基于单片机的智能交通灯控制系统设计
基于单片机的智能交通灯控制系统设计[20200211151701]
摘要
近些年，我国城市化进程的飞快的发展，城市的交通出现明显的拥堵，交通系统的负担问题日益严重。如何缓解城市的交通拥堵已经成了一个人们关注的热点话题。因此，城市交通系统迫切需要一套高效，快捷，低成本的交通灯的控制系统，来解决这个问题。
本文针对此项问题，设计了一项智能高效的交通灯控制系统，以交通状况显示屏和交通灯为控制对象，以stc89c52单片机为核心。本设计开始会有一个初始的车流量的数值。然后根据现实中车辆的增减变化来，拥堵情况，进行对交通灯的智能变化。通过对系统的调整的完善，确定这套设计是可行的。
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关键字:路况单片机交通系统
目 录
1 绪论 1
1.2 智能交通灯系统的发展历程 1
1.3 内容安排 2
2 智能交通系统设计方案 3
2.1 整体功能设计要求 3
2.2 设计思路 3
2.3 方案介绍 3
3 交通灯的硬件设计 6
3.1 系统的结构框图 6
3.2 系统的各部分工作 7
3.2.1 晶振电路 7
3.2.2 复位电路 7
3.3.3 按键模块 7
3.34单片机控制模块 8
3．3.5 数码管显示模块 9
3.3.6 二极管显示模块 10
3.3.7 lcd12864显示模块 11
4 交通灯软件的设计 14
4.1 程序设计图 14
4.2 程序总流程图： 14
5 系统调试 18
5.1 调试平台 18
5.2实验步骤 19
5.2.1 仿真的设计 19
5.2.2 程序代码的编制 24
5.3程序调试 25
5.31烧录代码 25
5.32调试中遇到问题及解决方法 25
5.4实物的验证与调试 26
6 结束语 29
附录一：仿真图 31
附录二：代码 32
附录三：硬件清单 46
附录三： 电路图 47
致谢 48
1 绪论
1.1 背景及意义
20世纪二次世界大战之后，全球的经济发展情况对交通的运输提出了更加多的要求，这样便促进了交通的发展，这其中又以道路的交通为主。欧美国家从50到60年代大力发展汽车产业和道路的基础设施建设，形成了以道路交通为主体的交通运输体系。1868年12月10日，世界上第一个红绿灯在英国伦敦出现，而在1928，我国也正式出现了红绿灯。但是进入20世纪以后，私家车数量急剧的上涨，导致道路交通的问题也日益严重，但是传统的交通系统还可以负担交通。传统的交通灯由红，绿，黄三种颜色组成，红绿灯的颜色情况有固定的时间，优点是保持红绿灯系统的稳定性，故障的概率比较低，维修起来也比较方便，但是对于现在的复杂的交通情况，这种方式不够灵活的缺点暴露无遗。而今，交通已经不堪重负了，传统的交通灯已经很难满足人们的需求，人们需要一种灵活，多变，安全可靠，可以应对一些复杂情况的交通系统，因此，智能化的交通系统开始出现并且被投入到人们的生活中。
所谓的智能交通系统，是运用计算机网络和感应系统来管理交通灯的自动控制系统。智能化的交通系统。单片机作为一种微型的控制处理器，在交通系统中有许多实用的地方。单片机的系统可以很好的控制交通灯系统，快捷，高效率，环保，并且单片机在一些交通灯系统的其他功能上也可以很好的实现和应用。因此，在交通灯的智能化系统中，单片机便成为了一个很好的平台。单片机可以很好的使用计算机系统和感应系统来管理交通灯的自动控制。拥有很强的实用性，并且拥有很强的稳定性。
基于上述的原因，本文设计了一种交通系统，以平常的交通系统为基础，并且可以对过往的车流进行检测以及根据流量改变交通时间，并且用液晶屏来显示交通状况。此交通系统有着高效，节能，稳定性强的优点，并且有着很强的实用性。
