根据单片机的交通灯设计.doc

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1、.-本科生毕业设计基于单片机的智能交通灯设计 硬件模块设计201年5月 独 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。签名：_ _年_月_日授权声明本人完全了解有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以

2、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 学生签名： 年月日指导教师签名： 年月日基于单片机的智能交通灯设计摘 要系统采用两块STC89C52芯片为核心控制器件、三色LED灯作为信号灯状态显示、以两位共阴七段显示数码管描述系统各方向信号灯状态保持的时间。由按键开关完成上电初始化操作，各LED灯状态保持时间使用倒计时的显示方式，最大显示时间为99S。两组左转绿、绿、红、黄三色LED灯分别作为南北、东西方向信号灯显示模块，另外四组红、绿两色LED灯分别作为东西、南北方向人行横道交通信号指示灯，至此本设计可以应对交

3、叉路口交通信号系统的基本控制情况。在此之外,为了真实的模拟交叉路口的交通情况，在另一块单片机电路上设计了一条东西方向循环流动的流水灯来模拟车辆通行时的情况。当接收到交通灯主电路信号后流水灯根据交通规则作出相应的反应。关键词：交通信号灯；单片机；LED灯；数码显示；流水灯Design of Intelligent Traffic Lights Based on Single Chip Computer Hardware module designABSTRACTThe system USES two STC89C52 chips as the core control device, the t

4、hree-color LED light as the signal of the signal, and the seven segments of the seven segments show the time for the digital tube to describe the state of the light. Completed by key-press switch on electricity initialization, the state of LED lights to keep a lot of time using the countdown display

5、 mode, the biggest display time of 99 s. Two groups of left turn green, green, red and yellow color leds lights display module respectively as the north-south, east-west direction, the other four groups of red and green LED lights as something pedestrian crossing traffic signal lamp, north and south

6、 direction, thus this design can handle basic control of traffic lights at the intersection. In the outside, in order to more realistic simulation of the intersection traffic conditions, in another piece of single-chip microcomputer circuit design direction of a thing when circulating water lights t

7、o simulate the traffic situation. When the signal of the main circuit of the traffic light is received, the running water light will respond accordingly.key words: traffic light; Single chip microcomputer; LED lamp; Digital display; Running water light目录1. 绪论11.1 课题研究背景11.2 应对交通拥挤问题的策略12. 系统的整体设计22.

8、1 交通信号系统22.1.1 交通管控体系的构成22.1.2 交通信号控制原理22.1.3 本文中所涉及到的交通规则32.2 系统功能概述42.3 方案的设定与论证52.4 系统工作原理63. 系统硬件设置73.1 单片机的选择73.2 单片机的基本结构83.3 单片机外围电路设计103.3.1 复位电路设计103.3.2 外部晶振时钟电路设计103.3.3 按键模块113.3.4 显示模块电路设计123.3.5 东西方向信号灯控制下的流水灯电路124. 系统调试分析及结果134.1 硬件仿真软件134.2 设计实物的制作145. 总结与展望155.1 总结155.2 展望15参考文献16附录

9、17附录I 元器件清单17附录II 总体原理图18附录III 仿真图19致谢21基于单片机的智能交通灯设计 硬件模块设计1. 绪论1.1 课题研究背景随着我国城市化发展步伐的不断迈进，我国出现了越来越多城市人口达到百万、千万基数的“巨城”。人们在追求高质量都市生活的同时，也给城市发展带来了诸多问题。交通拥挤问题由于贴近人们的生产生活而显得尤为突出。拥挤的交通阻塞了城市发展的大动脉，降低了城市健康发展的活力，从而对人们的生产生活产生深远影响。城市路网密度的欠缺与日益增长的机动车体量之间的矛盾是导致交通拥挤的“罪魁祸首”1。但是一个社会焦点问题的出现往往不是单方面因素引起的，城市交通拥堵问题也与某

10、些城市缺乏长远规划和宏观统筹，短期内追求高城镇化率、大规模兴建城区不无关系。由于城区规模的不断扩张，城市交通系统面临的形势越来越严峻。计算机控制技术的不断发展和完善为这一问题的解决提供了强有力的支撑，单片机芯片的智能化发展使这项技术得到进一步推广。采用单片机以及外围电路搭建的信号灯管控系统可以有效的解决城区交通拥挤问题。系统的成功搭建解决了无规则环境下的交通拥挤问题，能够有效的提高城市的通达度为城市发展注入新的发展活力，进而提高人们的生活品质。本系统的主要功能为控制东西、南北、东西左转、南北左转以及四组人行横道红绿信号指示灯状态的显示。除此之外为了真实的模拟城市交叉路口车辆通行时的情况，另外设

