【正文】 開始用車輛感應(yīng)式信號控制器，之后是英國，當(dāng)時使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測器。 1967 年，英國運輸與道路實驗室 (TRRL)成功開發(fā)出 TRANsYT(TraffioNetworkStudyTools)交通控制系統(tǒng)，后來又在 TRANsYT 的基礎(chǔ)上開發(fā)了 seOOT(split Cyele and offset OPtimization Technique)系統(tǒng)。于是，智能交通系統(tǒng)應(yīng)運而生，并得到迅猛發(fā)展。 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，主要有以下表現(xiàn)： 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。 本課題的主要研究 工作 本課題主要通過利用 89C51 單片機設(shè)計一個交通控制系統(tǒng)通過對十字路口的實際調(diào)查，由交通狀況的車流量的大小，確定車輛放行時間為 60 秒，即當(dāng)一條干道的車輛處于放行狀態(tài)時，另一條干道禁止放行，持續(xù) 60 秒；并在最后 10秒時，放行車道的路燈閃爍，警示行人注意紅燈的到來。由此大大改善了交通運營狀 況，提高了交通路口的運轉(zhuǎn)效率，方便了人們的出行。 交通燈的控制分為自動控制和人工控制兩種方式：正常情況下，交通燈處于自動控制方式，此時東西方向和南北方向的交通燈輪流導(dǎo)通；特殊情 況下，可以通過人工方式延長南北方向或東西方向交通燈的導(dǎo)通時間。此時若系統(tǒng)處于東西方向交通導(dǎo)通狀態(tài)， 則數(shù)碼管從 10 秒開始倒計時，操作步驟同自動控制步驟 4，倒計時結(jié)束后進入南北交通導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)碼管顯示“ 9999”，且不遞減； 2. 若 K3 鍵按下，則強制東西方向交通導(dǎo)通。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 10 手 動 控 制 模 式K 1 鍵 按 下南 北 方 向 導(dǎo) 通1 0 秒 倒 計 時后 東 西 導(dǎo) 通1 0 秒 倒 計 時后 南 北 導(dǎo) 通自 動 控 制 模 式N oY e sY e sN o 圖 23 手控轉(zhuǎn)自控 交通管理的方案論證 東西、南北兩干道交于一個十字路口。 系統(tǒng) 電路框圖 本系統(tǒng)每個信號指示燈接一個對應(yīng)的 I/O口，通過對 I/O口賦值控制交通信號燈的狀態(tài)來指揮交通。 LED顯示模塊共設(shè)有 4個 LED，其中紅色的 2個，綠色的 2個，用來模擬十字路口紅綠燈 點 亮情況。 5個模塊共同作用完成對 整個交通系統(tǒng)的控制。 1. 中央處理器（ CPU） CPU是單片機的核心部件，根據(jù) CPU字長可分為 1 位機、 4 位機、 8 位機、16 位機以及 32 位機， CPU的運算速度、處理數(shù)據(jù)能力、實施控制功能等性能都與 CPU的字長有關(guān)，因此，字長是衡量 CPU功能的主要指標。 CPU ROM 中斷系統(tǒng) 串行 I/O 口 并行 I/O 口 定時器 RAM 圖 31 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 4. 數(shù)據(jù)存儲器 單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲量一般為 64B~256B，通常采用靜態(tài)隨即存儲器（ RAM），還有少數(shù)單片機內(nèi)采用 EEPROM 作為數(shù)據(jù)存儲器。 單片機應(yīng)用系統(tǒng) 根 據(jù)單片機應(yīng)用場合及系統(tǒng)控制的要求不同，在規(guī)模、結(jié)構(gòu)上存在很大不同，根據(jù)使用功能器件的種類和數(shù)量，可分為基本系統(tǒng)和擴展系統(tǒng)。 復(fù)位電路 電源電路 單片機 時鐘電路 輸入 /輸出 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 14 EPROM 程 序存儲器 RAM 數(shù)據(jù)存儲器 A/D D/A 并行接口 串行接口 復(fù)位電路 時鐘電路 輸入 /輸出 電源電路 單片機 圖 33 單片機擴展系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)示意圖 單片機的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機的工藝和集成度不斷提高，其功能正朝著多功能、高性能的方向發(fā)展，主要體現(xiàn)在 以 下幾方面。 