控制系统设计
根据日常所见的交通灯得出具体的显示状态图：图中黑色的点代表指示灯是亮的，白色的点代表指示灯是灭的，箭头代表通行方向。从两方是红灯和绿灯开始如图21，下一个状态则是图22绿灯变为黄灯而红灯则还是红灯 ，再则是黄灯变为红灯，红灯变为绿灯如图23，最后则是红灯变绿灯，绿灯变黄灯如图24再到图21状态，反复循坏，在深夜则是4个路口是黄灯闪烁。
/
图21 主干红灯次干绿灯 图22 主干红灯次干黄灯
/
图23 主干绿灯次干红灯 图24 主干黄灯次干红灯
假设图左右为主干道，上下为次干道。
图21：当主干道是红灯时，车辆禁止通过，次干道是绿灯时，车辆允许通过，倒计时3秒。
图22：当主干道是红灯时，车辆禁止通过，次干道是黄灯时，车辆等待通过，倒计时3秒。
图23：当次干道是红灯时，车辆禁止通过，主干道是绿灯时，车辆允许通过，倒计时30秒。
图24：当次干道是红灯时，车辆禁止通过，主干道是黄灯时，车辆等待通过，倒计时3秒
此外还有深夜模式，东南西北都时黄灯，所有方向允许通行。
交通灯状态和过往车辆的状态见下表21所示。利用二进制来代表信号灯的亮灭情况，0代表信号灯灭，1代表信号灯亮。在不检测车流量时，交通灯控制系统按固定时间倒计时跟普通交通灯一样，在高峰期时，则利用红外线检测车流量改变倒计时时间，达到智能控制目的。外部还安装了按键功能，可以通过按键来达到复位的功能或其他一些特殊功能，让交通秩序平稳。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/7.html