11、计了一个单片机控制的流水灯辅助电路。通过接收交通灯主电路中东西方向红灯端口的电平信号来控制流水灯辅助电路的流转。1.2 应对交通拥挤问题的策略人们日益增长的机动车保有量与有限的路网密度之间的矛盾是导致交通拥挤的根结所在2。主要有以下两个途径可以解决这一矛盾：一、限制城市中车辆的数量，通常采取的办法是依据日期限制相关车辆的上路通行，也就是人们常说的：“限号通行”这一办法非常有效但对个人来说是非常不合理的，因为购买车辆就是为了出行方便限制车辆出行显然不是一个好的选择。二、新建通行道路，这一办法能够根本解决城市交通拥堵问题，但是由于城市交通系统在规划建设时已经固定，沿途的各项基础设施建设已经搭建完成

12、，有限的空间成为城市道路建设过程中最大的障碍。近年来轨道交通以其不受上层空间的影响且能够高速运行而受到各城市的热捧，这一新型交通工具的普及将对日益拥挤的交通环境产生巨大影响。但其也存在建设周期长，建造成本高昂的巨大短板而很难做到大面积普及。所以优化现有道路的通行能力成为改善城市交通问题的主要途径。总而言之，对于现有交通体系只有各方共同努力，采取各种积极有效的措施才能使日益拥挤的城市不受影响的稳步向前发展。2. 系统的整体设计2.1 交通信号系统2.1.1 交通管控体系的构成交通管控体系主要由无主观意识的信号指示灯、交通规则标志、交通标示线和有主观意识的交通警察四部分组成3。由于人力和物力等条件

13、的制约，交通信号灯毫无疑问是交通管制系统的核心。本文着重介绍交通管控系统硬件结构方面的内容。目的在于在交通规则的管控下，依据系统LED灯颜色的变化情况，来模拟车子在穿越十字路口时行驶或停止的状态。在遵守我国道路交通安全法的前提下提升单位时间内交叉路口的车流量。2.1.2 交通信号控制原理交通系统管制规则是指按照既定的控制流程，在交叉路口的各个方向上通过红、黄、绿以及左转绿三色四个LED灯按照一定的规则进行周期性运转，在南北、东西人行横道通过四组红绿两色LED灯来指挥控制交通流量，并在时间上按照控制规律实施物理隔离。我国道路交通安全法规定：红灯状态禁止车辆行驶通过、绿灯状态准许车辆通行、黄灯状态

14、给予警示，也就是允许已经穿越停车线（白线）的车子继续向前行驶，快速通过交通路口。但是本系统由于空间有限且缺乏必要的精确定位功能，无法准确判定车辆的准确地点。所以在东西方向模拟车辆通行时不考虑黄灯状态对系统的影响，将之以绿灯状态对待。简而言之，交通信号管控系统就是各方向信号灯在国家相关法律法规的指导下进行周期性的运转，进而达到对相关路口车辆通行时间进行物理隔离的一种直观体现5。根本目的在于优化交叉路口车辆通行时造成的道路拥堵问题。2.1.3 本文中所涉及到的交通规则我们在一个有秩序的大环境下生活，而规则则是秩序的保障。每个行业都有其相关的规则需要遵循。道路通行也不例外，我国和世界上大多数国家实行

15、道路通行右行制，行人和车子需严格按照不同的规则出行，否则交通秩序将无法正常运转，甚至由此引发严重交通事件。本文中涉及到的交通管制规则如下介绍：（1）直行时红灯停、绿灯行、在黄灯闪烁若车辆已经越过停止线（白线）继续行驶，未通过停止线应停止行驶否则按闯红灯处理4。（2）如果同方向直行是红灯时，右转车辆在不阻碍直行机动车和路人的情况下允许通行，但是由于现实情况是车子左转具有一定特殊性。本系统专门设置了左转情况，如果同时进行左右转与现实不符并且会加重交通阻塞。所以本系统中没有专门设置右转的情况。（3）路人通行情况依据南北、东西四组人行横道红绿两色灯的状态通行。（4）在交通系统中为了更真实地模拟出车辆通

