【正文】 ........................................ 23 其它器件 .................................................................................................................................... 25 4 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì) ............................................................................................................................. 29 程序主 體設(shè)計(jì)流程 ........................................................................................................................... 29 理論基礎(chǔ)知識 ................................................................................................................................... 31 定時(shí)器原理 ................................................................................................................................ 31 軟件延時(shí)原理 ............................................................................................................................ 31 中斷原理 .................................................................................................................................... 32 消抖動(dòng)程序 ................................................................................................................................ 32 結(jié) 論 ........................................................................................................................................................... 33 致 謝 ........................................................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................... 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄 英文文獻(xiàn)資料及翻譯 ....................................................................................................................... 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 43 頁 1 緒 論 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的選題背景 隨著人口快速的增多，交通工具的爆炸性的發(fā)展，以及道路資源的有限性，交通控制就應(yīng)運(yùn)而生，在人類的生活 、 工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們的出行都無時(shí)不刻與交通打著交道。自 18 世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)整個(gè)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，從而催生了單獨(dú)的交通控制學(xué)問與管理機(jī)構(gòu)。 交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會(huì)隨著物 流、 出行等交通發(fā)展產(chǎn)生的一套獨(dú)特的公共管理系統(tǒng)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代人類科學(xué)技術(shù)，特別是電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟能比較好的解決系統(tǒng)建立中硬軟件方面要求的技術(shù)難題 。 目前，交通控制方面的研究能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化 ，甚至將整個(gè)區(qū)域整合成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍，還能根據(jù)正常時(shí)段以及特定突發(fā)時(shí)段的情況進(jìn)行科學(xué)的自動(dòng)調(diào)整。 交通對于社會(huì)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人們的生活生產(chǎn)中有著十分重要的意義。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，交通自動(dòng)監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，逐步取代傳統(tǒng)的交通控制措施。 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義 城市道路交通自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個(gè)發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把 各個(gè)歷史階段當(dāng)時(shí)的最新科技成果應(yīng)用到交通自動(dòng)控制中來，從而促進(jìn)了交通自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。 早在 1850 年，城市交叉口處不斷增長的交通就引發(fā)了人們對安全和擁堵的關(guān)注。世界上第一臺交通自動(dòng)信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕， 1868年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個(gè)世紀(jì)。 1914 年及稍晚一些時(shí)候，美國的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號燈，它們采用電力驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)在意義上的信 號燈已 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 共 43 頁 經(jīng)相差無幾。 1926 年英國人第一次安裝和使用自動(dòng)化的控制器來控制交通信號燈，這是城市交通自 動(dòng)控制的起點(diǎn)。 早期的交通信號燈使用“固定配時(shí)”方式實(shí)行自動(dòng)控制，這種方式對于早期交通流量不大的情況曾起過一定的作用。但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、交通流量增加、隨機(jī)變化增強(qiáng)，采用以往那種單一模式的“固定配時(shí)”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時(shí)段多方案的信號控制器開始出現(xiàn)并逐步取代了傳統(tǒng)的只有一種控制方案的控制器。 