【正文】 對城市交通燈網(wǎng)的控制進行了展望。希望能給有關(guān)政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通。 現(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況 。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當(dāng)務(wù)之急 .例如在我們新校區(qū)西門口 (塔南路 )就是這種情況 ,每天進出校門的學(xué)生特別多 ,大多還需 要穿過這條繁忙的高速公路 ,這為學(xué)校師生帶來大大的不便 .該系統(tǒng)主要應(yīng)用于交通領(lǐng)域，具有較高的實用價值。 該系統(tǒng)利用紅燈 ,黃燈 ,綠燈來指揮車輛和行人 ，以達到車輛停止，行人通行的目的 ,減少了交通擁擠現(xiàn)象 ,為行人節(jié)省了時間 ,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負(fù)擔(dān)。本產(chǎn)品面對公共交通設(shè)施，并不注重經(jīng)濟收益，而是注重以后潛在的發(fā)展，從而帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個按鍵的作用 科學(xué)技術(shù)的突飛猛進直接把我們帶進了信息化的社會，計算機的應(yīng)用已普及到經(jīng)濟和社會生活的各個領(lǐng)域 . 經(jīng)濟的發(fā)展，城市化速度的加快，機動車輛占有量急劇增加，由此引發(fā)出日益嚴(yán)重的交通問題：交通擁擠甚至堵塞，交通事故頻繁，空氣和噪聲污染嚴(yán)重，公共運輸系統(tǒng)效率下降等。解決這一問題通常有兩種辦法，一種是修路造橋，這對道路交通狀況的改善是一種最直接的辦法，但它需要巨額的投資，且在城市中心區(qū)受拆遷的限制，很難實施．另一種是在現(xiàn)有的道路交通條件下，實施交通控制和管理，充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力，大量事實已經(jīng)證明這種方法的有效性。 現(xiàn)代道路交通的復(fù)雜多樣，常常是幾個或幾十個甚至是成百上千個 路口互相關(guān)東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 6 聯(lián)，在這種情況下，使任何一個經(jīng)驗豐富的交通 警察 都無能為力．因此，人們越來越關(guān)注把先進的科學(xué)技術(shù)用于交通管理，從而促進了交通自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展。 道路交通控制的目的可定義為：在確定的行政規(guī)定約束下，采用合適的營運方法來確保公共和私人運輸方式具有最佳的交通運行狀態(tài)。圍繞這一目的研制出的道路交通控制系統(tǒng)，把受控對象看成一個整體，采用對交通流科學(xué)地時間分割的方法，最大限度地保證交通流運動的連續(xù)性，使受控區(qū)域的交通流減少沖突，同時平穩(wěn)地、有規(guī)則地運動。道路交通控制的作用主要表現(xiàn)為以下幾個方面： （ 1） 改善交通秩序，增加交通安全。 （ 2） 減少交通延誤，提高經(jīng)濟效益。 （ 3） 降低污染程度，保護生態(tài)環(huán)境。 （ 4） 節(jié)省能源和土地消耗。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 交通信號燈的設(shè)計要求及實現(xiàn)方案 7 1 交通信號燈的設(shè)計要求及實現(xiàn)方案 交通信號燈的設(shè)計要求 1 ）在十字路口東西南北各設(shè)置紅、黃、綠三種信號燈，正常情況下，東西、南北方向輪流放行。當(dāng)東西方向 (A 線 )放行、南北方向 (B 線 )禁行時，東西方向 (A 線 )綠燈亮 25 秒，然后黃燈亮 5 秒，南北方向 (B線 )紅燈亮 30秒；當(dāng)南北方向 (B線 )放行、東西方向 (A 線 )禁行時，南北方向 (B線 )綠燈亮 25秒，然后黃燈亮 5秒，東西方向 (A 線 )紅燈亮 30 秒。如此循環(huán)，實現(xiàn)交通燈定時控制。 2） 有急救車優(yōu)先通過功能。當(dāng)有急救車到達時，路口的信號燈全部變紅燈，以便急救車通過，急救車的通行時間為 10秒，急救車過后，交通燈恢復(fù)先前狀態(tài)。 3）交通燈在紅、綠燈交替點亮中，用兩個數(shù)碼管顯示點亮的燈還能持續(xù)的時間。 圖 11 交通效果圖 如 21 圖是十字路口交通控制器的效果圖，在 A、 B兩道路相交叉的路口，可以分成東西南北四個方向，其中東西、南北方向的紅綠燈顯示是完全一樣 ，只是為了便于在不同方位不同距離清楚的看到路況，在實際交通路口安裝了兩組一樣的交通信號燈。 北 西 東 南 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 交通信號燈的設(shè)計要求及實現(xiàn)方案 8 交通信號燈的實現(xiàn)方案 在十字路口的交通燈設(shè)計中，根據(jù)路口的交通情況，優(yōu)先選擇了利用 89S51 芯片，由于 89C51 芯片無需擴展，具備了 MCS51 系列單片機的所有優(yōu)點。紅、綠燈的點亮功能，時間顯示功能都是由 89C51 芯片來控制的，還專門設(shè)計了 5V電源，提供給芯片。 