1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的智能交通灯设计（软件部分）所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 基于单片机的智能交通灯设计（软件部分）摘要：随着现在城市发展步伐的加快，已经有越来越多的人拥有自己的汽车，这就给城市的交通造成了很大的压力，城市要有效率的发展那么必须解决交通问题。由于社会主义建设，有许多从事交通建设的研究设计十字路口的工人，创建和设计了很多新的项目，让我国的交通建设取得了一定的进展。目前的交通灯主要用于控制车辆和行人的通道，维护管理相当方便并有了自动化的发展。大量的信号电路正朝着数字化，低功耗，多样性，协调着人与车之间的关系。十字路口交通
2、繁忙，要实现路人与车辆有秩序的来来往往就得依然交通灯自动指挥系统才能完成这种秩序。本系统采用单片机 STC89C52 来设计交通灯控制器，能根据实际车流量控制 STC89C52 芯片的 P1 口设置红、绿灯点亮时间的功能；红绿灯循环亮起，倒计时剩 5 秒时黄灯闪烁警示。该系统操作便捷，界面优化，扩展功能强。关键词：STC89C52 红绿灯 交通问题指导老师签字：Intelligent traffic light design based on single chip microcomputer (software section)Abstract：With the expansion of t
3、he scale of socialist construction in the city , the citys traffic improved and perfected , smooth traffic has become an important factor in the development of socialist construction. Now, with the increasing number of cars increases , especially for urban transportation construction crossroads traf
4、fic safety is quite critical , serious impact on the urban traffic safety. Because of socialist construction , there are many workers engaged in the construction of transportation crossroads of research design , create and design a lot of new projects, so transportation construction to a higher stag
5、e of development. Currently , cross light vehicles and people are used to control a channel , not only to facilitate the maintenance and management , and a strong automation. A large signal circuit is toward digital, low-power, diversity , and promote people, vehicles , coordinating the tripartite r
6、elationship , and with the social and economic development , resulting in more and more people urban traffic problems , more value- oriented development concerns . This is effective traffic control the flow of traffic , improve road capacity and reduce the significant effect of traffic accidents . C
7、rossroads shuttle vehicles , pedestrians bustling , dealers driveway , walkway person , methodically . So to achieve this depends on what order it? Rely on automatic traffic light control system. Traffic signal control in many ways . The system uses a single-chip STC89C52 to design the traffic light