系統(tǒng)電路 系統(tǒng)共分為 5 個模塊，最小系統(tǒng)模塊、 LED 顯示模塊、數(shù)碼管顯示模塊、 按鍵控制模塊和驅(qū)動模塊。其中， LED1 和 LED2分別表示南北方向的綠燈和紅燈， LED4 和 LED3 分別表示東西方向的綠燈和紅燈。 圖 36 數(shù)碼管顯示模塊 按鍵控制模塊 按鍵控制模塊由 K K K3 三個按鍵組成，系統(tǒng)初始為自動控制模式。而數(shù)碼管的位選端口與 PNP 型三極管的 射極 相連，集電極接電源，為數(shù)碼管提供足夠大的驅(qū)動電流，三極管的基極與單片機的 到 相連，通過單片機端口的電位變化控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而達到驅(qū)動數(shù)碼管穩(wěn)定顯示的功能[8]。如果 modelflag為 1， 則 進入人工控制模式。若之前狀態(tài)與所要求狀態(tài)不同，則 LED 燈轉(zhuǎn)變?yōu)樗鬆顟B(tài)，數(shù)碼顯示管保持 “ 9999” ；若之前狀態(tài)與所要求狀態(tài)相同，則 LED 燈保持之前狀態(tài)，數(shù)碼顯示管仍保持 “ 9999” 。 E T 1 = 0顯 示 9 9 9 9數(shù) 碼 管 顯 示 1 0 s 遞 減 數(shù) 據(jù) L E D 閃 爍 1 0 sY e sN oY e sY e s N oL E D 保 持 以前 狀 態(tài)N o 圖 43 人工控制流程圖 鍵盤掃描程序 所用三個簡單按鍵作為輸入控制端，單片機通過 P3 口寫入全 1，然后再判斷 P3 信息是否改變，即判斷出是否有鍵按下。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 22 P 3 寫 入 全 1P 3 第 四 位 是 否 全 1延 時 去 抖兩 次 按 下 是 否 相 同返 回 鍵 值Y e sY e sN o 圖 44 鍵盤掃描流程圖 數(shù)碼管中斷顯示程序 數(shù)碼管通過單片機定時器以一定時間間隔刷屏，當(dāng)時間間隔小于人眼所能分辨的最小時間間隔時，所觀察的數(shù)碼管顯示穩(wěn)定，從而使時間正常顯示。T L 0 = 0 x f 0 。T L 0 = 0 x f 0 。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 24 設(shè) 置 T 1 工 作 方 式 t m o d = 0 x 1 1設(shè) 置 初 值 T H 1 = 3 c , T L 1 = b 0 ； j = 0開 啟 T 1 ： E A = 1 ， E T = 1 ， T R 1 = 1是 否 記 滿寫 入 初 值 ； T H 1 = 0 X 3 C 。 E T 1 = 0 。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 課題完成的主要工作與結(jié)論如下： (1) 閱讀了大量資料，對交通控制系統(tǒng)進行了綜合分析，明確了論文的方向，確定了基于 80C51單片機的研究與設(shè)計的總體設(shè)計方案； (2) 分析了具體要求，題注硬件總體設(shè)計方案，對硬件進行了選型。希望通過努力，最終能將本系統(tǒng)修改為可以指揮交通的應(yīng)用型系統(tǒng)，彌補現(xiàn)有交通控制系統(tǒng)的不足，為交通系統(tǒng)的發(fā)展貢獻一份力量。在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)的幫助下，加上個人的努力 ，本設(shè)計才能順利完成。 void model0()。 void tim_init()。 u8 led_buf[2]={0xed,0xde}。 void main() {u8 keybuf。 while(1) {keybuf=scan_key()。 case 0x0d: model1(0)。 default:break。0x0f。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 34 } return(keybuf)。ET1=1。 if(dirflag==k) {TR1=0。 for(i=0。 } else if((flag==0)amp。 } } void tim_init() {TH1=0X3C。 TR1=1。 