【正文】 ..................................... 17 本章小結(jié) ......................................................................................................... 18 5 結(jié)論與展望 .............................................................................................................. 19 結(jié)論 ................................................................................................................... 19 展望 ................................................................................................................... 19 致 謝 .......................................................................................................................... 20 3 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 21 附錄 .............................................................................................................................. 22 4 1 緒論 課題研究的背景及意義 隨著經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重，道路運(yùn)輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染等負(fù)面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的全球性共同問題。交通問題已經(jīng)日益成為世界性的問題，城市交通事故、交通堵塞和交通污染問題愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，即大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施的辦法，在資源、環(huán)境矛盾越來越突出的今天，面對(duì)越來越擁擠的交通，有限的資源和財(cái)力以及環(huán)境的壓力，也將受到限制。這就 需要依靠除限制需求和提供道路設(shè)施之外的其他辦法來滿足日益增長的交通需求。 在現(xiàn)有的道路交通條件下，實(shí)施交通控制和管理，充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力 正是解決這一矛盾的途徑之一 ，大量事實(shí)已經(jīng)證明這種方法的有效性。 當(dāng)前的研究現(xiàn)狀 路是交通的物質(zhì)基礎(chǔ)，有路才能通車，行人。我國是一個(gè)文明古國，許多城市已有上千年的歷史，城市布局和道路結(jié)構(gòu)是在漫長的歷史進(jìn)程中逐步形成的，近幾年雖然作了些改建和擴(kuò)建，但畢竟還難以沖破原來的基本格局。我國城市道路普遍存在的弊端是： a. 路網(wǎng)密度低； b. 交通干道少； c. 路口平面 交叉。 道路狀況與車輛狀況的綜合作用形成了我國城市交通的特殊性，主要表現(xiàn)是： 城市路網(wǎng)稀，干道少，間距大，市區(qū)人口稠密，出行需求集中，迫使車輛集中于少數(shù)干道上行駛。至于中小城市 ，干道特征更為明顯，往往只有一兩條干道貫穿全市，而其他支路上交通量極小。從流量變化情況來看，除外圍過境干道外，都是有一定規(guī)律的，高峰小時(shí)基本上都集中在幾個(gè)時(shí)段內(nèi)。 我國城市機(jī)動(dòng)車車種繁雜，從 50 年代的老式車到 80 年代的新型車，從大貨車到小轎車都在一個(gè)平面上行駛，不少城市拖拉機(jī)還是一種主要運(yùn)輸工具，前面一輛舊車擋道，尾隨的新 型車只能跟著爬行，過交叉口時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)啟動(dòng)慢的車擋住啟動(dòng)快的車，使交通工程師精心設(shè)計(jì)的交通配時(shí)方案不能很好發(fā)揮效益。 本文的主要工作和難點(diǎn) 通過對(duì)城市主要十字路口交通控制規(guī)律的觀察發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有 交通燈或者交 5 通規(guī)則的一個(gè)缺陷：十字路口，右拐的車輛經(jīng)常和過馬路的行人沖突，因?yàn)檐囕v右拐和行人過馬路是同時(shí)進(jìn)行的，根本沒有時(shí)間段的劃分，所以車和人就像打籃球運(yùn)球過人，要么過去，要么撞一下，而且經(jīng)常是車不讓人，人不讓車，交通事故經(jīng)常在這里發(fā)生，有的路口有協(xié)管給車和人分配時(shí)間，但大多數(shù)路口都是沒協(xié)管的，因而在這次設(shè)計(jì) 中，為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，特意為行人留出時(shí)間過馬路， 實(shí)行人車分流， 在此期間各路轉(zhuǎn) 彎 不再進(jìn)行。 本文主要工作是利用 80C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)。