单片机智能交通灯实训报告 程序

天津电子信息职业技术学院

课程设计

课题名称简易交通灯控制器的设计

姓名赵玉婷

学号22

班级通信S11-1

专业通信技术

所在系电子技术系

指导教师曹金玲

完成日期2012年12月27日

智能交通灯电路设计与制作

摘要

交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。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。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往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软硬件结合，加以完善。

本课题采用C52单片机为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、拓展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示。

本设计系统有单片机I/O扩展系统、单片机的最小系统、复位电路、LED等几大部分组成。

关键词：电子线路；AT89C52 ； LED 交通灯；单片机的最小系统。

目录

一、绪论 (4)

1.研究背景 (4)

2. 交通控制系统国内外发展状况 (5)

3. 本文的主要内容 (6)

二、元器件简介 (6)

1.单片机的特点 (6)

2.AT89C52单片机简介 (7)

3.AT89C52主要工作特性 (7)

4.AT89C52主要性能 (7)

5.AT89S52功能特性描述 (7)

6.LED相关原理： (9)

7.LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法： (9)

8. 数码管简介： (10)

三、设计的基本要求、步骤和方案 (10)

1．交通灯电路设计基本要求： (10)

2．设计步骤（接线说明与连接方式）： (10)

四、总体设计方案 (11)

1.设计思路 (11)

2.设计目的 (11)

3.设计任务和内容 (12)

4.电源提供方案 (12)

5.复位方案 (12)

6.输入方案 (12)

7.电路原理图 (13)

8.交通灯电路流程图： (14)

9．PCB原理展示 (16)

五、显示界面方案 (16)

六、设计方框图 (17)

七、设计原理分析 (18)

1.交通灯显示时序的理论分析与计算 (18)

2.交通灯显示时间的理论分析与计算 (20)

八、结论 (20)

九、谢辞 (21)

十、参考文献 (21)

十一、附录 (21)

一、绪论

1.研究背景

社会在发展，经济突飞猛进的同时，城市化进程也在不断加深，机动车已成为城市生活不可或缺的代步工具，交通问题也渐渐成为城市的通病。拥挤的交通成为消耗时间、能源以及交通事故的和环境污染的主要症结。交通灯的发明和发展，很好的解决了和保障了交通的有序性和安全性。

对人民生活水平的提高和城市经济的发展来说交通作为城市经济生活的命脉起着不可替代的作用。为了想很好的解决现代交通问题，最大程度的利用道路的价值，只能交通灯控制系统应运而生，并受到世界的广泛关注和重视。因此对新型交通灯控制系统的设计和应用对解决交通拥堵和提高道路利用率有着十分现实的意义。

目前, 为了解决城市交通需求量迅速增加的问题，主要采用以下两种方法: 首先，在交通基础设施建设、道路新建、合理规划道路线路等“硬件”发面要有所加强；其次，优化的服务理念和智能化的管理控制在“软件”方面的改造在发挥现有道路的通行潜力和提升通行率做出有益贡献。比较之下，后者太短期内以很少的投资便可以取得实效。

因此，先进的自动化控制方法在交通控制系统中的应用成为亟待解决的问题之一。目前摆在我们面前的问题是：如何将先进的智能控制算法和嵌入式系统相结合并研发出高性价比和适合中国国情的交通控制器。

本设计针对基于ATS89C52单片机的交通信号灯的自动控制系统在交通控制中的实现进行研究，将具有重要的理论意义和实际的应用价值。

2. 交通控制系统国内外发展状况

在数百年的交通灯发展史上，最早的非手工控制路口交通是在1868年伦敦使用燃气色灯信号对单个路口的控制；首次联网控制的交通灯系统是加拿大多伦多市1963年使用IBM650型计算机作为集中协调器的交通控制系统并以此为标志，进入智能交通灯控制系统新阶段。到目前为止，人们相继完成了很多区域交通控制系统，其中最有代表性的有TRANSYT、SCOOT、SCATS、RHODES等。世界上已有300多个大城市采用了先进的区域自适应式交通信号控制系统( TASCS， Traffic Adaptive Signal Control System，即交通面控制系统)近年来，路口附近装有磁环路检测器等先进检测装置，并由它们将交通控制参数通过电话线、闭路电视等通讯网络送入微处理器由小型计算机集中控制的交通控制系统在美、澳和欧洲国家的某些城市建立起来。

在我国建国六十年来，特别是改革开放以后，我国交通基础建设和城市发展取得了巨

大的成绩，但是，仅以现在的速度还远不能满足迅猛发展的汽车化、城市化的发展。我国现代化交通发展比较晚，由于国情的差别，交通状况也与国外有很大差别，自前主开发的城市交通控制系统在整体性上比国外同类系统有较大差距，表现在：

（1）城市道路结构不合理。

（2）交通出行结构失衡。

（3）交通管理技术水平低，交通事故频繁。

为了能够实现城市佳通控制系统的实时自适应最优控制的目标，探索一个有效的控制方法是很有效的途径。

3. 本文的主要内容

本论文的开发工作主要内容：

第一章绪论部分，介绍了该课题的研究背景，研究意义等；

第二章介绍了课题分析和方案论证以及需求分析；

第三章详细介绍了本系统设计的相关原理与硬件设计理论等；

第四章具体介绍了系统的设计与实现，以及交通灯概述等

最后为结论，对本课题的研究工作进行了总结，指出了研究工作的创新点和意义。并对未来的工作进行展望。

二、元器件简介

1.单片机的特点

（1）性价比高，开发周期短，易于产品化，

（2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强，

（3）功能完善，接口多样，

（4）低功耗、低电压

一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。（5）总线多样，易于扩展

单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式, 可根据需要进行并行或者串行扩展。