8、 controller can realize the P1 port STC89C52 chip set of red, green kindle function of time according to the actual traffic flow through ; lights light cycle , the countdown five seconds left when the yellow light is flashing alerts. The system is practical, simple operation, expand strong function
9、.Keywords： STC89C52 traffic light traffic problemSignature of supervisor:目 录1 绪论1.1 交通信号灯的发展及研究意义 .11.2 城市路口交通灯控制系统技术的现状 .11.3 单片机概述 .21.4 方案的设计与论证 .21.4.1 电源提供方案 .31.4.2 显示界面方案 .31.4.3 输入方案 .42 软件部分2.1 Keil 软件简介 .52.2 Keil 编程步骤及结果 .52.3 Proteus 软件简介 .82.4 Proteus 使用步骤 .83 交通信号灯控制系统的设计3.1 十字路口交通信号灯具
10、体的控制要求 .103.2 十字路口交通信号灯示意图 .114 交通信号灯控制系统程序编制4.1 软件设计应用环境 .124.2 软件设计流程 .124.3 交通灯定时器模块 .144.4 交通灯显示模块 .144.5 Proteus 仿真结果 .165 结论致谢 .18参考文献 .19实物图 .20附件一：源程序代码 .221基于单片机的智能交通灯设计（软件部分）1 绪 论1.1 交通信号灯的发展及研究意义今天，交通灯安装在各个路口，车辆疏导交通已成为最常见的、最有效的手段，该技术有着悠久的历史。1858，在伦敦的主要街道安装燃气浅红色和蓝色的机械扳手式信号灯，这是世界上第一个交通灯。186
11、8，在威斯敏斯特渥太华国会大厦前面的广场上英国机械工程师NAIT，安装了世界上第一个气灯。它是由红色和绿色两个旋转的方形玻璃灯， “格林说”，红色意味着“ 停止” 。1869 年 1 月 2 日，瓦斯爆炸，警察受伤，这种最早期的交通信号灯被取消了。电气交通灯的开始最早出现在美国，这种交通灯是由红绿黄三种颜色的投光器组成，安装在一纽约市的一个塔上。红灯表示“停止” ，绿色表示 “通行”。1918，又出现带控制的红绿交通灯的控制系统，压力检测器是一个地下，车辆在红灯变绿；另一个是从一个红色的光，在红色的按喇叭的司机，从红色到绿色使光线的变化。红外线红绿灯当行人路径敏感的表面压力，它可以探测到任何需
12、要过马路。红色的光信号的红外光束可以延长一段时间，推迟发布的车辆，以避免交通事故。交通信号灯的出现，使交通得以有效控制，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的影响，改变警察把指挥交通拥堵疏散状况，人民，实现汽车的三路，同步。目前，许多设计师设计了许多智能化，自动化，数字交通灯控制方案更先进，更便于维护和管理，并提供更便捷的交通环境。目前，城市规模的不断扩大，交通信号灯的控制水平也越来越高，我们需要更高层次的了解交通信号灯，结合城市交通的发展，不断努力创新，以实现发展的需求，所以研究设计交通信号灯是非常重要的。 1.2 城市路口交通灯控制系统技术的现状在机动车辆的城市的不断增加
13、的今天，交通超载的情况下，许多大城市，80 年代末以来，已经建立了城市高速道路，在公路工程竣工初期，曾经有效的改善了交通条件。然而，随着交通和高澎路缺乏系统的研究和控制的快速增长，高速路没有充分发挥出预期的作用。而在结构特征的城市高速道路，也决定了城市高速道路的交通状况的耦合的高速路和一般道路交通状况不可避免的限制。所以，如何采用合适的控制方法，对高速路的城市建设费用的最大利用率，缓解交通拥堵的交通繁忙的主干道，已日益成为解决2一个交通运输管理和城市规划部门的主要问题。1.3 单片机概述单片机是一块集成了 CPU、存储器、IO 接口等各种功能部件的单片微型计算机，具有集成度高、功能强、可靠性好
14、、性价比高等优点。单片机广泛应用于工业控制、数据采集、智能化仪表、办公自动化以及家用电器等各个领域。在众多的单片机中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术和较高的可靠性，占领了工业控制领域的主要市场。经过了三十多年的发展 STC-89C52 系列单片机已经形成了品种多、功能全、用户群庞大的系列产品，成为我国单片机应用领域的主流和高校最为流行的单片机教学机型之一。STC-89C52 单片机的主要特点：1、单片机寄存器是八位。2、单片机数据寄存器和程序寄存器分开。3、单片机主要用于工业控制。1.4 方案的设计与论证本设计是以 STC-89C52 单片机为核心的设计，LED 作为倒计时数