考慮到 LED 需要驅(qū)動，我們選擇了 74LS240 和 74LS244 兩片芯片，其中 74LS244是用來驅(qū)動 LED 紅綠燈的，而 74LS240 是用來驅(qū)動 七段數(shù)碼管 的。在 AT89C51 將控制信號輸出給數(shù)碼管時，還將用到一個譯碼器，將 BCD 碼轉(zhuǎn)換成高低電平輸出，我們選用了 CD4511 芯片。 注：本設(shè)計選用設(shè)備 AT89C51 芯片一片， 74LS244 一片， 74LS240 一片 ,共陰極的七段數(shù)碼管四個，紅、黃、綠發(fā)光二極管各 2個，導(dǎo)線、電阻若干。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)分析 9 2 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)工作原理 1）編程設(shè)置好交通燈初始時間，通過編程器寫入 89C51 單片機系統(tǒng)。 2）由 89C51 單片機的定時器每秒鐘通過 P0 輸送交通信息，顯示紅，綠，黃燈的燃亮情 況；由 P0， P2口顯示每個燈的燃亮?xí)r間。 3）通過 89C51 單片機的 RESET 位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，為 0 就對系統(tǒng)進行初始化，為 1系統(tǒng)就開始工作； 4）由 CD4511 譯碼器來把 89C51 輸出的信號轉(zhuǎn)換成 BCD 碼，然后通過數(shù)碼管來顯示時間。 5)當(dāng)有緊急救護車出現(xiàn)時 ,應(yīng)使東西南北四個方向全亮紅燈 ,并延時 10 秒鐘 ,以便急救車通過 .技術(shù)上可用外部中斷 0 發(fā)出一單脈沖向 CPU 申請中斷。 系統(tǒng)控制信號分析 在這個交通控制器的設(shè)計中，最為主要的是 AT89C51 芯片，它是整個系統(tǒng)的核心，在電路中總共用到了 P0， P1， P2 三個端口， P0 口的八個 I/O 口連接到了 74LS240 這個芯片。 74LS240 的主要功能是反向驅(qū)動，從 89C51 傳送過來的輸入信號經(jīng)過驅(qū)動后，輸出信號的驅(qū)動能力加大了。經(jīng)過驅(qū)動后，數(shù)碼管 LED 得以顯示。從 P1 端口輸出的6個 I/O 口連接到 74LS244 的 6個輸入端，因為在十字路口有兩組是相同的，所以只用到了 6 個 LED。經(jīng)過驅(qū)動后，由程序直接控制 LED 紅綠燈顯示信息。 在數(shù)碼管時間顯示與信號輸入之間存在一個譯碼的問題，在這是用了一個CD4511 芯片來譯碼。 P 2 端口的四 個 I/O 口連接到 CD4511 的 A， B， C， D 口，通過 CD4511 譯碼器譯碼，傳輸給 LED 七段數(shù)碼管，來顯示時間。 根據(jù)交通燈的設(shè)計，數(shù)字從大到小顯示一直到零，當(dāng) A道亮綠燈從三十到零時， B 道紅燈從二十五減到零，然后亮黃燈，從五減到零。反之亦然。 另外在這個系統(tǒng)當(dāng)中，還有三個電路，分別是復(fù)位電路，晶振電路，電源電路，在三個電路在一般的系統(tǒng)設(shè)計中都是要使用到的，他們在整個系統(tǒng)當(dāng)中的作用在下面的單元電路中都會做詳細(xì)的介紹。 這個系統(tǒng)的設(shè)計來說，相對是比較簡單的，并沒有用到很復(fù)雜的芯片，所以這個系統(tǒng)具備 了一些基本的功能，可能在特別情況下會不適用。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 10 3 系統(tǒng)設(shè)計 硬件電路設(shè)計 圖 31 硬件系統(tǒng)總框圖 在設(shè)計硬件電路時，我們根據(jù)硬件系統(tǒng)的總框圖，知道要用到哪幾個芯片， 89C51芯片是總的系統(tǒng)的核心，它既驅(qū)動數(shù)碼管，又驅(qū)動交通燈。時間顯示功能我們是用七段數(shù)碼管，因為是用在十字路口，需要有兩個時間顯示，所以用到了四個七段數(shù)碼管，數(shù)碼管的譯碼功能是用了 CD4511 芯片。為了不使用外部電源，系統(tǒng)設(shè)計了一個橋式整流電源。在紅綠燈顯 示上了，我們只用了六個 LED，因為在 A 道上的兩組紅綠燈是完全一致的，在 B 道上也是一樣的，所以我們只用了六個 LED 完全可一代表整個交通控制情況了。 當(dāng)我們已經(jīng)完全知道我們的硬件需要時，在畫原理圖的時候要合理的布置各個芯片，各條線，盡量不要使電線交叉在一起，還要讓我們的原理圖看上去美觀。 編程設(shè)置 時間參數(shù) 電源 89C51 系 統(tǒng) 設(shè) 置 驅(qū)動電路 時間顯示 交通燈 驅(qū)動電路 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 11 元件介紹 AT89C51 芯片介紹 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC4089C51 圖 32 AT89C51芯片引腳 管腳說明 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時，東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 12 P1口作為第八位地 址接收。