单片机的多功能交通灯控制系统设计与仿真实现(附件)
本课题是基于AT89C52单片机设计的一种多功能交通灯控制系统。传统的交通灯全天以固定时间分流车辆的方式已不能适应如今的交通压力，设计多功能交通灯控制系统才能有效缓解现在越来越大的交通压力。以AT89C52单片机为核心，设计出具有紧急通行模式，手动设置模式，夜间黄闪模式以及单向通行模式等多模式交通信号灯控制系统。该交通信号灯控制系统由数码管显示模块，车流量检测模块，主控系统以及按键模块构成。最后，通过Proteus与Keil C联合仿真调试，完成对方案验证，仿真结果表明，本课题的设计原理正确、方案可行，并能够实现预期的基本功能。关键词 多模式交通灯，单片机，红外线，Proteus，Keil C
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 研究现状 3
1.4 研究内容 3
2 多功能交通灯系统系统总体方案设计 4
2.1 设计要求 4
2.2 整体方案设计 5
2.3 系统主要器件的选择 6
3 系统的硬件设计 8
3.1 系统的硬件整体设计 8
3.2 单片机最小硬件系统电路设计 8
3.3 ISP下载接口电路设计 10
3.4 红绿灯显示电路及其隔离驱动电路设计 10
3.5 LED数码管显示电路及其隔离驱动电路设计 11
3.6 按键电路设计 12
4 交通控制系统的软件设计 12
4.1 软件程序设计要求 12
4.2 软件主程序设计 12
4.3 软件子程序设计 13
5 软件系统调试 16
5.1 按键调试 17
5.2 车流量检测调试 18
5.3 正常通行调试 19
5.4 其他部分调试 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录：程序代码 27
1 绪论
随着时代的发展和科技的进步，各行各业都向着工业化、智能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
化发展，不断涌现新兴产品，如智能手环，甚至于传统行业的产品也朝着智能化的方向发展，比如智能家居。随着19世纪80年代，卡尔本茨研制成功了世界上第一辆汽车，这种代步机器已经发展了一百多年的历史了，现代产业化的流水线以及经济水平的提高使得汽车越来越成为每个家庭的必需品。从国家数据统计局查询到的数据显示，我国私人汽车拥有量从2012年的8800万辆左右到2016年的1.6亿左右，这短短的五年时间我国私人汽车拥有量提高了近百分之百。而新注册民用汽车数量从2102年的1700万辆左右增长到了2500万辆左右。
然而汽车产品的热销使得越来越多的私家车涌上街头，从而导致了交通的滞塞，传统交通灯的弊端和局限性就此体现出来。传统的交通灯无法灵活调节通行时间而且无法应对紧急情况。智能的交通灯的出现使得这一现象得到了有效的缓解。与其他交通信号相比，交通信号灯在交通系统中扮演着更为重要的角色，因此交通灯的性能决定了交通要道的畅通与安全。
最初的交通灯只有红绿两种颜色，黄色交通灯的出现使得交通灯更为完整，极大地改善了城市交通。从人体的视觉构造来看，人体眼球视网膜中的杆状感光细胞能够清楚辨别出黄色，而椎状感光细胞可以敏感地辨别红、绿、蓝光。从最原始的机械式控制交通信号灯到计算机控制的交通灯，从电控交通灯到当代多功能交通灯，交通信号灯也随着时代不断地更迭、成长和完美。
微控制器（Micro Controller Unit）俗称单片机，是近代计算机技术发展的一个重要分支，特别适用于控制领域，它是将计算机的主要部件：CPU、RAM、ROM、定时器/计算器、输入/输出接口电路等集成在一块大规模集成电路中，形成芯片级的微型计算机。它的体积非常小而且造价低，只需要一点点功耗就可以处理非常复杂的程序，性价比非常高。由于单片机具备这些特征，在我们日常生活中单片机的应用十分广泛，每个行业领域都有着单片机的身影。
1.1 研究背景
自从改革发展以来，我国的经济水平不断发展使得人民生活水平不断地提高，汽车从上流社会逐渐朝着普通家庭普及，同时整个社会对交通的需求急剧增加,城市的交通问题日益引起人们的关注。在各个国家和地区，交通系统的发达程度决定了当地的经济发展程度。所以各国当局把如何解决交通拥堵的难题当作为工作重心。