15、字显示，还考虑了各功能模块的多种设计方案，以实现各种实时显示系统状态，设计要求系统还增加了时间的流逝可以设置为主干道和次干道是，从而提高效率，缓解交通拥堵。如图所示是整个系统的设计图。如下图 1.1 所示是交通灯控制的框图，主要有电源电路、按键电路、显示电路、晶振电路、复位电路、控制电路等电路组成。单片机电源电路时钟电路复位电路数码管显示电路Led 信号灯控制电路按键电路3图 1.1 系统设计图图 1.2 所示是系统总体原理图。图 1.2 系统总体原理图1.4.1 电源提供方案为了使模块能够正常稳定的工作，则需要可靠的电源。所以本次设计考虑了两种电源方案：方案一：使用一个单独的电源。这个方案的
16、优点是稳定，可靠，并有多种电路可用;缺点是该模块使用一个独立的电源，使系统复杂，有可能影响电路的电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。这个方案的优点是，该系统简洁，节约成本;缺点是，输出功率不高。综上所述，选择第二种方案。1.4.2 显示界面方案该系统需要完成倒计时功能。由于这些原因，这种设计考虑到两种情况：方案一：完整的点阵 LED 显示屏。这个功能强大的程序，可以很方便的显示各种英文字符，中国文字，图形等，但要实现工作内容所需复杂和庞大的软件数量。 方案二：完全采用数字显示。利用该方案的简单，可以完成倒计时功能。缺点是有较少的功能，只能显示有限的数字符号和字符。按照设计要求，已满足方
17、案 2 的要求，所以这种设计使用了方案二来实现该系统的显示功能。41.4.3 输入方案这里同样讨论了两种方案：方案一：采用 8155 扩展 I/O 口、键盘及显示等。这种解决方案的优点是使用的灵活可编程的，并且具有 RAM 和计数器。如果使用此程序，这将提供更多的 I / O 端口，但操作稍微复杂一些。 方案二：直接连接到 I/ O 线的按键开关。因为旨在简化和优化电路，所以该端口资源的其余部分依然较多。 由于该系统是一个交通灯和数字化控制，只需用单片机本身的 I / O 端口都可以实现，而且计数器本身并具有足够的 RAM，因此选择方案二。52 软件部分2.1 Keil 软件简介随着单片机技术
18、的发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发的不断发展，单片机的开发软件也在不断发展，KEIL 软件开发是目前最流行的 MCS -51 系列单片机的软件，这在最近的年，由各种模拟器厂商都宣布为 Keil 全力支持就可以看出。Keil C 语言编译器提供，其中包括一个完整的开发程序宏汇编器，链接器，库管理和一个功能强大的调试器，模拟器等，通过一个集成开发环境（ uVision 中）这些部分组合在一起。需要的 Keil 软件运行 Pentium 或更高的 CPU ，16MB 以上的 RAM ，20M 以上可用硬盘空间， WIN98 ，NT，WIN2000 ，WINXP 等操作系统。掌握该软件的
19、使用对于使用 51 系列的爱好者是非常必要的，如果您使用的是 C 语言编程，它几乎是你的 Keil 选（目前在国内你只能买到该软件，而你买的是模拟器也有可能只支持此软件） ，即使不使用 C 语言和汇编语言编程而已，其易于使用的集成环境，强大的软件仿真调试工具也会让你事半功倍。2.2 Keil 编程步骤及结果使用 Keil 软件要编写一个单片机程序，一般的步骤如下：1）打开的 Keil uVision3 软件，单击菜单“项目 - 新建” - uVisi 上项目“ ， ”创建一个新的项目文件。2）在弹出的对话框中，选择项目文件的目录，输入项目文件名，比如“红绿灯” ，然后单击“保存 ”。3）然后在
20、对话框中，选择要使用的项目供应链管理模式。4）当单击确定，弹出一个对话框会弹出询问你要不要把标准 8951 的启动代码复制到项目目录，并添加到项目中，通常会选择“不” 。5）然后点击工具栏中的“新建文件” 按钮来创建一个新的源文件。6）单击“保存 ”按钮，保存新创建的源文件，如果是 C 语言源文件，文件名后缀“ C”的，如果它是一个编译源文件，后缀“ A” ，如果语言是 C 头文件，后缀为“ H” 。在“源组 1 ”的左侧，然后单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“添加文件到 GroupSource集团 1 ” 。7）只需找到在对话框中创建的源文件，双击它，然后单击“关闭” ，将源文件添加到项目中
21、。8）然后就可以在右侧的文本框的中间输入程序。69）然后，点击下面的“ 配置闪存工具 ”中的“Flash ” 菜单“进行一些编译器设置。10）在对话框中，单击“输出” 选项卡中，选择 “创建六角连接”“框向左，使其打勾，然后点击”确定。 “11）的书面程序之后，在“Build 目标”按钮，单击编译程序，如果有错误，编译下面的“输出窗口 ”窗口时间是指哪一行的程序是什么错误。如果没有错误，该生产线是一个十六进制 Hex 文件格式，这个文件是程序的结果，把它用编程器进行编程，可以在单片机上运行你的程序。至此，就可以用 Keil uVision3 编写出一段程序。下图 2.1 就是本系统中单片机程序在 Keil uVision3 中编译的画面：