20 世紀(jì) 30年代初，美國最早開始用車輛感應(yīng)式信號控制器，之后是英國，當(dāng)時(shí)使用的車輛檢測器是氣動(dòng)橡皮管檢 測器。車輛感應(yīng)控制器的特點(diǎn)是它能根據(jù)檢測器測量的交通流量來調(diào)整綠燈時(shí)間的長短，使綠燈時(shí)間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時(shí)間延誤，比定時(shí)控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點(diǎn)刺激了車輛檢測器技術(shù)的發(fā)展。繼氣動(dòng)橡皮管式檢測器之后，雷達(dá)、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測器相繼問世。當(dāng)今在城市道路交通自動(dòng)控制、交通監(jiān)測和交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣的是環(huán)形線圈車輛檢測器。超聲波檢測器主要在日本等少數(shù)國家得到廣泛應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力， 更是實(shí)現(xiàn)了以 一個(gè)城市或者更大地域，而非簡單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。 1952 年，美國科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測器實(shí)現(xiàn)了對交通信號機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號燈控制，而加拿大多倫多市于 1964 年完成了計(jì)算機(jī)控制信號燈的實(shí)用化，建立了一套由 IBM650 型計(jì)算機(jī)控制的交通信號協(xié) 調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑。 可以說，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號控制系統(tǒng)經(jīng)歷了 手動(dòng)到自動(dòng)，從固定配時(shí)到靈活配時(shí)，從 無感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制 ，從 單點(diǎn)控制到 干線控制 ，從區(qū)域控制 到 網(wǎng)絡(luò)控制的 長遠(yuǎn) 過程。 交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對整個(gè)交通線路車輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路的分流 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 43 頁 也十分必要。 交通網(wǎng)絡(luò)是 城市的 動(dòng)脈 ，象征著一個(gè)城市的 工業(yè)文明水平 。 交通 關(guān)系著 人們對于財(cái)產(chǎn)，安全和時(shí)間相關(guān) 的利益。具有 優(yōu)良科學(xué) 的 交通控制技術(shù) 對 資源物流和人們出行 都是十分 有 價(jià)值的 ， 保證交通線路的暢 通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時(shí)到位，甚至是生命通道的延伸。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展 國內(nèi)外交通控制技術(shù) 當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。 1868 年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止” ，綠色表示“注意”。 1869 年 1月 2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。 電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914 年始安裝于紐約市 5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的 紅燈延長一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。 從 1868年英國倫敦首次使用燃汽色燈信號以來，城市交通信號機(jī)由手動(dòng)到自 動(dòng)，交通信號由固定周期到可變周期，系統(tǒng)控制方式由點(diǎn)控到面控，從無車輛檢測器到有車輛檢測器，經(jīng)歷了近百年的歷史。到 1963年加拿大多倫多市建立了一套使用 IBM650型計(jì)算的集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號系統(tǒng)，從而標(biāo)志著城市道路交通信號系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。各個(gè)時(shí)期典型交通信號系統(tǒng)得特征如附表所示。之后，美國、英國、德國、日本、澳大利亞等多家相繼建成數(shù)字電子計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 43 頁 算機(jī)區(qū)域交通控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一 般還配備交通監(jiān)視系統(tǒng)組成交通管制中心。到 80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有 300多個(gè)，代表了未來交通控制的發(fā)展方向。 表 交通信號系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r 簡稱 時(shí)間 國別 城市 名稱 控制路口數(shù) 信號周期 檢測器 控制方式 點(diǎn)控 1868 英國 倫敦 燃?xì)馍珶? 單 / / / 1914 美國 克利夫蘭 電力色燈 單 / / / 1926 英國 各城市 單點(diǎn)定周期自動(dòng)信號機(jī) 單 定 / 自動(dòng) 1928 美國 各城市 感應(yīng)式自動(dòng)信號機(jī) 單 定 氣壓式 自動(dòng) 線控 1917 美國 鹽湖城 手控 干道協(xié)調(diào)系統(tǒng) 6個(gè) 定 / 人工 線控 1922 美國 休斯頓 電子計(jì)時(shí)干道協(xié)調(diào)系統(tǒng) 12個(gè) 定 / 電動(dòng) 1928 美國 各城市 步進(jìn)式定時(shí)干道協(xié)調(diào)系統(tǒng) 多個(gè)（線） 變 / 電動(dòng) 面控 1952 美國 丹佛市 模擬計(jì)算機(jī)交通信號控制系統(tǒng) 多個(gè)（網(wǎng)） 變 氣壓式 計(jì)算機(jī) 1963 加拿大 多倫多 數(shù)字計(jì)算機(jī)集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號系統(tǒng) 多個(gè)（網(wǎng)） 變 電磁式 計(jì)算機(jī) 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志 信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通 行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 43 頁 轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。 在西方發(fā)達(dá)國家，交通控制系統(tǒng)基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交通控制系統(tǒng) ITS的轉(zhuǎn)變，而在我國，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。對于傳統(tǒng)的交通控 制系統(tǒng)而言，對紅綠燈一般采用定時(shí)控制，無法對實(shí)際的交通流進(jìn)行識別