作为现代交通系统中最重要且最核心的部分，城市交通控制系统通过使用计算机管理系统来进行对城市中各个路段的车流量数据的检测与各个路口的交通信号灯控制。现在交通信号灯在整个交通管理系统中占有无可替代的的地位。近年来，城市车流量大幅度增长，与此同时大批的农村人口涌入城市，偏远地区人口涌入发达区域，使得部分地区的城市交通变得越来越“臃肿”。
显然如今的城市交通无法承受如此巨大的车流量，如果遇上早、晚高峰堵车，就算在一些三四线城市也可能把大量的时间浪费在路上。因此对于如何合理设定主、副干道交通的通行时间，减少十字路口的车辆堆积以及最大化缓解交通阻塞等问题，使用传统的交通信号灯显然就有些捉襟见肘了。现代交通对于交通信号灯的功能要求也随之提高，因此引入新的交通控制系统成为提高城市交通系统的稳定畅通的一个必要条件。
以越来越计算机化与智能化的交通管理和交通工程为基础，极大地加快了交通系统的发展。智能交通系统的特色是一体化、扩大化以及信息传输的互联化，它以交通工程和系统工程为核心，涉及但不仅限于通信技术、信息技术、电子技术。城市交通系统作为现代交通系统的核心部分，它的发展与利用直接提高了整个交通系统的性能。对每一个交通要道来讲，路面的宽度以及路口通行的交通情况是能否达到交通畅行无阻、行车安全保障、提高通行效率的重要指标。本次毕业设计主要目的在于缓减缓交通堵塞区域的压力，使车辆能够利用最短的时间安全地通过复杂多变的路口，不会导致某一方向的车辆积压，提高了道路交通的流畅与稳定。因此，智能交通控制系统在未来的社会发展中有着不可替代举足轻重的地位。
1.2 研究意义
目前随着社会经济的多元化发展，大量智能化低功率信号灯电路正在向着便捷化、车辆化、道路化的方向发展，日益受到人们的密切关注。有些城市建造城市高架桥梁，高架道路建设的早期阶段确实使交通条件得到有效改善。但是由于交通量突然增加和高速公路的系统性研究与控制的不足，高速公路尚未充分发挥其应有的作用。城市高速公路的结构特征决定了高架路段的交通必须受到城市固化建筑和普通道路建设条件的制约。人与车之间、车与车之间、道路与人车之间关系的协调已成为交通管理部门首要解决的重要任务之一。
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1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 研究现状 3
1.4 研究内容 3
2 多功能交通灯系统系统总体方案设计 4
2.1 设计要求 4
2.2 整体方案设计 5
2.3 系统主要器件的选择 6
3 系统的硬件设计 8
3.1 系统的硬件整体设计 8
3.2 单片机最小硬件系统电路设计 8
3.3 ISP下载接口电路设计 10
3.4 红绿灯显示电路及其隔离驱动电路设计 10
3.5 LED数码管显示电路及其隔离驱动电路设计 11
3.6 按键电路设计 12
4 交通控制系统的软件设计 12
4.1 软件程序设计要求 12
4.2 软件主程序设计 12
4.3 软件子程序设计 13
5 软件系统调试 16
5.1 按键调试 17
5.2 车流量检测调试 18
5.3 正常通行调试 19
5.4 其他部分调试 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录：程序代码 27
1 绪论
随着时代的发展和科技的进步，各行各业都向着工业化、智能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
化发展，不断涌现新兴产品，如智能手环，甚至于传统行业的产品也朝着智能化的方向发展，比如智能家居。随着19世纪80年代，卡尔本茨研制成功了世界上第一辆汽车，这种代步机器已经发展了一百多年的历史了，现代产业化的流水线以及经济水平的提高使得汽车越来越成为每个家庭的必需品。从国家数据统计局查询到的数据显示，我国私人汽车拥有量从2012年的8800万辆左右到2016年的1.6亿左右，这短短的五年时间我国私人汽车拥有量提高了近百分之百。而新注册民用汽车数量从2102年的1700万辆左右增长到了2500万辆左右。
