毕业论文交通灯

1.引言

现代社会，红绿灯被安装在各个路口上，已经成为疏导行驶车辆最常见和最有效的方法和手段。据调查显示，这一技术在19世纪就已出现了。

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。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

1.1交通信号灯应用现状

随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。自改革开放以来，我国的城市规模和经济建设都有了飞速的发展，城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，车辆也越来越多，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，随之而来的交通事故也发生地更加频繁，使城市交通面临着严峻的局势。当前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞矛盾，使原来不太突出的交通问题被提上了日程。

信号灯的出现，虽然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，减少交通事故有了明显效果。同时随着人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展的公交、出租车，车辆越来越多了。这不仅要求道路要越来越宽阔，而且要求有新的交通管理模式的出台。旧有的交通控制系统的弊病和人们越来越高的要求激化了市交通系统的管理机制不适应，使得对交通灯控制要求也就越来越高,交通灯的设计有很多实现的方法。从交通灯的重要性看来,交通灯工作一定要是稳定可靠的。如今红绿交通信号灯作为交管部门管理交通的重要工具之一，如何提供一个高效率的交通控制系统有着明显的必要性。

目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法;有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。本系统就是在现有的基础上外加一些辅助功能，从而使交通信号倒计时系统功能更加完善、使用更加灵活。

1.2本设计完成的工作

学习式交通信号倒计时系统主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料，个人完成电路的设计、检查、调试，再根据自己的硬件用C语言编写的显示程序，然后进行调试，最终达到准确无误的倒计时显示。在本系统中，采用顺序工作方式，实现时间的倒计时，硬件部分主要分两大块，由AT89C51和多个按键组成的控制模块，包括时钟电路、控制信号电路，时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式，控制信号用手动开关来控制，P1口来控制，P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示，软件采用C语言来编写，子程序实现数据的倒计时控制并加以显示。

2.系统分析与方案论证

2.1设计要求

2.1.1设计基本要求

⑴用AT89C51单片机为主芯片控制交通信号灯的整个系统，P1口用以连接七段显示数码管，P1口用以连接LED灯。

⑵合实际情况，确定红绿交通灯的亮灭方案。

⑶用七段显示数码管动态显示各个方向上的剩余时间。

⑷成硬件电路分析及设计。

⑸据交通灯控制系统框图，画出电路图。

⑹件编制并通过测试。

2.1.2设计提高要求

⑴没有任何辅助芯片的情况下实现交通信号倒计时，这使设计成本大大降低。

⑵过按键实现各个模拟信号之间的转换、定时器的时间设计和方向选择功能。

⑶特定时间自动进行工作模式的转换。

2.2总体设计思想

本毕业设计注重于对单片机最小系统的理论的理解，明白交通信号倒计时系统的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。

我所做的学习式交通信号倒计时系统主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料，个人完成电路的设计、检查、调试，再根据自己的硬件用C语言编写的显示程序，然后进行调试，最终达到准确无误的倒计时显示。在这过程中需要选

择适当的元件，合理的电路图，基本的故障排除和纠正能力，会使用基本的仪器对硬件进行调试，会熟练的运用C语言编写程序，会用相关的软件对自己的程序进行翻译，要耐心的反复检查、修改和调试，直到达到预期目的。

学习式交通信号倒计时系统采用顺序工作方式，实现时间的倒计时，硬件部分主要分两大块，由AT89C51和多个按键组成的控制模块，包括时钟电路、控制信号电路，时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式，控制信号用手动开关来控制，P1口来控制，P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示，软件采用C语言来编写，子程序实现数据的倒计时控制并加以显示。

2.3 控制系统原理

2.3.1红绿灯显示过程

交通灯最基本的性能是颜色灯的显示，由于该系统在路口的各个方向上都设有时间倒计时，但为了给予人们充分缓冲的时间，在本系统中设置有黄灯显示。

假设东西、南北两干道交于一个单车道的十字路口，各路口有三组红黄绿三色的指示灯，整个系统用到12盏红灯、12盏绿灯，共24盏，指挥车辆和行人安全通行。交通法规定：红灯亮，车辆禁止通行；绿灯亮，车辆允许通行；黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为A、B两干道的公共停车时间。当南北方向车辆可直行时，南北方向的人行道上可以通行；同理，当东西方向车辆可直行时，东西方向的人行道上可以通行。另外还有左拐和右拐两种行驶方向，由于它们的设置和前面提到的设计方案基本相同，在此不再一一设置，只设计其中的两种情况，另外两种方向只需略加改变得到。本课题假设A 道比B道的车流量大（A代表南北方向；B代表东西方向），以下分别是车道十字路口交通行驶情况和红绿指示灯燃亮的方案，都遵循上北下南，左西右东的规则。

图a 图b

图1 红绿指示灯周期燃亮的方案