交通信号控制系统的开发(附件)
本设计为基于AT89C51单片机设计的智能交通信号灯，通过了解AT89C51单片机的相关功能，并了解交通信号灯相关电路的设计方案，使用proteus软件绘制出了其硬件电路图，通过设计交通信号灯的明灭规律，并了解汇编语言的编写，然后使用keil软件编译出交通信号灯闪灭的汇编代码，转化为仿真文件，并在proteus上完成仿真运行。设计的智能交通信号灯除了具备普通红绿灯红黄绿转换的基础功能外，还具备了调节交通信号灯红灯和绿灯持续燃亮时间的长短，能够随时控制时间间隔以减小车辆堵塞，在遇到紧急突发状况时，可以通过按键控制使得东西南北四个方向全部显示红灯，让紧急车辆通过应急车道优先通过，避免因交通堵塞出现延误。关键词单片机，交通信号灯，数码管，时间显示，汇编语言
目录
1 绪论 1
1.1 交通信号灯的发展及研究意义 1
1.2 路口交通灯设计技术及当下的情况 2
1.3 单片机的发展 3
2 方案设计 4
2.1 设计思路 4
2.2 设计原理 5
2.3 电源提供 6
2.4 显示界面 7
3 系统硬件设计 7
3.1 总体设计 7
3.2 单片机的选择 7
3.3 设备的选用 9
3.4 AT89C51芯片简介 9
3.4.1 AT89C51的主要性能 10
3.4.2 AT89C51的引脚功能 10
3.4.3 AT89C51的内部结构 13
3.5 74LS47芯片简介 13
3.6 单片机外围电路设计 14
3.6.1 系统工作原理 15
3.6.2 复位电路设计 16
3.6.3 外部晶振时钟电路设计 16
4 交通灯控制系统软件设计 18
4.1 时间设置 18
4.2 秒钟的设计 18
4.3 软件流程图 19
4.4 延时方法 21
5 proteus 仿真结果 22
5.1 交通灯接线图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
22
5.2 交通灯运行时仿真图 23
5.3 东西南北红绿交替转换 24
5.4 紧急情况 24
结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录 28
1 绪论
1.1 交通信号灯的发展及研究意义
如今，交通信号灯已安装在大部分的路口，成为管理交通安全最多用、最合理的处理工具。
上上世纪，英国首都已经拥有了散发红光、蓝光和黄光的机械类的交通信号灯，它的光来源于燃烧气体，来控制当时车辆的出行。这是现今世界上最早形式的交通红绿灯。1868年，英国工程师纳伊特在英国首都的一个大楼前的装上了世界上第一个靠焚烧气体发光的交通灯。它是由红色和绿色的两个能旋转的立体正方形灯笼形球体组成。红光表示为“不得前进”，绿色则表示为“允许前进”。1869年，靠燃烧气体发光的红绿灯发生爆裂，并使得相关交警受到了严重的创伤，最终导致其被撤销。
这种以燃气作为能量源的红绿灯是在美国开始的，它是由一个红色、绿色和黄色的椭圆状发光器构成的，它在1915年被安装在纽约第五大道的一座塔状大楼上。红灯表示“禁止前行”，绿灯表示“允许前行”[1]。
1918年，发明了能够自行调节的由红外线去感知外部状况的交通灯。一种是具有自控功能的交通灯，其中一种是在地面下放入感知压力的探测装置，当车辆距离红灯一段适当的距离后，它就会自主的由红变绿；另一种方法是通过发出特定的声音来触发交通灯变化，当车辆的喇叭发出声音时，红光会自动变成绿光。红外线红绿灯可以感测到行人走在有压力感应的道路上时走过马路的状况。红外线的光可以将信号的红光加长一段时间，并拖久车辆的通行时间，避免交通事故的发生。
通过各个时期的设计和改进，交通灯最终在城市的十字交叉路口散播开来。
交通信号灯的安装，对有效地改善各路口状况，调节交通车辆情况，提高道路行驶功能，减少交通事故发生的数目有很好的效果，更多地改善交警指挥的当前状况和分散交通堵塞的情况。目前，许多研究所人员设计出了许多先进优秀的交通灯控制案例，在疏散交通上更加优异，为人们提供了更快速便利的交通状况。
目前,城市面积仍在不断变大中,厂区交通也日益拥挤，对于交通信号灯设计要求要求越来越高,我们需要去设计更好红绿灯,以一个更高的水平来满足城市 路口交通的需要,不断去创新改善,以达到发展的需求,交通信号灯的研究与设计对发展起到了很大一部分的作用。
1.2 路口交通灯设计技术及当下的情况
随着城市边缘厂区大型交通运输设备的日益增加，许多城市边部厂区出现了交通拥挤堵塞的情况，因此，自80年代后，这些城市纷纷建设了城市高速通道，在高速通道建设完成的初始阶段，它们也曾高效地改进了交通通行堵塞状况。然而，随着交通设备数目的快速增大和缺少对高速通道的系统设计和研究，高速通道没有有效的体现出本应拥有的作用。而城市高速通道在结构上的特点，也决定了城市高速通道的交通情况会因为与普通路口的交界处状况难以处理而产生影响。所以，如何采用合适的设计方法，最佳程度上利用好消耗巨款修建的城市高速通道路，缓解主道路上车辆数目繁多的交通堵塞情况，越来越成为交通运输控制和城市设计规划部门待解决的主要问题[2]。
1.3 单片机的发展