在一個(gè)主要十字路口，縱向?yàn)橹鞲傻?，橫向?yàn)橹Ц傻馈Ｖ?、支干道交替通行，主干道每次放?20 秒，支干道每次放行 12 秒；每次綠燈變紅燈前，黃燈先亮 4 秒，此時(shí)另一干道上的紅燈亮并閃爍。 它們的工作方式，有些必須是同時(shí)進(jìn)行的：主干道綠燈亮、支干道紅燈亮；主干道黃燈亮、支干道紅燈亮并閃爍；主干道紅燈亮、支干道綠燈亮；主干道紅燈亮并閃爍、支干道黃燈亮。 6 2 道路交通燈的總體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)總框架 本系統(tǒng)是針對(duì)一個(gè)大型十字路口設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。東西方向和南北方向各設(shè)有紅燈、黃燈、綠燈各一組。狀態(tài)一為主干道綠燈亮，支干道紅燈亮 20秒，狀態(tài)二為主干道黃燈亮，支干道紅燈閃爍 4 秒狀態(tài)三為主干道紅燈亮，支干道綠燈亮 12 秒，狀態(tài)四為主干道紅燈閃爍，支干道黃燈亮 4 秒。四個(gè)狀態(tài)一直循環(huán)，并有數(shù)碼管顯示時(shí)間。 交通管理的方案論證 東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口。各干道有 紅燈、黃燈、綠燈各一組 ，指揮車輛和行人安 全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換， ~、黃、綠燈，~、黃、綠燈。 控制電路框圖 圖 21 控制電路框圖 本系統(tǒng)每個(gè)信號(hào)指示燈接一個(gè)對(duì)應(yīng)的 I/O口，通過對(duì) I/O口賦值控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)來指揮交通。在此基礎(chǔ)上按鍵可以觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)入中斷，進(jìn)而控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)。 電路的工作原理 本系統(tǒng)的電路較簡單，實(shí)物圖如附錄一所示。 共設(shè)有 12 個(gè) LED，其中紅色的 4 個(gè)，綠色的 4 個(gè)，黃色的 4 個(gè)。 所有 LED 陽極接 +5V 電源，陰極與對(duì)應(yīng)的 I/O 口相連（見表 21）。當(dāng)單片機(jī)上電后，系統(tǒng)對(duì)其初始化，所有燈滅。當(dāng)給任何一個(gè) I/O 口賦值 0 時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的 LED 點(diǎn)亮。這樣，通過對(duì) P1 的合理賦值并控制其延時(shí)時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)基本 倒計(jì)時(shí)顯示 89C52 系 統(tǒng) 處 理 交通 信號(hào)燈 7 的交通控制。 圖中， t 表 示時(shí)間， MG 表示主干道綠燈， MY 表示主干道黃燈， MR 表示主干道紅燈， SG 表示支干道綠燈， SY 表示支干黃道燈， SR 表示支干道紅燈， 由交通燈工作時(shí)序流程圖可以看出，交通燈應(yīng)滿足兩個(gè)方向的工作時(shí)序：主干道綠 燈和黃燈亮的時(shí)間等于支干道紅燈亮的時(shí)間；支干道綠燈和黃燈亮的時(shí)間等于主干道紅燈亮的時(shí)間。若假設(shè)每個(gè)單位脈沖周期為 1 秒，則主干道綠燈、黃燈、紅燈分別亮的時(shí)間為 20 秒、 4 秒、 16 秒，支干道紅燈、綠燈、黃燈分別亮的時(shí)間為 24 秒、 12 秒、 4 秒。一次循環(huán)為 40 秒。 主干道黃燈亮?xí)r，支干道紅燈以 1Hz 的頻率閃爍；支干道黃燈亮?xí)r，主干道紅燈以 1Hz 的頻率閃爍。 主、支干道各信號(hào)燈亮?xí)r，需配合有時(shí)間提示，以數(shù)字顯示出來，方便行人與機(jī)動(dòng)車觀察。主、支干道信號(hào)燈亮的時(shí)間均以每秒減“ 1”的計(jì)數(shù)方式工作，直至減到“ 0”后主、支干道 個(gè)信號(hào)燈自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 本章小結(jié) 本章主要介紹了道路交通燈的總體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)出系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的總框架，并且對(duì)交通管理的方案進(jìn)行了論證，在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有交通燈控制系統(tǒng)存在不足的基礎(chǔ)上，在本系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行了改善，設(shè)計(jì)出了能實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)要求的方案。設(shè)計(jì)出本系統(tǒng)的控制電路框圖，并對(duì)其工作原理進(jìn)行了進(jìn)一步說明。 9 3 硬件設(shè)計(jì) MCS51 單片機(jī)介紹 簡介 單片機(jī)是微機(jī)的一種，是將單片機(jī)的 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 接口和總線制作在一塊芯片上的大規(guī)模集成電路。由于單片機(jī)具有體積小、功能全、價(jià)格低 、開發(fā)應(yīng)用