16、行时的情况，在交通灯主电路外设计一条流水灯辅助电路用来模拟行驶中的车辆遇到红绿灯时的通行情况。但是由于黄灯状态具有一定特殊性如果车辆在黄色LED灯闪烁时，车辆已穿过停止线（白线）在现实情况下允许继续行驶，否则按红灯规则行驶。但由于本系统空间有限并且缺乏精确定位功能。不能准确地判定车辆行驶到信号灯的准确位置所以在流水灯电路中以绿灯信号代替黄灯信号所处的状态。以红、绿两色LED的变换来模拟控制流水灯辅助电路的运转状态。当东西方向为红灯时流水灯熄灭，当为黄灯或者绿灯时流水灯自动循环点亮以模拟正常情况下车辆通行时的状态。2.2 系统功能概述此交通灯系统预期功能具体如下：初设置交叉路口红绿灯运行周期为3

17、0s；黄灯警示时间3s；东西、南北左转时间分别为10s。为了真实地模拟交叉路口车辆通行的情况另外设计一个流水灯辅助电路以模拟车辆通过红绿灯时的状态。当东西方向为红灯时循环点亮的流水灯熄灭，当为黄灯或绿灯时流水灯自动循环点亮，以此来模拟车辆通过交叉路口红绿灯时的状态，系统功能流程见图2-1。如果初设置各灯跳转时间与实际车流量不符，可以通过设置按键调整各方向红绿灯运行时长。启动/复位南北红灯东西黄灯灯东西向流水灯点亮东西人行横道绿灯南北红灯东西绿灯东西向流水灯循环点亮东西人行横道绿灯东西南北方向红灯南北左转绿灯东西向流水灯熄灭东西南北人行横道灭南北黄灯东西红灯东西向流水灯熄灭东西南北人行横道灭南北

18、红灯东西黄灯东西向流水灯点亮东西南北人行横道灭中断/复位/更改预设时间东西南北红灯东西左转绿灯东西向流水灯熄灭东西南北人行横道灭南北绿灯东西红灯东西流水灯熄灭南北人行横道绿灯南北黄灯东西红灯东西流水灯熄灭南北人行横道绿灯图2-1 系统整体功能流程图在特殊情况下可启用中断，中断情况适用于处理以下几种紧急情况：按下设置键一次交叉路口全部红灯，此情况适用于路口发生重大交通事故。按下设置键两次交叉路口黄灯闪烁进入夜间模式，此情况适用于晚间非机动车辆及行人稀少时机动车辆的快速通过。按下设置键三次东西绿灯常亮南北红灯，优先东西方向通行。设置键按下四次系统状态为南北绿灯常亮东西红灯，优先南北方向通行。按下设

19、置键五、六次系统运行状态分别为优先南北左转通行和优先东西左转通行。针对各方向车流量的变化各方向红绿灯时间可根据具体情况对初设置时间进行加减设置。2.3 方案的设定与论证方案一：交通信号管控系统主要通过管控南北，东西、南北左转向和东西左转向以及人行横道的交通情况，本系统用 STC89 C52 RC芯片作为主控器件，通过管控LED的亮灭时间来合理规划交叉路口车流量的变化，除此之外通过按键来对系统进行初始化操作，通过三个按键构成的按键电路来对各通行方向LED灯的运行时间进行设置。模拟车辆通行的辅助电路通过接收交通灯主电路的电平信号来控制流水灯程序的中断。总体设计框图如图2-2所示。图2-2 方案一总

20、体设计框图方案二：采用STC89C52RC芯片为控制主器件，允许通行时间使用2位共阴数码管显示；信号灯使用三种颜色的LED灯表示。设计从节省节省口线资源角度，2位数码管使用动态扫描的工作方式，发生紧急情况可以通过手动按键进行紧急中断操作。本系统优点电路结构简单可靠性高、设计可操作性强、缺点是占用芯片内部资源过多，方案二设计框图如图2-3所示。P1P3INTI P0P4P2南北通行上电复位电路东西通行晶振电路2位LED显示屏列扫描驱动STC89C52流水灯电路图2-3 方案二总体设计框图结合以上两种设计方案，方案一具有硬件结构简单，各组成元件易于大规模采购应用的优点，本设计采用方案一的构思来完成

