基于单片机的十字路口交通信号灯控制-毕业设计论文(2)

结 论 ........................................................................................................................31 致 谢 ........................................................................................................................32 参考文献 ....................................................................................................................33 附 录 ........................................................................................................................34

一、英文原文 ....................................................................................................34 二、英文翻译 ....................................................................................................39 三、系统原理图 ..................................................................................................44 四、源程序 ........................................................................................................45

III

绪论

一、交通灯控制系统研究的目的和意义

城市交通的好坏受交通控制系统影响，是整个城市经济发展的基础。在中国古代西汉汉武帝时期，张骞打通了中原通往欧洲的丝绸之路，实现了中国与欧洲首次交往，让当时的中国经济得到了很大的发展。现在，无论各国之间的经济贸易还是每个城市在经济产业上的交往，都被交通运输条件限制着。所以一个城市的经济发展跟其本身的交通条件好坏有关，但是现在城市交通日益拥挤，严重制约了城市经济的发展，所以对交通灯控制系统进行的研究工作必须得到加强。

交通灯控制系统研究的意义主要是解决随着社会生产力和社会经济的快速发展而导致城市交通拥挤现象，并加强当前道路的通行能力和提高对交通道路的管理能力。

二、交通灯控制系统设计要求

基于单片机的交通信号灯控制系统的设计基本要求如下：

1、能将十字路口东西、南北方向的3种不同颜色的交通信号灯的状态变化模拟显示出来；

2、控制系统拥有对紧急情况进行处理的能力；

3、控制系统能进行倒计时计数显示，并对倒计时数字进行手动设置；

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三、交通灯控制系统设计内容

基于上述交通灯控制系统要求和当前国内交通系统的不足，本系统设计内容大致为：以成本较低、功能齐全的STC89C52RC单片机芯片作为主控制器，加上各种外围电路，设计出一种较为完善的十字路口交通信号灯控制系统。

具体设计内容如以下几个方面：

1、确定交通信号灯控制系统的硬件总体设计方案，包括十字路口具体通行禁行和交通信号灯状态变化以及其他各项功能。除了要求中提出的功能外，基于实际情况，有加入了检测车流量以及根据车流量对本身进行调整以及为了防止意外情况对系统数据进行保存和恢复的功能。

2、确定交通信号灯控制系统的软件设计方案，软件设计采用C语言编写，用keil uVision 4进行编程。在编写软件的过程中对单片机的内部结构和中断原理等基本知识进行了学习，最终完成了控制系统的软件设计。

四、本章小结

本章主要对交通信号灯控制系统研究的目的和意义进行了简要的介绍，并介绍本设计需要解决的问题。

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第一章 总体方案设计与选择论证

1.1交通信号灯控制系统的发展历程

交通信号灯，是红黄绿三种颜色的LED灯，并且在规定时间交替循环变化。交通信号灯一般设置于十字交叉路口或其他特殊地点，用于指挥车辆驾驶员以及行人的道路通行的一种交通设施。

交通灯于1868年首次出现在英国伦敦议会大厦前的十字路口。这是一盏煤气信号灯，它的出现预示着交通信号灯的诞生。交通信号灯的诞生是有原因的，在19世纪中叶包括英国在内的许多欧洲国家已经普及了车马。但因为当时没有基本的交通设施设备用来指示车辆前进或停止，所以经常发生人被车马扎伤甚至死亡的事故。十分可惜的是，1869年1月2日这一天这一盏煤气信号灯突然爆炸导致当时负责进行红绿切换的警员死亡。之后英国政府立即停用这种信号灯。

1912年，电动交通信号灯被发明了出来。发明者是一位叫Lester Wire的警员，居住在美国盐湖城。

1920年，一种四面三灯的多功能交通信号灯中出现了黄灯的设置。 1952年，位于美国科罗拉多州丹佛市，有人首次在交通信号灯控制系统中，应用了模拟计算机技术。丹佛市因此成为世界上第一个拥有数字化城市交通控制系统的城市。伴随着科技发展，计算机技术在城市交通控制系统中得到了推广，很好地增加了城市交通管理水平。

1963年，加拿大多伦多建立了一套由计算机控制的交通信号协调系统，成为世界上第一个拥有电子计算机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。

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1.2国内交通信号灯发展及其现状

交通信号灯在国内最开始使用的是白炽灯，使用寿命有限，并且不能完全实现自动控制，需要由交警随时控制。80年代，国内引进了可自动控制的交通信号灯，交警不再需要随时控制交通信号灯的控制。2000年以后，能耗较低的led信号灯研制成功替代了白炽灯，解决了以往需要经常替换信号灯的难题。

随着国内城市规模不断扩大，城市人口数量迅速增加，导致城市内部流动车辆增长，使得城市对于交通的改善迫切的需要。据2010年统计，2000年至2010年，全国民用汽车年均增长率为35%，私人汽车年均增长率为77%，可以看出近代每年国内汽车数量都以很快的速度增长着。由于国内私家车急剧增加，城市交通出现了“停车难，乱停车”等问题，乱停车不仅占用了道路资源，还影响了交通安全。近年来，国内经济发展速度较快，交通需求也随之提高，虽然国内城市道路基础设施发展较快，大中城市的道路数量、等级有着很大的提高，但是由于人口和车辆基数过大，使得城市交通仍需得到改善。

1.3 交通信号灯控制系统的通行方案

十字路口分为东西、南北四个方向，其中在任意时刻都设定为都只有一个直线方向允许车辆通行，相当于在任意时刻允许东西方向车辆通行，禁止南北方向车辆通行。经过短暂的过渡时间后，情况发生变化：东西方向车辆禁止通行，南北方向的车辆允许通行。

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