51单片机的交通灯控制系统开发设计
摘 要 随着城市经济化建设的加快，人们出行方式的改变，交通灯控制系统已经成为保护城市道路安全的一道重要的屏障。交通信号灯是一条道路的灵魂，对于平衡交通网络车流量，使道路秩序井然，提升道路通行效率，减少交通事故的频繁发生有显著的效果。本次系统设计是以单片机STC89C52为核心，辅以交通灯显示，数码管显示，按键控制和串口与MCGS通信功能。本次设计包含了程序设计、硬件电路设计和MCGS监视三大部分。本系统除了拥有基本交通灯功能外，还定义了时间、拥有数码管倒计时、处理紧急情况、不同时段点亮信号灯、违规车辆检测以及夜间模式控制和串口通信等功能。软件上采用KEIL编程，主要编写数码管显示函数，按键控制函数，延时函数，交通灯显示程序，串口发送程序等。通过软硬件烧写，实现了对十字路口交通信号灯控制系统的模拟。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 研究现状 1
1.3 系统设计的意义 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1 交通灯控制系统的设计要求 3
2.2 系统总体结构 4
2.3 系统功能介绍 5
2.3.1 倒计时显示功能 5
2.3.2 紧急处理和夜间模式功能 5
2.3.3 交通灯显示功能 5
2.3.4 串口通信功能 6
2.3.5 违规车辆检测功能 6
第三章 硬件电路设计 7
3.1 STC89C52单片机的概述 7
3.2 单片机主控制模块 9
3.2.1 最小系统 9
3.2.2 晶振模块电路 10
3.2.3 复位电路 11
3.3 数码管显示电路 12
3.4 交通灯显示电路 13
3.5 键盘输入电路 14
3.6 违规车辆检测电路 14
3.7 MCGS监视模块 15
第四章 软件设计 17
4.1 系统软件的设计要求 17<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
br /> 4.1.1 总程序流程图 17
4.1.2 显示程序流程图 18
4.2 系统程序的设计 19
4.2.1 部分主函数程序设计 19
4.2.2 按键设置程序的设计 20
4.2.3 倒计时显示程序的设计 21
4.2.4 紧急情况处理程序的设计 22
4.2.5 串口程序设计 23
4.2.6 脚本驱动程序设计 24
4.3 本章小结 25
第五章 系统调试 26
5.1 硬件模块调试 26
5.2 软件程序调试 27
5.3 软、硬件综合调试 28
第六章 总结 31
致谢 32
参考文献 33
附录 37
附录一：总程序 37
附录二：外文文献翻译 47
绪论
1.1 选题背景
交通是一个城市建设的基本需求和先决条件，是现代人们生存的基础和文明标志，也是维系社会经济的重要纽带。自进入21世纪，随着人们生活水平和物质水平的提高，汽车现已经成为人们日常生活中必不可缺少的交通工具。交通工具在给人们带来方便的同时，也使城市交通问题成为城市现代化发展，城市经济建设的首要问题。如交通道路堵塞，环境污染，噪声污染，交通事故的频繁发生，不仅给人们的生命和财产带来了重大的损失，也不利于城市现代化建设。城市的交通控制系统是当今城市交通监控指挥系统体系中最重要的组成部分，其作用主要是用于协调控制交通信号灯，平衡交通网络车流量，通过人工干预减少交通事故的发生。交叉路口处交通秩序井然，车辆有条不紊的运行，这一切都是在交通灯控制系统控制下道路安全有序的现象。交通信号灯是一条道路的灵魂，道路的发展离不开交通信号灯。交通灯控制系统对于确保机动车辆的安全行驶，维持城市间道路的顺畅，疏通交通流量、提升道路的通行效率，减少道路交通安全事故的发生，管理城市交通秩序有明显的帮助。现在在人们日常起居和工作中，交通信号灯已经变成了我们生活中的一部分，不可缺失，是维护城市交通秩序规则的重要手段。城市交通信号控制是通过把在同一时间，同一地点相互冲突的交通流适当的分开，来确保城市交通在十字路口处通行安全并充分发挥在复杂道路上信号控制交通的通行能力，从而减少交通事故的发生和减轻对环境造成的噪声污染和空气污染，以达到缓解交通堵塞现状，提高交通运输的运行效率，改善通行和运输安全，提高运营效率的目的。
1.2 研究现状
近年来，随着城市化建设的加快，人类生活水平的提高，越来越多的人选择了私家车作为自己工作和旅游的主要交通工具，尤其是发达城市人们拥有的汽车量正在逐年的提高，如上海，北京等。城市中机动车的急剧增长，不仅对我们的城市交通造成了严重的问题，如城市间交通拥堵，交通事故的频繁发生，汽油等能源消耗的加大、空气污染和噪声污染。而且也对人民日常的起居、工作造成了严重的影响，使交通问题成为了城市经济发展道路上的重大障碍。城市道路交通问题主要表现在：道路上车辆相互拥挤；机动车在人行道、非机动车道随意停放；百姓平均出行时间较长，出行效率下降；交通流量过于集中复杂路段而导致复杂路段交通拥挤而引发的交通堵塞；城市道路网络不完善；车辆分流难以实施，各类车辆杂乱无章等。随着我国经济建设的加快，城市人口的急速增加，汽车保有量逐年提高，交通网络的不健全，道路交通基础设施的不完善，路网分布不合理等，导致城市交通压力大，使城市交通问题成为百姓和政府密切关注的重要问题。因此我们一定要重视我国的交通现状，实施交通需求管理，改善交通运行环境，为此开发出一个合理的有效的契合我们自身特点的交通控制系统来解决当今城市道路上交通拥堵，交通事故频发，环境污染问题，已成为当前我国经济建设过程中的首要任务。?