21、系统设计的整体工作流程。2.4 系统工作原理交叉路口的两组红、黄、绿、左转绿及四组人行横道LED灯采用共阳极接法，指示灯电路将电源正极与LED灯的阳极用限流电阻连接。当输出口线为低电平时LED灯发光，输出端口为高电平时LED灯熄灭，该信号灯运行状态结束，LED灯状态保持时间用2位数码管同步显示。2位数码管采用共阴极接法，将数码管相应段选位并联在一起通过上拉电阻与P0口相连，两组数码管位选信号引脚分别与P2.0、P2.1及P3.6、P3.7相连，用于动态扫描中位选信号的接收传递。当位选信号为低电平，段选信号为高电平时数码管正常运转。如果系统运行过程中出现故障，可以通过复位键来改变RST引脚的电平

22、信号对系统进行初始化操作。当出现紧急情况时按下模式键通过改变输入端口P1.3的电平信号来进行相关状态的设置，如果实际车流量与系统预设时间不符可通过设置键P1.0和 P1.1、P1.2两个输入引脚进行相应方向信号灯的时间增减设置。东西方向流水灯电路通过接收主电路中P2.4的电平信号来做出相应的运转。在流水灯辅助电路未接收主电路电平信号时，辅助电路执行循环流水灯程序，来模拟未看到红灯时车辆的行驶情况；当接收到主电路P2.4的低电平（红灯亮时），流水灯辅助电路判定电平信号发生改变后执行中断程序流水灯熄灭。当转换为其他颜色交通灯时 P2.4电平转换为高电平时流水灯控制芯片跳出外部中断，自动循环执行流水

23、灯程序，并根据主电路交通灯的周期变换而变化，管脚分配如图2-4所示。图2-4 单片机引脚分配图3. 系统硬件设置3.1 单片机的选择STC89C52芯片是集合控制和计算机运算功能于一体的微控制器，又被称为MCU7。单片机芯片是第四代嵌入式集成电路的基础和核心。单片机芯片随着科技进步的不断推进也在一步步的向前发展，它的特点有以下几个方面：高效率的工作机能、用途更加广泛、适应的工作环境更加多样化、低功耗、具有更大的内部存储空间和32位强大的输入输出功能等。以如今单片机芯片的发展可知其发展趋势表现如下： 1、功能更加多样化，适用范围广泛随着集成电路技术的不断完善和发展，单片机芯片将更多的扩展功能集合

24、在了一起，从而大大增加了芯片的功能，并且可以搭配更多的外围电路应用于社会生产中。单片机芯片集成度的提高可以有效地减少系统的元器件数量，进而减小整个系统的尺寸大小，有利于集成芯片朝着功能多样化方向发展。2、高效率和高性能大规模集成电路技术的完善和发展推动了相关领域的不断进步，芯片的设计生产也应用RISC和DSP的设计工艺，这两种工艺的运用有效的提高了芯片的运行速度和工作效率，使芯片性能得到了进一步提升。由于芯片内部集成元件的不断优化，芯片内部的存储容量不断提升，其寻址速度和效率得到了长足的进步。3、低电压和低功耗集成元件由于受其体积的制约决定了其工作电压不能过高，单片机芯片也继承和发展了这一特性

25、。芯片使用了许多类似于CMOS等优化设计，使得大多数芯片可以在低电压下稳定工作。由于工作环境的限制系统必须采用更加节能的工作方式否则新系统是没有现实工作意义的6。3.2 单片机的基本结构 STC89C52芯片是一款工作电压低、单位时间内消耗小，功能强大的嵌入式芯片，内部有8 KB的可擦写可编程存储器，芯片内部的程序存储器允许在线编程或常规开发板编写下载。所以STC89C52芯片是一款性能强大，价格低廉应用范围广泛的多样化应用芯片8。单片机各功能引脚如图3-1所示。图3-1 芯片引脚图各引脚功能在本系统中的应用介绍如下：P0口：在本设计中将其作为8位输出口线，与10K排阻连接后用于7位数码管段选

