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本科毕业设计(论文)开题报告
题目：基于单片机的交通信号灯控制系统
的设计
教学单位：
专 业： 00000
学 号： 0000000000
姓 名： 0000000000
指导教师： 000000000
2009年 12月
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开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据
材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期
内完成，经指导教师签署意见及所在专业教研室审查后生效。
2．开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处
网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴），完成后应及时交给指
导教师签署意见。
3．开题报告字数应在1500字以上，参考文献应不少于12篇（不包括辞典、
手册，其中外文文献至少2篇），文中引用参考文献处应标出文献序号，“参考
文献”应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写。
4．指导教师意见和所在教学单位意见用黑墨水笔书写，并亲笔签名。
5. 年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“2009年11月26日”
或“2010.11.26”
1．毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。
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1.1背景：
交通运输对经济发展的制约作用不同程度地普遍存在每个国家，如何解决大城市周
围地区交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题。交通信号灯的出现，使交通得
以有效管制。近年来单片机技术发展的非常迅速，有单片机做成的产品外围元件很少，
能实现的功能却很广，广泛应用于工业，交通等。兼于此，特用单片机设计此电路。
1.2研究意义：
交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正
常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。为此，采用MCS-51系列单片
机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制电路，实现了能根据实际车流量通过8051芯
片的PI口设置红绿灯燃亮的时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁
警示，三种颜色灯交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。
1.3 国内外相关研究情况：
随着我国经济的高速发展，人们对私家车、公交车的需求越来越大。相应地，我
国进入WTO以后，我国经济贸易与世界接轨，汽车业关税大大降低，使很多人都能负
担得起，买私家车不再是梦想。但是，私家车、公交车的大增无疑会对我国交通系统
带来沉重的压力。放眼现在的中国，如XX、XX、XX等大都市，无不受到交通堵塞的
困扰。中国要发展，交通事业决不能停步不前。有及于此，我国交通管制系统应当以
人性化、智能化为目的，作出相应的改善。本论文正是以此为出发点，对单片机控制
的交通信号灯模型作了较详尽的介绍。单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动
传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往
往是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，
以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。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。本系
统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、
扩展性强。
２．本课题的主要内容和拟采用的研究方法或措施。
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2.1本课题的主要内容：
1.交通信号灯控制系统的工作原理及其控制系统的发展概况
2.分析交通信号灯控制系统的工作原理及其对控制系统的要求
3.根据要求用单片机对其进行控制，要求完成：
（1）控制系统接线图
（2）控制系统工作原理的阐述
（3）控制系统的流程图
2.2研究方法和措施：
本设计模拟基本的交通控制系统，硬件方面用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的
信号发生，还能进行倒计时显示提醒行驶者，车流量检测为单片机采集数据并进行调
整，交通紧急处理功能，据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，
由车流量检测模块，和按键设置模块等产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块
和蜂鸣器状态模块接受输出。
在软件方面运用单片机汇编语言接受按键的输入设置并控制信号灯的基本变化，
同时实施处理个检查装置的输入的数据，判断产生对信号灯的变化控制以实现交通灯
的设计模拟
（1） 电源提供方案：方法一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且
有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影
响电路电平。方法二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，
节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我们选择第二种方案。
（2） 显示界面方案方法一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数
码字苻，无法胜任题目要求。
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方法二：完全采用点阵式LED 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；
但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。方法三：采用数码管与点
阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方
便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既
满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二
方案的优缺，决定采用方案三以实现系统的显示功能。
2.3主要参考文献
[1]．X建民 机电一体化系统设计 理工大学 2007.1
[2]．胡汉才 单片机原理及其接口设计 清华大学 1997.3
[3]．余雷声 电气控制与PLC应用 机械工业 2005.1
[4]．金 钰 伺服系统设计指导 理工大学 2002.2
[5]. 何立民 MCS-51系列单片机应用系统设计 北航版 1991
[6]．熊世和 机电系统计算机控制技术 电子科技大学 1993
[7]．魏天路. 机电一体化系统设计. ：机械工业，2006
[8]. X积东 孙积广 夏华龙 单片机51/98开发与应用 电子工业 2001
[9]. 胡花 单片机原理及应用技术 2008
[10]．DinsdaleJ.Mechatronics and Asics.Annals of the CIRP,1989
[11]. Nitaigour Premchand Mahalik 2008
[12]. Mechatronics technology base and application. 2007
3.预期成果形式。
3.1预期成果形式
由于使用的是单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比
较强大，排除制作工艺上会出现的问题，预期可以得到设计要求的结果，通过理论知
识的学习，还要对本论题的科技前沿知识的了解，结合实践 交通信号灯控制系统的工
作原理，设计出了一种简单的城市交通信号灯控制系统的硬件电路设计方案。
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4.本课题的重点及难点，前期已开展工作。
4.1重点和难点
单片机I/O口的使用和软件延时子程序的编写是重点，其中难点是软件延时子程
序延时时间的计算。
5.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）。
第1周（11.22～11.26）：准备毕业设计题目相关资料并给学生下达任务书
第2周（11.29～12.3）： 与学生见面,向学生下达《任务书》，
第3周（12.6～12.10）： 整理相关资料，准备开题报告
第4周（12.13～12.17）：撰写文献综述外文翻译
第5周（12.20～12.24）：完成开题报告
第6周（2.28～3.4）： 分析交通信号灯控制系统工作状态
第7周（3.7～3.11）： I/O的分析和分配
第8周（3.14～3.18）： 控制系统组成，原理图
第9周（3.21～3.25）： 程序流程图
第10周（3.28～4.1）： 编程 中期检查结束
第11周（4.4～4.8）： 撰写说明
第12周（4.11～4.15）： 整理所有毕业设计资料，准备打印。
第13周（4.18～4.22）： 熟悉论文，准备答辩资料
6.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）。
指导教师：
年 月 日
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7.教研室审查意见：
教研室主任：
年 月 日