智能交通信号灯设计毕业论文

智能交通信号灯设计毕业论文

目录

1 绪论 (1)

1.1 交通灯控制器的研究背景 (1)

1.2 交通灯控制器的研究意义 (2)

1.3 交通灯控制器的发展前景 (3)

2 总体设计方案 (5)

2.1 设计思路 (5)

2.2 系统总框图 (6)

2.3 系统工作原理 (6)

3 硬件设计 (8)

3.1 系统设计 (8)

3.2 主控模块设计 (8)

3.2.1 STC89C51部结构 (9)

3.2.2 STC89C51单片机的I/O口功能 (10)

4 软件设计 (22)

4.1 编程语言 (22)

4.2 控制程序设计 (23)

4.3 主程序模块 (24)

4.4 定时器T0 (25)

4.5 按键子程序设计 (28)

4.6 显示程序模块 (31)

5 调试与检测 (34)

5.1 硬件调试 (34)

5.2 软件调试 (35)

5.3 软硬联试 (35)

5.4 性能测试结果 (35)

6 结论 (37)

参考文献 (38)

谢辞 (39)

附录A：系统原理图 (40)

附录B：系统实物图 (41)

附录C：系统元件清单 (42)

附录D：系统源程序 (43)

1 绪论

1.1 交通灯控制器的研究背景

交通信号灯关系着人们的生命和财产安全，目前，红绿灯安装在各个路口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的扳手式信号灯，用以指挥车马通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿色亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，当车辆接近时，红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

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，左右转弯车辆都必须让合法地正在路口行驶的车辆和过人行道的行人优先通行。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。

随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通管理中引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。

中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济和社会效益，为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。1.2 交通灯控制器的研究意义

交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。汽车现已成为人们日常生活中必不可少的交通工具。汽车在给人们带来便利的同时，也带来了一系列令人困惑的问题，如环境污染、交通拥挤、交通事故频繁发生，给人们的生命和财产带来了很大的损失。城市交通问题困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素，人们对交通有效控制的意识越来越强烈。

随着我国国民经济和城市化的迅速发展，城市交通堵塞问题越来越严重，而街道各十字路口，又是车辆通行的瓶颈所在。解决城市交叉口的交通拥挤问题越来越紧迫。对于拓宽道路，投资甚多，且征用土地在城市中难于实现，因此改善道路交通设施，提高现有道路的利用率不失为解决道路拥塞比较好的方案。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。

世界卫生组织的报告指出，全世界每天有3000多人死于道路交通伤害。因

道路交通伤害引起的85%的死亡以及90%的伤残调整寿命年发生在中、低收入国家。研究表明，2000到2020年，道路交通事故死亡人数在高收入国家将下降30%左右，而在中、低收入国家则会大幅度增加，如果不采取适当措施，到2020年，道路交通伤害预计将成为全球疾病与伤害负担的重要原因。

交通安全问题不仅仅是交通领域的问题，它的严重程度已经成为社会问题。根据联合国和世界卫生组织的有关报告，人们每天所而对的各种问题中，道路交通伤害是最复杂也是最危险的。据估计，全世界每年约有120万人死于道路交通事故，受伤者多达5000万人。如果不采取强有力的预防措施，今后20年中道路交通事故致死和受伤人数将增加65%左右。交通安全已经成为一个波及社会各个部门的全球性问题。

交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费，加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下，有些路段甚至只有7-8km/h；由于车辆速度过慢，尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。

交通问题造成了巨大的经济损失，据研究报道，美国每年因交通阻塞造成的经济损失约410亿美元，日木东京每年因交通拥挤造成的时间损失相当于1000多亿美元。为了缓解经济发展带来的交通运输方面的压力，尽量的利用现有的资源，使其发挥最大的作用，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。

交通控制和管理性能方面通常是评估一些重要的属性，例如：成本、时间、可靠性和安全性。一个有效的和高效的流量控制和管理系统有利于社会的大量减少燃料消耗，保护环境，促进发展，减少交通拥堵，提高安全性。交通控制灯是我们日常生活中重要的交通控制设施，安装在各个交叉路口，在疏导车辆通行中有着很重要的意义。

1.3 交通灯控制器的发展前景

我国对城市交通灯控制系统的分析与研究工作起步较晚，20世纪80年代，