26、信号的输出即时间显示输出口。P1口：在本系统中用于输入输出口线，其中4位用于按键对系统状态的输入设置，另外4位用于信号灯电平状态的输出。P2口：本系统中将P2口用于8位输出口，其中P2.0和P2.1用于数码管位选信号的控制，其他六位分别作为交叉路口红绿灯的控制端口。并将P2.4端口即东西方向红灯输出口与流水灯辅助电路的P3.3外部中断1端口连接连接，以红灯端口的电平信号来控制流水灯电路的运转。P3口：P3口功能与P2口相似，作为数码管位选信号控制位和人行横道信号灯输出口线。特别说明P3口除了常用的双向I/O口，其第二功能在使用过程中至关重要，在流水灯控制电路中使用了P3.3端口的第二功能，P3

27、口第二功能具体介绍如表3-1所示。表3-1 P3口第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD(串行输出口)P3.1TXD(串行输入口)P3.2INT0（外部中断0）P3.3INT1（外部中断1）P3.4T0(定时/计数器0)P3.5T1(定时/计数器0)P3.6WR(外部数据写选通)P3.7RD(外部数据读选通)RST：本系统将按键与10uf电解电容串接后与RST引脚相连构成系统的复位电路。以此来完成对设计系统的初始化操作9。XTAL1、XTAL2：在本系统中作为时钟电路的输入输出端口，外围电路与12M晶振及20pf电容共同搭建起该系统的时钟电路。VCC：40脚电源接入口线。GND：20引脚地线端

28、口。3.3 单片机外围电路设计本设计使用两块STC89C52芯片作为核心器件，使用层次化设计方案。整个方案分为以下几个独立的模块：复位初始化模块、系统芯片主控制模块、按键及指示灯显示模块、数码管时间显示模块和流水灯控制模块等。由于篇幅有限，整体设计原理图见附录II。灵活多样的控制方式、友好的人机交互体验、简洁明了的元器件布局是本系统的主要特征。现将各模块具体组成及工作原理介绍如下：3.3.1 复位电路设计STC89C52芯片的第九引脚RST为控制系统提供了初始化手段，上电复位可以让软件程序从从开机通电状态开始运行。当芯片的时钟电路运行后，当出现故障需要复位时，按下复位按键，按键复位电路使RST

29、口线上达到初始化条件的高电平状态输入信号，是系统进行初始化操作。若RST处于高电平状态下，芯片控制系统就会一直运行初始化操作。本系统使用直接按键进行初始化操作，复位电路原理图如图3-2所示。图3-2 复位电路原理图3.3.2 外部晶振时钟电路设计STC89C52芯片有内、外部两种时钟发生方式，由于芯片内部有一个反相放大器所以为了操作的可行性，本系统采用内部发生方式将外部12M晶振与XTAL1和XTAL2连接在一起构成一个自激振荡发生器。芯片内部虽然有反向放大器，但是这还不足以作为一个完整的时钟电路。所以要外接电容及晶振一起构建一个完整的时钟电路。本设计使用12 MHZ的晶振和30 pf的电容，

30、时钟电路原理图见图3-3。图3-3 时钟电路原理图3.3.3 按键模块按键功能区的主要任务是在非正常情况下，通过系统按键来对突发状况进行应急管控，从而使本系统能够优先处理突发状况。其次能够通过按键模块对系统各方向信号灯预设时间，根据现实情况进行合理化设置。本文应用四个设置按键和一个复位按键直接通过对本系统各模块进行紧急状态的设置。系统通过分析各按键控制端口的电平信号，来对按键进行的具体操作进行甄别，本系统将P1口的高4位作为按键的输入口线，复位按键与RST口线相连，按键模块连接图如图3-4所示。图3-4 按键模块连接图3.3.4 显示模块电路设计该功能区主要由两组2位共阴数码管构成，为了节省芯

31、片口线资源使用动态扫描的工作方式。数码管采用共阴极接法，段选位并联在一起通过排阻与P0口相连，两组位选信号分别与P2.0、P2.1及P3.6、P3.7相连，当位选信号为低电平，段选信号为高电平时显示器件正常运行。当一位数码管选通另一位数码管处于关闭状态，因为单片机内部时钟频率很高所以数码管点亮时间很短，由于生物学原理中的视觉暂留效应，人们会认为数码管是同时工作的，数码管连接图如图3-5所示。图3-5 数码管连接图3.3.5 东西方向信号灯控制下的流水灯电路为了真实的模拟交叉路口红绿灯运行时车辆通行时的情况，在完成基本功能的前提下设计一条流水灯辅助电路以模拟车辆通过交叉路口的状态。电路连接图如图

