【正文】 較簡(jiǎn)單，主要包括核心器件單片機(jī)、 12 只 二極管組成的模擬交通燈、復(fù)位電路、振蕩電路、顯示數(shù)碼管模塊。單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，本文就用 Keil 編程，相比硬件設(shè)計(jì)程序較為復(fù)雜，必需同時(shí)考慮燈控制、時(shí)間顯示、緊急開關(guān)等問題，并且具有一定的 C 語言基礎(chǔ)和一定的思維能力及邏輯能力。智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)就顯示出了它的研究意義。它能根據(jù)道路交通擁護(hù)，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況，利用單片機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)道路的最大通行效率。通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握 C 語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。同時(shí)通過交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ，掌握定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷的使用方法，和簡(jiǎn)單程序的編寫，最終提高邏輯抽象能力。 研究現(xiàn)狀 城市交通的作用 城市是人類從事經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)和文化的活動(dòng)中心，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展起到了非常重要的作用。汽車是現(xiàn)代社會(huì)的文明產(chǎn)物，它一方面給人們帶來了巨大的便利，而另一方面也使人們面臨交通擁擠和道路交通安全事故等問題。在我國(guó)，伴隨改革開放政策的貫徹和實(shí)施的同時(shí)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)也得到了迅速的發(fā)展，道路交通也得到了飛速發(fā)展。但是，由于城市化進(jìn)程加速進(jìn)行，城市的規(guī)模不斷得到擴(kuò)張，城市的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和城市內(nèi)的社會(huì)活東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 1..緒論 2 動(dòng)也越來 越頻繁，人員流動(dòng)與社會(huì)交往越來越多，使得交通擁擠和道路交通安全事故等問題更加突出。城市交通作為城市的基礎(chǔ)設(shè)施里重要的一部分，所以如何改善和發(fā)展城市交通問題，也越來越得到人們的重視。城市交通是城市的主要基礎(chǔ)設(shè)施，它支撐著城市活動(dòng)的進(jìn)行，是城市的樞紐和命脈，如果沒有得到及時(shí)的治理，城市居民生活水平的提高和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將會(huì)受到嚴(yán)重的影響。因?yàn)槲覈?guó)城市的基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展比城市建設(shè)的發(fā)展落后，城市及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到了嚴(yán)重的影響。所以，城市交通問題的解決，不但可以使人們的生命財(cái)產(chǎn)有保障，而且可以加快經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社 會(huì)的進(jìn)步。 城市交通系統(tǒng)在城市大系統(tǒng)中占著很大的比例，是其中非常重要的一個(gè)系統(tǒng)。發(fā)展城市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和提高人民生活水平都需要它，社會(huì)生產(chǎn)與其環(huán)環(huán)相連，并且維系著千家萬戶的日常生活。城市交通有其兩面性：城市結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)狀況、生產(chǎn)布局、人口分布等因素雖然制約了它，但它的有效性、安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性同時(shí)又影響了城市的經(jīng)濟(jì)效益、工作效率、和人民的生活水平。城市交通系統(tǒng)的運(yùn)行狀況的好壞同時(shí)也反映了城市發(fā)展的高低。因此，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和管理方法應(yīng)用于交通管理中也保證了道路的安全暢通，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。 交叉路口是交通系統(tǒng)中 的非常重要的一部分，是城市道路網(wǎng)的核心所在，它通行能力的高低影響著城市道路的通暢程度。眾所周知，而提高交叉路口通行能力的最好辦法就是修建立交橋。受到我國(guó)道路基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀和各個(gè)城市經(jīng)濟(jì)水平的不同等因素，立交橋還不能得到廣泛應(yīng)用。所以，人們更多是采用交通控制來更好的管理交叉路口，按照它們現(xiàn)實(shí)的交通情況給予它們最適宜的交通控制，盡可能得提高交叉路口的通行能力，這不僅可以提高車輛通過交叉路口的速度，還能減少交通延誤并且節(jié)約人們出行的時(shí)間，同時(shí)能避免該交叉路口發(fā)生堵車，影響交叉路口臨近路段及更遠(yuǎn)路段的順利通行。據(jù)有關(guān) 的資料顯示，機(jī)動(dòng)車輛在其減速制動(dòng)和起動(dòng)期間所排放的有害物質(zhì)是其正常行駛時(shí)的 7 倍左右。因此，解決好城市交叉路口通行問題，減少機(jī)動(dòng)車輛在交叉路口附近停車延誤對(duì)提高社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)都是具有重大意義的 [1]。 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 1..緒論 3 國(guó)內(nèi)外交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸?shù)娜遮呉蕾?，交通系統(tǒng)的控制越來越受到普遍的重視。近年來，英國(guó)、美國(guó)等西方國(guó)家均在某些城市建立智能交通控制系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，大部分都在路口附近裝有車輛檢測(cè)器，并由各路口的控制設(shè)備或工作人員將交通控制參數(shù)通過電話線、電纜、光纖或是無線網(wǎng)絡(luò)等方式輸 入到微處理器，用小型計(jì)算機(jī)控制。