1.2 智能交通灯系统的发展历程
智能交通系统是一个智能的感应控制系统。全世界各地的交通系统已经开始了许多智能化的发。智能交通系统最为广泛的应用是在日本，其次是美国和欧洲等地区，上世纪90年代以来，我国的智能交通便已经开始发展。中国的北京，上海等一些大城市也已经开始实施了。我国的智能交通系统的发展可以概括为以应用为主，支撑发展为目的，不断的与国际水平缩小差距。1994年我国学者参加了在法国巴黎召开的第一届ITS（intelligent transport system）大会，为中国的ITS拉开了序幕。中国的交通系统也在方便，安全，高效率，节能方面有着很大的进步。比如说倒计时显示可以使司机更方便的看清红绿灯的时长，增强安全性，再比如人行道的手动按钮，都是一些比较人性化的设定。2000年以后，北京的人行道上出现了许多人行道自助信号灯，人们在等红灯的时候使用按钮，便可以让交通系统知道行人要过马路。同时，节能环保的LED信号灯出现，老式的白炽灯交通灯被弃用，北京还出现了左转弯待转区的信号灯，当车辆要在左转弯车道进行左转弯时，直行信号灯变绿，车辆启动进入“左转待转区”，当信号灯成成绿色的时候车辆便可以左转。这种左转的方式可以有效地提高左转车辆的通行效率，这个发明如今在全通的交通系统中得到了广泛的运用。北京还研发了有倒计时的交通灯，司机可以根据信号灯变化的时间，来控制车速，从而减少了许多交通事故。还有可变换方向的箭头指示灯、闪烁提醒的指示灯都被运用到交通体系中，红绿灯的交通法规也不断出台和完善，而今，一系列更加智能的交通系统也加入其中，电子的检测系统系统，远程的操控技术，纷纷加入到了只能交通系统的行列中。使得现今的交通系统越来越强大。
1.3 内容安排
本论文共分五章。
第一章为绪论，本章主要介绍了课题相关的背景、课题的目的、课题所实现的功能和论文内容上的安排。
第二章为系统的设计方案的论证，本章主要介绍了该设计整体的思路和设计方案上的介绍，
第三章为系统的硬件，介绍整个系统的整体的结构，之后介绍子模块的设计和在整个系统中所能实现的功能。例如，单片机控制的模块、二极管的显示模块lcd12864显示模块，紧急按键模块等子模块的介绍。
第四章为软件的设计，本章阐述了程序的设计过程，包括设计平的台和程序的设计方案和过程。
第五章为系统的调试，本章详细介绍了仿真和仿真时候所遇到的困难和解决问题的方案。
2 智能交通系统设计方案
2.1 整体功能设计要求
一个交通十字路口，以南北方向为主干道。为了保障车辆的安全快速的通过，在路口设计了红绿灯。实现以下的功能：
（1）拥有一般交通系统的功能，可以实现在普通情况下对交通进行指挥。
（2）对主干道方向通行时的车流量进行检测，并且可以根据车流量改变通行时间
（3）Lcd显示屏对路况以及倒计时进行实时的显示，通报路况。
（4）实现紧急模块，手动对交通灯进行控制。
2.2 设计思路
东西南北的十字路口，以南北方向为主干道，并且在东西南北4个方向上都安装红绿黄的交通灯，来指挥交通。以此最普通的交通系统为基础，加入一个传感器，用这个传感器来测量主干道上通行时的车流量，通过内部程序的对车流量与内部设置的参数进行对比，来改变绿灯的通行时间，并且与lcd进行同步显示，如果车流量过多，lcd同步显示车流量过多，并且延长周期的时间，当车流量正常时，同步显示车流量正常，周期的时间恢复正常，这样便可以缓解车流量过多的问题，并且通过lcd的显示，可以提前分流车流量和保证了交通道路的安全性。之后再加入紧急按钮，均为红灯，和南北方向绿灯，并且同步在lcd上显示禁止通行和南北通行，同时加入倒计时的显示。