1.3 系统设计的意义
交通在城市建设和人们日常生活领域中占有非常重要的地位。随着我国经济化进程的加速，私家车、公交车拥有量的增加，交通不仅成为了人们日常生活的一部分，也无疑会给我国的道路交通系统造成严重困扰。很多大城市上交通拥挤堵塞，交通事故，空气、噪声污染问题屡见不鲜。因此，设计一个安全、可靠、稳定的交通灯控制系统具有很大的实效性。道路交通信号灯的现世，对有效的管理交通，疏导交通流量、道路的通行效率的提高，减少交通安全事故的发生有显著的帮助，这为我设计提供了参考。为此我选择交通灯控制系统设计这一课题作为毕业设计。采用STC89C52单片机为核心控制器、8位数码管、LED组成显示电路，MCGS作为监视电路。设计出具有结构简单，可靠性高，成本低廉，实用性高等特点的交通灯控制系统，在遇到突发状况时，可以人为干预通过按键控制南北信号灯亮允许道路通行、东西信号灯灭禁止道路通行或东西信号灯亮允许道路通行、南北信号灯灭禁止道路通行来解决交通紧急的实际问题，整个电路简单可控，易于实现。通过软硬调试来模拟实际交通灯的运行状态，可以了解现实中的交通灯控制系统。通过模拟调试找到实际中的不足，为今后的系统完善做出一些贡献。
第二章 系统总体方案设计
2.1 交通灯控制系统的设计要求
本次毕业设计是以STC89C52单片机为核心，结合大学所学过的单片机，组态控制等课程所学过的知识，完成交通灯控制系统中硬件电路的设计和软件编写，并实现一定的交通功能。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 研究现状 1
1.3 系统设计的意义 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1 交通灯控制系统的设计要求 3
2.2 系统总体结构 4
2.3 系统功能介绍 5
2.3.1 倒计时显示功能 5
2.3.2 紧急处理和夜间模式功能 5
2.3.3 交通灯显示功能 5
2.3.4 串口通信功能 6
2.3.5 违规车辆检测功能 6
第三章 硬件电路设计 7
3.1 STC89C52单片机的概述 7
3.2 单片机主控制模块 9
3.2.1 最小系统 9
3.2.2 晶振模块电路 10
3.2.3 复位电路 11
3.3 数码管显示电路 12
3.4 交通灯显示电路 13
3.5 键盘输入电路 14
3.6 违规车辆检测电路 14
3.7 MCGS监视模块 15
第四章 软件设计 17
4.1 系统软件的设计要求 17<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
br /> 4.1.1 总程序流程图 17
4.1.2 显示程序流程图 18
4.2 系统程序的设计 19
4.2.1 部分主函数程序设计 19
4.2.2 按键设置程序的设计 20
4.2.3 倒计时显示程序的设计 21
4.2.4 紧急情况处理程序的设计 22
4.2.5 串口程序设计 23
4.2.6 脚本驱动程序设计 24
4.3 本章小结 25
第五章 系统调试 26
5.1 硬件模块调试 26
5.2 软件程序调试 27
5.3 软、硬件综合调试 28
第六章 总结 31
致谢 32
参考文献 33
附录 37
附录一：总程序 37
附录二：外文文献翻译 47
绪论
1.1 选题背景