尤其是伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，交通控制的概念已從交通管理者的行為改變?yōu)榻煌ü芾碚吆偷缆肥褂谜吖餐男袨椋瑥亩沟媒煌ǖ淖顑?yōu)化向全局最優(yōu)發(fā)展。在這些發(fā)展中，除了新設(shè)備的應(yīng)用外，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)與發(fā)送等技術(shù)的發(fā)展也起了關(guān)鍵的作用。新型的監(jiān)測(cè)器，包括用攝像機(jī)采集圖像信息和進(jìn)行圖像處理技術(shù)，為人們提供了大量的時(shí)變數(shù)據(jù)；新的通信技術(shù)，包括光纖通信、無線通信等技術(shù)，能使人們更快的傳送數(shù)據(jù)。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使交通控制系統(tǒng)的發(fā)展又向前進(jìn)了一大步。這些控制技術(shù)與現(xiàn)代控制理論、現(xiàn)代 的管理方法相結(jié)合，使交通控制系統(tǒng)日趨完善。 與國(guó)外相比，我國(guó)目前的交通控制很落后，目前中國(guó)城市的問題呈現(xiàn)如下些問題：管理不力，秩序混亂；沒有科學(xué)、合理、有效的城市交通監(jiān)控系統(tǒng)。由此帶來的后果表現(xiàn)為道路的通行能力明顯低于設(shè)計(jì)要求且波動(dòng)性大、出行難，交通事故發(fā)生率高，交通環(huán)境惡化，出行者易疲勞等問題。 城市交通解決的主要途徑 針對(duì)城市交通擁擠，有人提出修建新的城市道路或是修建新的立交橋?？墒?，過不了多長(zhǎng)的時(shí)間，道路又恢復(fù)到原來的擁擠狀態(tài)。一般來說修建新的道路不會(huì)改變?cè)瓉淼膿頂D，由此引發(fā)的交通量將會(huì)以 極快的速度占據(jù)新增的道路設(shè)施，而這是由于以前道路供給短缺的制約才導(dǎo)致這部分潛在的交通量的產(chǎn)生。 因?yàn)樾藿ㄐ碌牡缆方鉀Q不了城市交通擁擠的根本問題，所以人們才開始尋找新的解決方法。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)控制理論不斷的了解和深入，利用控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決交通問題顯得越來越重要了。各國(guó)相繼開發(fā)了不同的交通控制系統(tǒng)，為緩解交通問題做出了很大的貢獻(xiàn)。隨著人工智能這一新興的科學(xué)的興起，人們開始將其引入到城市東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 1..緒論 4 交通控制中來。經(jīng)過大量的探索和研究實(shí)踐，人們相信智能控制是解決城交市通問題的強(qiáng)有力的工具。 論文研究的主要內(nèi)容 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車工業(yè)也在迅速發(fā)展，如果我們做不好城市規(guī)劃和城市交通控制，那么隨之而來的城市交通將會(huì)面臨嚴(yán)峻的形式。而現(xiàn)有的比較成熟的交通控制系統(tǒng)存在有上節(jié)中所講的諸多問題，針對(duì)這些問題，本文把單片機(jī)控制引入到城市交通控制系統(tǒng)中 ,利用其不需要建立精確數(shù)學(xué)模型和它吸收了人工控制的經(jīng)驗(yàn)，使得控制過程簡(jiǎn)化，而且能滿足實(shí)時(shí)性和控制精度的要求。在城市交通控制中，定周期控制在交通不大且穩(wěn)定的情況下是簡(jiǎn)單有效的，與感應(yīng)控制沒什么區(qū)別。擔(dān)當(dāng)交通量大且擁擠車流變化快的時(shí)候，為減少車輛延誤，這時(shí)就需要 采用動(dòng)態(tài)反饋控制系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)，電子警察，來解決城市交通擁擠問題。東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 5 2． 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 課題的方案 （ 1)通過交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握 at89s51 并行口傳輸數(shù)據(jù)的方法 ,以控制發(fā)光二極管的亮與滅。 (2)用 at89s51 作為輸出口 ,控制十二個(gè)發(fā)光二極管熄滅 ,模擬交通燈管理。 (3)通過單片機(jī)控制設(shè)計(jì)，熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。 (4)完成控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試。 (5)由于對(duì)面對(duì)的兩個(gè)交 通燈現(xiàn)象一樣，同時(shí)合為一個(gè)，所以設(shè)計(jì)中控制 6 個(gè)燈就可以了。 （ 1）在設(shè)計(jì)中利用軟件程序延時(shí)的方法來控制紅（綠）的亮的時(shí)間?？紤]延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)所以先用 T0 產(chǎn)生終端然后通過計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)延時(shí)。利用Ｐ１口的 、 、 作為紅綠燈控制端口。 （ 2）南北向的綠燈連在一塊，東西向的紅燈連在一塊，他們一塊與 相連。同樣南北向的紅燈連在一塊，東西向的綠燈連在一塊，他們一塊與 P1. 2 相連，四個(gè)黃燈連在一塊與 相連。 設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)方法 東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口， 各干道有一組紅、黃、綠三的指示燈，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，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)間。設(shè)東西 道方向?yàn)橹鞲傻滥媳狈较驗(yàn)閺母傻?， 四個(gè)路口安裝紅，黃，綠，燈 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 6 圖 21 十字路口 各一盞。如圖 21 所示： 指示燈燃亮的方案 如下 50S 10S 40S 10S …… 東西道 紅燈亮 黃燈亮 綠燈亮 黃燈亮 …… 南北道 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 黃燈亮 …… 根據(jù)指示燈燃亮的方案，對(duì)其做個(gè) 詳細(xì)的 說明： （ 1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過；南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通行。時(shí)間為 50 秒。 （ 2）黃燈閃爍 10 秒，警示車輛和行人紅