摘要
近些年，我国城市化进程的飞快的发展，城市的交通出现明显的拥堵，交通系统的负担问题日益严重。如何缓解城市的交通拥堵已经成了一个人们关注的热点话题。因此，城市交通系统迫切需要一套高效，快捷，低成本的交通灯的控制系统，来解决这个问题。
本文针对此项问题，设计了一项智能高效的交通灯控制系统，以交通状况显示屏和交通灯为控制对象，以stc89c52单片机为核心。本设计开始会有一个初始的车流量的数值。然后根据现实中车辆的增减变化来，拥堵情况，进行对交通灯的智能变化。通过对系统的调整的完善，确定这套设计是可行的。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:路况单片机交通系统
目 录
1 绪论 1
1.2 智能交通灯系统的发展历程 1
1.3 内容安排 2
2 智能交通系统设计方案 3
2.1 整体功能设计要求 3
2.2 设计思路 3
2.3 方案介绍 3
3 交通灯的硬件设计 6
3.1 系统的结构框图 6
3.2 系统的各部分工作 7
3.2.1 晶振电路 7
3.2.2 复位电路 7
3.3.3 按键模块 7
3.34单片机控制模块 8
3．3.5 数码管显示模块 9
3.3.6 二极管显示模块 10
3.3.7 lcd12864显示模块 11
4 交通灯软件的设计 14
4.1 程序设计图 14
4.2 程序总流程图： 14
5 系统调试 18
5.1 调试平台 18
5.2实验步骤 19
5.2.1 仿真的设计 19
5.2.2 程序代码的编制 24
5.3程序调试 25
5.31烧录代码 25
5.32调试中遇到问题及解决方法 25
5.4实物的验证与调试 26
6 结束语 29
附录一：仿真图 31
附录二：代码 32
附录三：硬件清单 46
附录三： 电路图 47
致谢 48
1 绪论
1.1 背景及意义
20世纪二次世界大战之后，全球的经济发展情况对交通的运输提出了更加多的要求，这样便促进了交通的发展，这其中又以道路的交通为主。欧美国家从50到60年代大力发展汽车产业和道路的基础设施建设，形成了以道路交通为主体的交通运输体系。1868年12月10日，世界上第一个红绿灯在英国伦敦出现，而在1928，我国也正式出现了红绿灯。但是进入20世纪以后，私家车数量急剧的上涨，导致道路交通的问题也日益严重，但是传统的交通系统还可以负担交通。传统的交通灯由红，绿，黄三种颜色组成，红绿灯的颜色情况有固定的时间，优点是保持红绿灯系统的稳定性，故障的概率比较低，维修起来也比较方便，但是对于现在的复杂的交通情况，这种方式不够灵活的缺点暴露无遗。而今，交通已经不堪重负了，传统的交通灯已经很难满足人们的需求，人们需要一种灵活，多变，安全可靠，可以应对一些复杂情况的交通系统，因此，智能化的交通系统开始出现并且被投入到人们的生活中。
所谓的智能交通系统，是运用计算机网络和感应系统来管理交通灯的自动控制系统。智能化的交通系统。单片机作为一种微型的控制处理器，在交通系统中有许多实用的地方。单片机的系统可以很好的控制交通灯系统，快捷，高效率，环保，并且单片机在一些交通灯系统的其他功能上也可以很好的实现和应用。因此，在交通灯的智能化系统中，单片机便成为了一个很好的平台。单片机可以很好的使用计算机系统和感应系统来管理交通灯的自动控制。拥有很强的实用性，并且拥有很强的稳定性。
基于上述的原因，本文设计了一种交通系统，以平常的交通系统为基础，并且可以对过往的车流进行检测以及根据流量改变交通时间，并且用液晶屏来显示交通状况。此交通系统有着高效，节能，稳定性强的优点，并且有着很强的实用性。
1.2 智能交通灯系统的发展历程