if(++j==10) {unsigned char count,i。 disp_buf[1]=16。 else ewgreen=~ewgreen。 flag=0。 } numb=count1。 while(ms) {for(i=0。 code u8 led_table[17]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff}。 void led_t2init(u8 *dispbuf) { led_dispbuf=dispbuf。 ET0=1。 TH0=0xfe。 led_dig=led_digset。 led_dignum++。 led_digset=0xfe。而十字路口是交通事故最多發(fā)生的地點，十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 擬解決的主要問題： (1) 解決十字路口交通的基本運轉(zhuǎn)問題； (2) 解決在特殊情況下保證東西或南北方向能及時通行問題。 課題研究 措施： (1) 到圖書館查閱相關(guān)資料及前人寫的相關(guān)文獻 。 三、課題研究工作進度： 2020 年 11 月 7 日 —— 2020 年 12 月 4 日，課題調(diào)研，根據(jù)課題方向和指導(dǎo)教師建議，查閱、學(xué)習(xí)相關(guān)資料知識 2020 年 12 月 5 日 —— 2020 年 1 月 6 日，完成開題報告工作，確定設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容及技術(shù)路線等，完成開題報告、文獻綜述、英文翻譯。畢業(yè)設(shè)計定稿、打印裝訂階段。在其各個發(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歷史階段當(dāng)時的最新科技成果應(yīng)用到交通自動控制中來，從而促進了交通自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展 [1]。 1926 年英國人第一次安裝和使用自動化的控制器來控制交通信號燈，這是城市交通自動控制的起點。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達、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。 1952 年，美國科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計算機和交通檢測器實現(xiàn)了對交通信號機網(wǎng)的配時方案自動選擇式信號燈控制，而加拿大多倫多市于 1964 年完成了計算機控制信號燈的實用化，建立了一套由 IBM650 型計算機控制的交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個具有電子數(shù)字計算機城市交通控制系統(tǒng)的城市 [4]。 當(dāng)前世界各國廣泛使用的最具代表性卻有實施的城市道路交通信號 控制系統(tǒng)有英國的 TRANSYT 與 SCOOTS 交通控制系統(tǒng)和澳大利亞的 SCATS 系統(tǒng)。各級交通管理部門通過技術(shù)引進和自主創(chuàng)新，在中國部分大中城市里，摒棄舊有的控制方式，一些先進的控制技術(shù)得到應(yīng)用。首先從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上吸收集中式 SCOOT、分布式 SCAT 等智能交通系統(tǒng)的長處，在控制范圍內(nèi)各個區(qū)域采用靈活可轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)交通流的區(qū)域變化而改變。 （ 3）最優(yōu)化。任何控制系統(tǒng)都是立足于具體的道路和交通條件，所以采用道路的方法和疏導(dǎo)交通流的方法對控制系統(tǒng)會有很大的參考作用。 交通燈控制系統(tǒng)方案 和主要研究內(nèi)容 單片計算機是將電子計算機的基本環(huán)節(jié) ,如 :CPU,存儲器 ,總線 ,輸入輸出接口等 ,采用集成電路技術(shù)集成在一片硅基片上 [5]。 8051 單片機的交通燈控制系統(tǒng)由 8051 單片機、交通燈顯示、車流量檢測及調(diào)整、緊急處理、時間模式手動設(shè)置等模塊組成。基于實際情況，又要求了對車流量多時段調(diào)整模擬功能，多相位，緊急狀況處理和鍵盤可設(shè)置等強大功能。我國城市經(jīng)濟和社會的高速發(fā)展使得社會對交通的需求急劇增加，也對此提出了嚴