计算机的发展在以下几个方面上都有较好的发展。这几个方向面别为:巨大化，独立化，网络化。为了解决复杂的系统方面的计算和高速有效的数据计算，较大的计算机仍在工作，因此较大的计算机目前正朝着快速的计算能力的方面工作。在单片机产生的时间里，因特尔将单片机认名为嵌入式的微控制器。单片机最明显的优点是可以加入到各种各样的设备中。这对于较大的计算机或网络来说是不可能的。
在当前的发展形势下，单片机的发展呈现出几个趋势:
目录
1 绪论 1
1.1 交通信号灯的发展及研究意义 1
1.2 路口交通灯设计技术及当下的情况 2
1.3 单片机的发展 3
2 方案设计 4
2.1 设计思路 4
2.2 设计原理 5
2.3 电源提供 6
2.4 显示界面 7
3 系统硬件设计 7
3.1 总体设计 7
3.2 单片机的选择 7
3.3 设备的选用 9
3.4 AT89C51芯片简介 9
3.4.1 AT89C51的主要性能 10
3.4.2 AT89C51的引脚功能 10
3.4.3 AT89C51的内部结构 13
3.5 74LS47芯片简介 13
3.6 单片机外围电路设计 14
3.6.1 系统工作原理 15
3.6.2 复位电路设计 16
3.6.3 外部晶振时钟电路设计 16
4 交通灯控制系统软件设计 18
4.1 时间设置 18
4.2 秒钟的设计 18
4.3 软件流程图 19
4.4 延时方法 21
5 proteus 仿真结果 22
5.1 交通灯接线图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
22
5.2 交通灯运行时仿真图 23
5.3 东西南北红绿交替转换 24
5.4 紧急情况 24
结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录 28
1 绪论
1.1 交通信号灯的发展及研究意义
如今，交通信号灯已安装在大部分的路口，成为管理交通安全最多用、最合理的处理工具。
上上世纪，英国首都已经拥有了散发红光、蓝光和黄光的机械类的交通信号灯，它的光来源于燃烧气体，来控制当时车辆的出行。这是现今世界上最早形式的交通红绿灯。1868年，英国工程师纳伊特在英国首都的一个大楼前的装上了世界上第一个靠焚烧气体发光的交通灯。它是由红色和绿色的两个能旋转的立体正方形灯笼形球体组成。红光表示为“不得前进”，绿色则表示为“允许前进”。1869年，靠燃烧气体发光的红绿灯发生爆裂，并使得相关交警受到了严重的创伤，最终导致其被撤销。
这种以燃气作为能量源的红绿灯是在美国开始的，它是由一个红色、绿色和黄色的椭圆状发光器构成的，它在1915年被安装在纽约第五大道的一座塔状大楼上。红灯表示“禁止前行”，绿灯表示“允许前行”[1]。
1918年，发明了能够自行调节的由红外线去感知外部状况的交通灯。一种是具有自控功能的交通灯，其中一种是在地面下放入感知压力的探测装置，当车辆距离红灯一段适当的距离后，它就会自主的由红变绿；另一种方法是通过发出特定的声音来触发交通灯变化，当车辆的喇叭发出声音时，红光会自动变成绿光。红外线红绿灯可以感测到行人走在有压力感应的道路上时走过马路的状况。红外线的光可以将信号的红光加长一段时间，并拖久车辆的通行时间，避免交通事故的发生。
通过各个时期的设计和改进，交通灯最终在城市的十字交叉路口散播开来。
交通信号灯的安装，对有效地改善各路口状况，调节交通车辆情况，提高道路行驶功能，减少交通事故发生的数目有很好的效果，更多地改善交警指挥的当前状况和分散交通堵塞的情况。目前，许多研究所人员设计出了许多先进优秀的交通灯控制案例，在疏散交通上更加优异，为人们提供了更快速便利的交通状况。
目前,城市面积仍在不断变大中,厂区交通也日益拥挤，对于交通信号灯设计要求要求越来越高,我们需要去设计更好红绿灯,以一个更高的水平来满足城市 路口交通的需要,不断去创新改善,以达到发展的需求,交通信号灯的研究与设计对发展起到了很大一部分的作用。
1.2 路口交通灯设计技术及当下的情况
随着城市边缘厂区大型交通运输设备的日益增加，许多城市边部厂区出现了交通拥挤堵塞的情况，因此，自80年代后，这些城市纷纷建设了城市高速通道，在高速通道建设完成的初始阶段，它们也曾高效地改进了交通通行堵塞状况。然而，随着交通设备数目的快速增大和缺少对高速通道的系统设计和研究，高速通道没有有效的体现出本应拥有的作用。而城市高速通道在结构上的特点，也决定了城市高速通道的交通情况会因为与普通路口的交界处状况难以处理而产生影响。所以，如何采用合适的设计方法，最佳程度上利用好消耗巨款修建的城市高速通道路，缓解主道路上车辆数目繁多的交通堵塞情况，越来越成为交通运输控制和城市设计规划部门待解决的主要问题[2]。
1.3 单片机的发展
计算机的发展在以下几个方面上都有较好的发展。这几个方向面别为:巨大化，独立化，网络化。为了解决复杂的系统方面的计算和高速有效的数据计算，较大的计算机仍在工作，因此较大的计算机目前正朝着快速的计算能力的方面工作。在单片机产生的时间里，因特尔将单片机认名为嵌入式的微控制器。单片机最明显的优点是可以加入到各种各样的设备中。这对于较大的计算机或网络来说是不可能的。
在当前的发展形势下，单片机的发展呈现出几个趋势:
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