32、3-6所示。该模块由单片机最小系统和八颗绿色LED 灯构成，通过接收交通灯主电路的红绿灯信号来控制LED 灯的状态变化。电路与主电路共用电源模块，具体工作结构为单片机 P3.3外部中断口线与交通灯东西方向的红灯所接端口即主电路标线 P24（I/O口P2.4）连接，当流水灯辅助电路接收到主电路低电平时系统执行中断程序，流水灯熄灭。当 P2.4端口即红灯端口为高电平时（红灯熄灭）流水灯自动跳出中断程序，继续执行流水灯闪烁主程序，并按照交通灯主电路的周期性变化而变化。图3-6 流水灯电路连接图4. 系统调试分析及结果本设计要求在无人操作的条件下系统能够稳定运行，所以系统必须具有稳定度高、维护简单方便

33、等特点，所以在系统调试过程中要充分考虑各种情况下交通灯是否能够正常运转，另外在保证基本功能正常运行的同时应确保流水灯电路在各种情况下能否按照相关交通规则稳定运行。4.1 硬件仿真软件Proteus是现在全球顶尖的电路分析和硬件仿真于一体的模拟设计平台10。它能够对数字、模拟和嵌入式系统以及其外围电路进行硬件模拟仿真。Proteus软件的推广使用能够有效的降低系统研发风险，提高系统开发效率。Proteus应用功能十分强大，内部元件库中几乎包含了所有的硬件开发元件。打开软件进人仿真页面后，首先将硬件设计电路中所需元器件从各种元件库中找到并添加到工具栏，在软件左侧工具栏找到地线和其他必须工具。在仿真

34、窗口按照硬件设计原理图的结构将各构件合理美观的放置。除基本功能外，在四角各设置绿色左转灯及四组人行横道红绿灯。为了更加真实地模拟信号灯，在仿真软件中使用带颜色的LED灯来描述。其次将流水灯辅助电路与交通灯主电路通过外部中断口线连接起来，组成完整的交叉路口交通信号灯模拟系统。元器件选择完毕后将各部分按照原理图连接起来。对于引线交叉容易引起连接混乱的器件，可以使用标号将元件连接起来，因为系统默认标号一样的引线是并联在一起的。将各元件放置连接好后，将交通灯程序和流水灯程序分别烧写进主电路和辅助电路中，认真检查没有错误后就可以进行相关的硬件仿真操作了。由于篇幅有限，本系统软、硬件联合仿真结果见附录II

35、I。4.2 设计实物的制作准备工作：按照硬件设计原理图采购需要的各种电子元件以及简单焊接所需的各种工具。（1）首先规划好电路布局图，以既美观又容易连接的原则将各模块有机的结合到一起。（2）按照预定好的布局图，把各元器件按照从低到高、从局部到整体的焊接流程逐个焊接到万用板上。在焊台上完成整个焊接流程，防止出现引脚粘连和虚焊现象。（3）电路连接完成后，应先检查电路焊接过程中是否有短路或者虚焊等其它技术性问题，防止出现短路损坏电路，设计完成实物图如图4-1所示。（4）通电验证系统各功能是否正常运转。图4-1 设计实物图5. 总结与展望5.1 总结本系统采用STC89C52芯片为控制核心，以时钟电路功

36、能区、初始化功能区、七段数码管显示功能区、信号灯显示模块和流水灯控制中断模块为枝干，设计出的一个硬件结构简单、功能性强的信号灯管控系统。（1）本设计中详细介绍了交通灯管控系统外围电路的设计，交通灯控制系统的实现原理以及交通灯系统的功能及其实现过程。（2）在此设计中，在实现交通信号灯基本功能的前提下，为了更加真实地模拟交叉路口车辆通行时的情况引入了流水灯控制中断辅助系统。综合考虑各种因素，通过主控制器STC89C52芯片实现了将各子模块有机连接形成交通信号系统的硬件电路。（3）最后将设计和软件程序结合在一起，经过整体联合调试实现了交通灯系统的整体仿真。经仿真后，该交通灯管控系统符合预定功能目标。