交通是一个城市建设的基本需求和先决条件，是现代人们生存的基础和文明标志，也是维系社会经济的重要纽带。自进入21世纪，随着人们生活水平和物质水平的提高，汽车现已经成为人们日常生活中必不可缺少的交通工具。交通工具在给人们带来方便的同时，也使城市交通问题成为城市现代化发展，城市经济建设的首要问题。如交通道路堵塞，环境污染，噪声污染，交通事故的频繁发生，不仅给人们的生命和财产带来了重大的损失，也不利于城市现代化建设。城市的交通控制系统是当今城市交通监控指挥系统体系中最重要的组成部分，其作用主要是用于协调控制交通信号灯，平衡交通网络车流量，通过人工干预减少交通事故的发生。交叉路口处交通秩序井然，车辆有条不紊的运行，这一切都是在交通灯控制系统控制下道路安全有序的现象。交通信号灯是一条道路的灵魂，道路的发展离不开交通信号灯。交通灯控制系统对于确保机动车辆的安全行驶，维持城市间道路的顺畅，疏通交通流量、提升道路的通行效率，减少道路交通安全事故的发生，管理城市交通秩序有明显的帮助。现在在人们日常起居和工作中，交通信号灯已经变成了我们生活中的一部分，不可缺失，是维护城市交通秩序规则的重要手段。城市交通信号控制是通过把在同一时间，同一地点相互冲突的交通流适当的分开，来确保城市交通在十字路口处通行安全并充分发挥在复杂道路上信号控制交通的通行能力，从而减少交通事故的发生和减轻对环境造成的噪声污染和空气污染，以达到缓解交通堵塞现状，提高交通运输的运行效率，改善通行和运输安全，提高运营效率的目的。
1.2 研究现状
近年来，随着城市化建设的加快，人类生活水平的提高，越来越多的人选择了私家车作为自己工作和旅游的主要交通工具，尤其是发达城市人们拥有的汽车量正在逐年的提高，如上海，北京等。城市中机动车的急剧增长，不仅对我们的城市交通造成了严重的问题，如城市间交通拥堵，交通事故的频繁发生，汽油等能源消耗的加大、空气污染和噪声污染。而且也对人民日常的起居、工作造成了严重的影响，使交通问题成为了城市经济发展道路上的重大障碍。城市道路交通问题主要表现在：道路上车辆相互拥挤；机动车在人行道、非机动车道随意停放；百姓平均出行时间较长，出行效率下降；交通流量过于集中复杂路段而导致复杂路段交通拥挤而引发的交通堵塞；城市道路网络不完善；车辆分流难以实施，各类车辆杂乱无章等。随着我国经济建设的加快，城市人口的急速增加，汽车保有量逐年提高，交通网络的不健全，道路交通基础设施的不完善，路网分布不合理等，导致城市交通压力大，使城市交通问题成为百姓和政府密切关注的重要问题。因此我们一定要重视我国的交通现状，实施交通需求管理，改善交通运行环境，为此开发出一个合理的有效的契合我们自身特点的交通控制系统来解决当今城市道路上交通拥堵，交通事故频发，环境污染问题，已成为当前我国经济建设过程中的首要任务。?
1.3 系统设计的意义
交通在城市建设和人们日常生活领域中占有非常重要的地位。随着我国经济化进程的加速，私家车、公交车拥有量的增加，交通不仅成为了人们日常生活的一部分，也无疑会给我国的道路交通系统造成严重困扰。很多大城市上交通拥挤堵塞，交通事故，空气、噪声污染问题屡见不鲜。因此，设计一个安全、可靠、稳定的交通灯控制系统具有很大的实效性。道路交通信号灯的现世，对有效的管理交通，疏导交通流量、道路的通行效率的提高，减少交通安全事故的发生有显著的帮助，这为我设计提供了参考。为此我选择交通灯控制系统设计这一课题作为毕业设计。采用STC89C52单片机为核心控制器、8位数码管、LED组成显示电路，MCGS作为监视电路。设计出具有结构简单，可靠性高，成本低廉，实用性高等特点的交通灯控制系统，在遇到突发状况时，可以人为干预通过按键控制南北信号灯亮允许道路通行、东西信号灯灭禁止道路通行或东西信号灯亮允许道路通行、南北信号灯灭禁止道路通行来解决交通紧急的实际问题，整个电路简单可控，易于实现。通过软硬调试来模拟实际交通灯的运行状态，可以了解现实中的交通灯控制系统。通过模拟调试找到实际中的不足，为今后的系统完善做出一些贡献。
第二章 系统总体方案设计
2.1 交通灯控制系统的设计要求
本次毕业设计是以STC89C52单片机为核心，结合大学所学过的单片机，组态控制等课程所学过的知识，完成交通灯控制系统中硬件电路的设计和软件编写，并实现一定的交通功能。
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