基于单片机的智能交通灯控制系统设计毕业设计

基于单片机的智能交通灯控制系统设计摘要：本设计是采用AT89C51单片机来实现对交通灯的智能控制，采用LED数码管显示通行或禁行的倒计时时间。根据交通灯控制系统的要求，设定四种紧急突发状况，如加长东西南北方向的通行时间，四个方向均禁行，东西方向保持通行南北方向禁行，南北方向保持通行东西方向禁行等。

关键词：AT89C51；LED数码管；交通灯

The design of intelligent traffic light control system based on

MCU

Abstract:This design is the use of AT89C51microcontroller to realize intelligent control the traffic lights,and uses LED digital tube to display the countdown time pass or cut the line.According to the traffic light control system requirements,setup four kinds of emergency situations,such as the direction of the passage time lengthened the four corners of the world,four directions are forbidden,east-west direction to keep traffic south direction of the cut line,the north south direction to keep traffic direction cut line etc..

Keywords:AT89C51,LED digital tube,traffic lights

目录

第一章绪论 (2)

1.1交通灯控制系统的背景及意义 (2)

1.2国内交通灯控制系统研究现状 (4)

1.3交通灯控制系统的技术特点 (4)

1.4本次设计研究的内容 (5)

第二章交通灯控制系统系统的总体设计 (6)

2.1设计任务 (6)

2.2方案介绍 (6)

第三章交通灯控制系统硬件设计 (7)

3.1控制系统硬件构成及原理 (7)

3.2单片机 (7)

3.2.1时钟电路 (8)

3.2.2复位电路 (9)

3.3按键电路 (10)

3.4交通灯电路 (12)

3.5数码管显示电路 (13)

第四章交通灯控制系统的软件设计 (16)

4.1程序设计 (16)

4.2主程序 (16)

4.3按键扫描子程序模块 (17)

4.4定时器中断处理程序模块 (18)

第五章结论与体会 (20)

第一章绪论

1.1交通灯控制系统的背景及意义

随着我国社会经济的发展，城市化、城镇化进程的加快，道路交通堵塞问题日趋严

重，如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象，成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题，显然交通灯在其中起着不可或缺的作用。

本文就控制交通灯的方法进行了讨论，分析了各种方案的性价比，并用软、硬件加以实现。而后对“十字交叉路口交通灯控制”进行了分析。最后，还对城市交通灯网的控制进行了展望。希望能给有关政府部门一些参考，更好地改善我们的城市交通。

现今的交通发展迅速，车辆极具增加，马路不断扩宽，人行横道相对较少。在车流量较大的地段即便有人行横道，行人也很难通过马路。行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。特别是像北京这样的大都市，经济飞速发展，车辆繁多，人口密集。

早期的交通信号灯使用“固定配时”方式实行自动控制，这种方式对于早期交通流量不大的情况曾起过一定的作用。但随着汽车工业的发展、交通流量增加、随机变化增强，采用以往那种单一模式的“固定配时”方式已不能满足客观需要，于是一种多时段多方案的信号控制器开始出现并逐步取代了传统的只有一种控制方案的控制器。

计算机技术的出现为交通控制技术的发展注入了新的活力，更是实现了以一个城市或者更大地域，而非简单的一个路口的交通总体控制系统。1952年，美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了对交通信号机网的配时方案自动选择式信号灯控制，而加拿大多伦多市于1964年完成了计算机控制信号灯的实用化，建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号协调控制系统，成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市。这是道路交通控制技术发展的里程碑。

可以说，在近百年的发展中，道路交通信号控制系统经历了手动到自动，从固定配时到灵活配时，从无感应控制到有感应控制，从单点控制到干线控制，从区域控制到网络控制的长远过程。

中国要发展，交通事业决不能停步不前。所以我国交通管制系统应当以人性化、智能化为目的，做出相应的改善。

本论文正是以此为出发点，对单片机控制的交通信号灯模型作了较详尽的介绍。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操

作简单、扩展性强。

本次设计的意义在于通过对具体的控制系统的设计，掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。在实践设计过程中，积累设计经验，开拓思维空间，全面提高个人的综合能力。

1.2国内交通灯控制系统研究现状

我国城市交通运输的现状和存在的问题，借鉴国外城市交通管理的先进经验，强调建立城市交通管理体制的重要性，提出加强城市交通研究的交通规划，建立稳定的交通基础设施建设的资金出道，实行公交优先政策，建立先进的交通信息系统等对策。

随着城市机动车增长速度的加快。1994年卧轨城市机动车保有量已接近500完辆。20世纪90年代以来，经济的发展加快，从1985年到1995年，机动车增长率达13%左右，近几年更是增多。

然而，在此同时，城市道路建设规模也在加大，我国城市普遍存在道路密度，道路面积率偏低的问题，这是我国城市哟其是大城市有机的一个重要原因。我国城市道路的密度只有6.8km每平方千米，而在20世纪80年代，世界发达国家就已到达20km每平方千米。20世纪90年代，我国部分城市道路面积率，北京为5.9%，上海为6.4%，而国外东京为13.8%，巴黎为25%，普遍高于我国。近几年，国家虽不断加大城市道路建设的力度，但仍赶不上车辆的增长速度，且与世界其他国家相比，差距仍很大。出租车以及公交的发展运营情况并不尽如人意，虽然车辆和线路长度增长，但运营速度成了瓶颈，新增的运力被运输效率低下所抵消。

1.3交通灯控制系统的技术特点

道路交通控制的目的可定义为：在确定的行政规定约束下，采用合适的营运方法来确保公共和私人运输方式具有最佳的交通运行状态。围绕这一目的研制出的道路交通控制系统，把受控对象看成一个整体，采用对交通流科学地时间分割的方法，最大限度地保证交通流运动的连续性，使受控区域的交通流减少冲突，同时平稳地、有规则地运动。道路交通控制的作用主要表现为以下几个方面：

（1）改善交通秩序，增加交通安全。