基于单片机的智能交通灯控制系统设计

摘要...................................................................................... 2

第一章绪论........................................................................ 5

1.1 研究课题背景....................................................... 5

1.2 国内外发展概况................................................... 8

1.3 课题研究的目的................................................. 10

1.4 课题的研究内容及章节安排............................. 10

第二章智能交通灯控制系统的设计方案...................... 11

2.1 设计任务及要求................................................. 11

2.2 交通灯总体设计方案......................................... 12

2.3 方案的论证与分析............................................. 13

第三章系统硬件部分设计.............................................. 15

3.1 总体设计............................................................ 15

3.2 主控制器设计.................................................... 16

3.2.1 芯片介绍.................................................... 16

3.2.2 时钟电路设计............................................ 18

3.2.3 复位电路设计............................................ 19

3.3 显示模块............................................................ 20

3.3.1 LED显示................................................... 20

3.3.2 数码管显示................................................ 20

3.4 显示电路............................................................ 21

3.5 键盘输入电路.................................................... 21

第四章交通灯控制系统仿真设计.................................. 22

4.1 交通灯控制系统仿真模型................................ 22

4.2 交通灯控制系统仿真结果分析........................ 24

第五章系统软件部分设计.............................................. 25

5.1 主程序流程图.................................................... 25

5.2 子程序流程图.................................................... 26

5.3 显示程序设计.................................................... 28

第六章系统仿真调试部分.............................................. 29

6.1 软件研发的背景................................................ 29

5.2 软件程序设计.................................................... 30

5.3 基于Proteus电路图绘制................................ 31

第七章总结展望............................................................ 31

参考文献............................................................................ 33

致谢............................................................................ 33

附录A................................................................................ 34

图A1 系统原理图............................................................. 34

附录B................................................................................ 34

图B1 实物显示图............................................................. 34

摘要

随着我国微型电子技术和嵌入式系统的发展，目前行业内相对比较传统的交通灯表无法满足客户的需求。为了改进传统交通灯在智能控制上得短板问题，在本次毕业设计中，将使用相对先进、快捷、智能的控制机制。该系统的控制大脑为核心控制器STC89C52RC嵌入式开发系统，可以实现智能控制交通灯的要求。显示部分主要有三种状态组成，红色、黄色、绿色，通过LED液晶显示屏进行倒计时显示，智能控制计时灯使其与三种状态灯的变换保持一致，要首要交通安全的前提下，实现交通快速运行，改善十字路口的交通堵塞问题。该智能交通灯设计具有智能控制、数字显示等功能，而且性价比高、度准确、能耗较低、制作简易、称重方便快捷等特点，给人民生活带来了很大的便捷，在市场上很受欢迎。

该智能控制系统设计主要从国内外发展状况，硬件控制部件选择，根据控制原理绘制硬件电路，控制系统软件程序设计开发等方面进行详细讲解。该控制系统使用STC89C52RC嵌入式开发系统、电路显示部分、按键电路等组成智能交通灯控制系统。

关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量

Abstract

With the development of micro electronic technology and embedded system in our country, the relatively traditional traffic light table in the current industry can not meet the needs of customers.In order to improve the traditional traffic lights in the intelligent control of the short board, in this graduation design, will use a relatively advanced, fast, intelligent control mechanism.The control brain of the system is the core controller STC89C52RC embedded development system, which can realize the requirements of intelligent control of traffic lights.The display part is mainly composed of three states, red, yellow, green, through the LED LCD countdown display, intelligent control of the timing light to make it consistent with the transformation of the three state lights, to the first traffic safety under the premise, to achieve fast traffic operation, improve the traffic jam at the intersection.The intelligent traffic light design with intelligent control, digital display and other functions, and cost-effective, accurate, low energy consumption, simple production, weighing convenience and fast, to the people's life has brought a lot of convenience, in the market is very popular.

The intelligent control system design mainly from the domestic and foreign development, the choice of hardware control components, according to the control principle to draw the hardware circuit, control system software programming development and other aspects of the detailed explanation.The control system uses STC89C52RC embedded development system, circuit display part, key circuit and other components of intelligent traffic light control system.

Key words: Single chip microcomputer;Display;Timing;traffic

第一章绪论

1.1 研究课题背景

从古到今，微电子行业拥有悠久的历史，并且现如今蓬勃发展，微电子技术是基于智能开发的快捷技术，目前主要在电子设计和电路原理上使用，同时朝着微型的最小系统方向不断革新。起初，由于各国军队对电子设备的需求极高，对微电子控制设备给予了很多优秀的设想和建议，而且研究出了很多至关重要的新技术。后来由于晶体管的发明，科学家在印刷电路轻量化、智能化方面取得了很大的进步，最终成功设计出以该组件为基础的复杂组件。如今，由于加工工艺水平的不断改进，可以将嵌入式开发系统、传感器、二极管等控件与电阻、电容、电感等器件，按照电路原理图互联，最终集成到一块板子上，具有一定的控制系统功能。因为世界科学技术和人类文明的不断发展和创新，电子技术不管是在功能上还是在销量上都得到了前所未有的的发展和提高，逐渐变成当今社会人们必不可缺的日常工具，从而改善了人们的生活方式。

现如今我国大多数城市，伴随着人口数量和人口流动量也在不断提升，对交通灯的智能化要求更高，智能测量、智能显示、智能报警等功能成为行业的发展趋势。智能控制系统就是一个关键的因素，我们一般常见的交通灯都是靠计时来操作的，但随着微电子技术的提高，智能交通灯的控制方式也越来越多，在测量过程中可能由于各种原因，从而导致交通灯损坏。因此智能显示是非常重要的，能让用户清楚的知道智能交通灯的状况。然而现在市场上一般的交通灯都需要人为去相应的控制，但这样很难保证及时性和标准性，由于如今的一线大城市需求量较多，交通灯的数量也越发增多，做到交通灯的智能化、快捷化成为如今的发展趋势。

现在我国的微电子技术已经得到了前所未有的进步，微处理器的智能化越来越好，性能也趋向完美，以目前的技术来达到对交通灯的控制是完全可以实现的，随着国外处理器开发性能上的提高，而且性价比很高，不需用花费很大的成本，在我们的消费范围内增强控制交通灯的智能化和准确度，这个是很重要的。随着电子技术的发展和微处理器的革新，电子产品越来越智能化，我们要逐步实现交通灯控制系统的智能化是当今社会的发展方向，引领交通灯新的航向。

1.2 国内外发展概况

20世纪初，纽约和芝加哥开始使用交通灯。那时，交通灯已经从煤气发展到电力，跟现如今的交通灯相差不远。只有显示器，美国还改进了信号灯，对其进行控制。二十世纪三十年代，一个新的青铜色交通灯在纽约第五大道竖立起来。

在中国，上海的英国租赁区是最早出现交通灯的。数据表示，二十世纪二十年代初，上海公共租界通过机械式交通灯来指挥汽车通行及停车等待。当年4月，在南京路车辆拥堵的两个关键交叉路口建立了交通灯来指挥车辆通行。同时，在上海租界的印度锡克教交警通过人为操作来控制交通灯的颜色，但带了极大的不便。
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