智能交通系统是一个智能的感应控制系统。全世界各地的交通系统已经开始了许多智能化的发。智能交通系统最为广泛的应用是在日本，其次是美国和欧洲等地区，上世纪90年代以来，我国的智能交通便已经开始发展。中国的北京，上海等一些大城市也已经开始实施了。我国的智能交通系统的发展可以概括为以应用为主，支撑发展为目的，不断的与国际水平缩小差距。1994年我国学者参加了在法国巴黎召开的第一届ITS（intelligent transport system）大会，为中国的ITS拉开了序幕。中国的交通系统也在方便，安全，高效率，节能方面有着很大的进步。比如说倒计时显示可以使司机更方便的看清红绿灯的时长，增强安全性，再比如人行道的手动按钮，都是一些比较人性化的设定。2000年以后，北京的人行道上出现了许多人行道自助信号灯，人们在等红灯的时候使用按钮，便可以让交通系统知道行人要过马路。同时，节能环保的LED信号灯出现，老式的白炽灯交通灯被弃用，北京还出现了左转弯待转区的信号灯，当车辆要在左转弯车道进行左转弯时，直行信号灯变绿，车辆启动进入“左转待转区”，当信号灯成成绿色的时候车辆便可以左转。这种左转的方式可以有效地提高左转车辆的通行效率，这个发明如今在全通的交通系统中得到了广泛的运用。北京还研发了有倒计时的交通灯，司机可以根据信号灯变化的时间，来控制车速，从而减少了许多交通事故。还有可变换方向的箭头指示灯、闪烁提醒的指示灯都被运用到交通体系中，红绿灯的交通法规也不断出台和完善，而今，一系列更加智能的交通系统也加入其中，电子的检测系统系统，远程的操控技术，纷纷加入到了只能交通系统的行列中。使得现今的交通系统越来越强大。
1.3 内容安排
本论文共分五章。
第一章为绪论，本章主要介绍了课题相关的背景、课题的目的、课题所实现的功能和论文内容上的安排。
第二章为系统的设计方案的论证，本章主要介绍了该设计整体的思路和设计方案上的介绍，
第三章为系统的硬件，介绍整个系统的整体的结构，之后介绍子模块的设计和在整个系统中所能实现的功能。例如，单片机控制的模块、二极管的显示模块lcd12864显示模块，紧急按键模块等子模块的介绍。
第四章为软件的设计，本章阐述了程序的设计过程，包括设计平的台和程序的设计方案和过程。
第五章为系统的调试，本章详细介绍了仿真和仿真时候所遇到的困难和解决问题的方案。
2 智能交通系统设计方案
2.1 整体功能设计要求
一个交通十字路口，以南北方向为主干道。为了保障车辆的安全快速的通过，在路口设计了红绿灯。实现以下的功能：
（1）拥有一般交通系统的功能，可以实现在普通情况下对交通进行指挥。
（2）对主干道方向通行时的车流量进行检测，并且可以根据车流量改变通行时间
（3）Lcd显示屏对路况以及倒计时进行实时的显示，通报路况。
（4）实现紧急模块，手动对交通灯进行控制。
2.2 设计思路
东西南北的十字路口，以南北方向为主干道，并且在东西南北4个方向上都安装红绿黄的交通灯，来指挥交通。以此最普通的交通系统为基础，加入一个传感器，用这个传感器来测量主干道上通行时的车流量，通过内部程序的对车流量与内部设置的参数进行对比，来改变绿灯的通行时间，并且与lcd进行同步显示，如果车流量过多，lcd同步显示车流量过多，并且延长周期的时间，当车流量正常时，同步显示车流量正常，周期的时间恢复正常，这样便可以缓解车流量过多的问题，并且通过lcd的显示，可以提前分流车流量和保证了交通道路的安全性。之后再加入紧急按钮，均为红灯，和南北方向绿灯，并且同步在lcd上显示禁止通行和南北通行，同时加入倒计时的显示。
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