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长沙航空职业技术学院

毕业设计（论文）

题目： 基于单片机的十字路口

交通灯控制系统设计

学生姓名

系 别 航空电子电气工程系

专 业 应用电子技术专业

学 号

指导教师

职 称

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目录

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

前 言 .................................................... 4

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

1.1背景 .............................................. 5

1.2 设计的目的及意义 .................................. 5

1.3 交通灯控制系统设计的任务与要求 .................... 5

1.4 设计实现的主要功能 ................................ 6

第二章 交通灯的总体方案设计与论证 ........................ 7

2.1 显示界面方案 ...................................... 7

2.2 输入方案 .......................................... 7

第三章 交通灯原理分析 .................................... 8

3.1 交通灯显示时序的理论分析 .......................... 8

3.2 交通灯显示的理论分析 .............................. 9

3.2.1倒计时显示的理论分析 .......................... 9

3.2.2状态灯显示的理论分析 ......................... 10

第四章 交通灯系统硬件设计 ............................... 11

4.1 交通灯系统设计芯片选择 ........................... 11

4.2.1系统构成： ................................... 12

4.2.2七段数码管介绍： ............................. 12

第五章 交通灯系统软件设计 ............................... 14

5.1程序设计流程图 .................................... 14

5.2 交通灯系统编程信息 ............................... 16

第六章 交通灯的仿真及调试 ............................... 17

6.1 Proteus软件仿真 .................................. 17

6.2功能调试 ......................................... 18

6.3 交通灯实物调试 ................................... 19

结论 .................................................... 21

致 谢 .................................................. 22

参考文献 ................................................ 23

附录 A（源程序） ........................................ 24

附录 B（电路原理图） .................................... 27

附录 C（PCB图） ........................................ 28

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摘要

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。

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿、黄灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩3秒时黄灯警示，显示时间通过P2口输出至双位数码管。本系统设计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。

关键词：单片机；交通灯；AT89C51

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Abstract

In recent years, with the rapid development of science and

technology, the application of SCM is going deep, driving the

traditional detection techniques to renew day by day. In the

real-time examination and in the automatic control monolithic

integrated circuit application system, the monolithic

integrated circuit often took a core part uses. The monolithic

integrated circuit aspect knowledge is only insufficient, but

should also act according to the concrete hardware architecture

software and hardware union, to be improved.

The intersection vehicles shuttle, the pedestrian is

bustling, car dealership traffic lane, person sidewalk,

methodical. Then depending on what to realizes this orderly

order? the traffic lights on the automatic control system.

There are great number kinds of modes to control the traffic

lights. The system uses a series of MCS-51 as the center AT89C51

single-chip device designed to control the traffic lights, so

as to realize the function of setting red, green light time by

8051 chip’s P1 port according to the actual traffic flows,

lighting the red-light ， green-light and yellow-light by turn

and lighting the yellow-light to show while 3 seconds

left,outpuing the time by P2 and showing the time on

double-digits nixie tube. Short of the design cycle, high

reliability, practical, simple operation, easy maintenance,

the expansion of powerful is this system.

Key words: SCM; MCU; traffic light; AT89C51 4

前 言

不同的城市有不同城市的问题，但共性就是混合交通流问题。在交叉口如何解决混合交通流中的互相影响或彼此的互相影响，就是解决问题的关键！随着我国城市化建设的发展，越来越多的新兴城市的出现，使得城市的交通成为了一个主要的问题。同时随着我国经济的稳步发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入寻常百姓的家庭，再加上政府大力发展的公交、出租车，车辆越来越多了。这不仅要求道路越来越宽阔，而且要求有新的交通管理模式的出台。旧有的交通控制系统的弊病和人们越来越高的要求激化了矛盾，使原来不太突出的交通问题被提上了日程。现有关部门愈来愈多的注重在交通管理中引进自动化、智能化技术，比如“电子警察”、自适应交通信号灯以及耗资巨大的交通指挥控制系统等。随着经济的发展和社会的进步，道路交通愈来愈成为社会活动的重要组成部分。对交通的管控能力，也就从一个侧面体现了这个国家对整个社会的管理控制能力，因此各国都是很重视用各种高科技手段来清华对交通的管控能力。现在次提出用单片机空盒子的简易交通红绿灯系统，借以解决单主干道的常规交通问题。

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第一章 绪论

1.1背景

由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。

1.2 设计的目的及意义

单片机具有性价比高、集成度高、可靠性好、抗干扰性强等特点，广泛运用于各种智能仪器中。基于新型规则的可编程交通控制系统，可以实现对车辆、行人的控制，使的交通便于管理。所以，采用单片机自动控制交通灯有现实的社会意义。

1.3 交通灯控制系统设计的任务与要求

1.以单片机为核心芯片，通过控制三色LED的亮灭来控制各干道的通行。

2. 电源：220VAC±10%，50Hz±10%，用数码管显示时间。