然而汽车产品的热销使得越来越多的私家车涌上街头，从而导致了交通的滞塞，传统交通灯的弊端和局限性就此体现出来。传统的交通灯无法灵活调节通行时间而且无法应对紧急情况。智能的交通灯的出现使得这一现象得到了有效的缓解。与其他交通信号相比，交通信号灯在交通系统中扮演着更为重要的角色，因此交通灯的性能决定了交通要道的畅通与安全。
最初的交通灯只有红绿两种颜色，黄色交通灯的出现使得交通灯更为完整，极大地改善了城市交通。从人体的视觉构造来看，人体眼球视网膜中的杆状感光细胞能够清楚辨别出黄色，而椎状感光细胞可以敏感地辨别红、绿、蓝光。从最原始的机械式控制交通信号灯到计算机控制的交通灯，从电控交通灯到当代多功能交通灯，交通信号灯也随着时代不断地更迭、成长和完美。
微控制器（Micro Controller Unit）俗称单片机，是近代计算机技术发展的一个重要分支，特别适用于控制领域，它是将计算机的主要部件：CPU、RAM、ROM、定时器/计算器、输入/输出接口电路等集成在一块大规模集成电路中，形成芯片级的微型计算机。它的体积非常小而且造价低，只需要一点点功耗就可以处理非常复杂的程序，性价比非常高。由于单片机具备这些特征，在我们日常生活中单片机的应用十分广泛，每个行业领域都有着单片机的身影。
1.1 研究背景
自从改革发展以来，我国的经济水平不断发展使得人民生活水平不断地提高，汽车从上流社会逐渐朝着普通家庭普及，同时整个社会对交通的需求急剧增加,城市的交通问题日益引起人们的关注。在各个国家和地区，交通系统的发达程度决定了当地的经济发展程度。所以各国当局把如何解决交通拥堵的难题当作为工作重心。
作为现代交通系统中最重要且最核心的部分，城市交通控制系统通过使用计算机管理系统来进行对城市中各个路段的车流量数据的检测与各个路口的交通信号灯控制。现在交通信号灯在整个交通管理系统中占有无可替代的的地位。近年来，城市车流量大幅度增长，与此同时大批的农村人口涌入城市，偏远地区人口涌入发达区域，使得部分地区的城市交通变得越来越“臃肿”。
显然如今的城市交通无法承受如此巨大的车流量，如果遇上早、晚高峰堵车，就算在一些三四线城市也可能把大量的时间浪费在路上。因此对于如何合理设定主、副干道交通的通行时间，减少十字路口的车辆堆积以及最大化缓解交通阻塞等问题，使用传统的交通信号灯显然就有些捉襟见肘了。现代交通对于交通信号灯的功能要求也随之提高，因此引入新的交通控制系统成为提高城市交通系统的稳定畅通的一个必要条件。
以越来越计算机化与智能化的交通管理和交通工程为基础，极大地加快了交通系统的发展。智能交通系统的特色是一体化、扩大化以及信息传输的互联化，它以交通工程和系统工程为核心，涉及但不仅限于通信技术、信息技术、电子技术。城市交通系统作为现代交通系统的核心部分，它的发展与利用直接提高了整个交通系统的性能。对每一个交通要道来讲，路面的宽度以及路口通行的交通情况是能否达到交通畅行无阻、行车安全保障、提高通行效率的重要指标。本次毕业设计主要目的在于缓减缓交通堵塞区域的压力，使车辆能够利用最短的时间安全地通过复杂多变的路口，不会导致某一方向的车辆积压，提高了道路交通的流畅与稳定。因此，智能交通控制系统在未来的社会发展中有着不可替代举足轻重的地位。
1.2 研究意义
目前随着社会经济的多元化发展，大量智能化低功率信号灯电路正在向着便捷化、车辆化、道路化的方向发展，日益受到人们的密切关注。有些城市建造城市高架桥梁，高架道路建设的早期阶段确实使交通条件得到有效改善。但是由于交通量突然增加和高速公路的系统性研究与控制的不足，高速公路尚未充分发挥其应有的作用。城市高速公路的结构特征决定了高架路段的交通必须受到城市固化建筑和普通道路建设条件的制约。人与车之间、车与车之间、道路与人车之间关系的协调已成为交通管理部门首要解决的重要任务之一。
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