37、5.2 展望由于技术水平有限，系统设计方面还有许多地方需要完善，具体体现在以下方面。一、交通灯系统需要面对复杂的交通路况，本系统为了更为细致的体现功能特性，每次运行状态只选取了一个可以通行的方向。二、在模拟车辆通过东西方向信号灯时由于系统空间有限而且受制于精确定位系统的影响，系统不能准确判定车辆遇到黄灯时是否已越过停止线，所以为了使系统更有条理性，将系统黄灯状态以绿灯来处理。随着精确定位技术的不断发展和完善，本系统将能够更加真实的模拟出交叉路口车辆通行时的各种状态。随着集成电路技术的不断推进和计算机运算能力的不断增强，各种芯片的性能将会越加强大，与之相关的产业将会得到蓬勃的发展。除此之外随着相

38、关技术的不断推进，无人驾驶车辆将会在不久的未来得到大规模推广，科技进步将会推动城市不断向前发展。轨道交通等新型交通工具随着建造技术的不断提升而得到大范围普及，城市交通体系的安全性将得到极大提升，智能交通体系将会逐渐取代现代交通体系11。城市交通拥挤问题将会得到根本改善，城市面貌将会焕然一新。通畅的交通环境为城市的发展提供源源不断的动力，人们的生产生活将会更加美好。参考文献1 郭雪峰.基于数据融合的交通流预测与智能交通信号系统的研究D.湘潭大学, 2007. 2 馀吉万.城市文通的计算机控制和管理M.北京测绘出版杜.1985.3 黄凤鑫.基于单片机的灯光自动控制器的设计D.科技信息, 2013.

39、4 全国人民代表大会常务委员会.中华人民共和国道路交通安全法Z.2011-5-1.5 苏玉萍.基于单片机的交通灯控制系统的设计与仿真D.甘肃科技, 2011.6 吕宁.具有倒计时功能的单片机交通灯模拟控制系统设计J.职业,2010,10(10):12-25.7 刘华东.单片机原理与应用（第2版）M.电子工业出版社.2006.8.8 陈杰荣.基于单片机的自动找平控制系统研究D.长安大学, 2008.9 顾曙敏.单片机与串行时钟DS1307的接口设计J.现代电子技术,2003,26(14):85-87.10 于博.基于Keil与Proteus联合仿真的单片机应用D.软件工程师, 2015.11 杨

40、帆.无人汽车的发展现状与展望J.技术经济,2014,9(3):8-12.附录附录I 元器件清单附表1-1名称规格数量电路板9cm15cm2电容30pf4排阻2201电源开关电源开关1数码管SMG_24杜邦线10cm11单片机STC89C522IC座40脚1电源插口电源输入1USB电源线电源连接线1按键sw-pb5电解电容10uf2晶振 12MHZ2三极管90124电阻10K1电阻1k14单片机最小系统辅助电路1LED灯绿24LED灯红12LED灯黄4附录II 总体原理图附1-1总体原理图附录III 仿真图附1-2仿真图 当东西南北都为红灯时，允许南北左转、人行横道禁止通行、东西方向流水灯熄灭车

41、辆停止行驶附1-3 仿真图 当南北方向为红灯东西方向绿灯时时，东西人行横道绿灯允许通行、东西方向流水灯循环点亮东西车辆通行致谢大学时光即将结束，回首四年匆匆时光。入学时的懵懂少年在老师的谆谆教导下一步步走向成熟，在此之际向各位辛勤工作的老师道以诚挚的感谢。在你们的言传身教下不仅系统的学到有关专业课的知识，更学会了为人处事的道理。各位老师一丝不苟的工作态度值得一生去学习。在论文完成之际特别感谢指导老师武老师，不管是在选题还是论文正文编写武老师都认真细致的提出宝贵的建议。尽管武老师工作十分繁忙仍然认真仔细的为我们解答在论文写作方面遇到的困难。在硬件设计上一开始由于理论和实践方面不能很好地结合，武老师不厌其烦的为我讲解硬件各模块之间如何有机的结合到一起，并不辞辛苦的给我查找了很多硬件开发方面的书籍资料，这件毕业设计成品的完成与武老师的指导密不可分的，在此毕业之际再次向各位向武老师一样辛勤工作无私奉献的老师们致敬