【正文】 謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。根據(jù)比較的結(jié)果，將具體的車流量轉(zhuǎn)換成兩相位車流量大小的比值。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(jiàn)和最有效的手段。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。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(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。解決城市交通問(wèn)題的根本路徑大致有兩條：一是加快交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；二是加強(qiáng)交通管理。交通燈控制電路自動(dòng)控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮各種車輛和行人安全通行，從而實(shí)現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通管理自動(dòng)化。智能交通燈的應(yīng)用是解決智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。 我國(guó)交通燈現(xiàn)狀 隨著城市機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)速度的加快， 1994年我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車保有量已接近 500萬(wàn)輛。定時(shí)式并不符合實(shí)際要求。 第五章簡(jiǎn)要介紹了 proteus軟件及電路繪制并且詳細(xì)敘述了如何實(shí)現(xiàn)電路的仿真。 （ 2）南北黃燈亮，東西保持紅燈亮。說(shuō)明： 0表示滅， 1表示亮。一定時(shí)間后，東西黃燈閃爍，持續(xù) 5s，南北向保持紅燈亮。系統(tǒng)的總體框圖如圖 所示。選用 AT89S51單片機(jī) 跟其他單片機(jī)相比， 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，滿足設(shè)計(jì)要求，故選用 AT89S51單片機(jī) 作為主控制器。 方案二： 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 9 采用磁感應(yīng)車輛檢測(cè)器 .這種環(huán)形線圈檢測(cè)器是傳統(tǒng)的交通檢測(cè)器，是目前世界上用量最大的一種檢測(cè)設(shè)備。如當(dāng)汽車通過(guò)光掃描區(qū)域時(shí)，部分或全部光束被遮擋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛數(shù)據(jù)的綜合檢測(cè)。 三端穩(wěn)壓器，主要有兩種 ： 一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器 ； 另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)太器 。其具體的硬件電路總圖如圖所示。本設(shè)計(jì)采用比例的方法利用紅外線傳感器只計(jì)算出需比較兩個(gè)相對(duì)路口車流量的比值即可。單片機(jī)通過(guò)接口得到 a和 b相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)量，然后對(duì)其進(jìn)行處理、分析和判斷，改變信號(hào)燈輸出時(shí)長(zhǎng)，直接控制信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)信號(hào)燈的智能控制。 單片機(jī)的主要特點(diǎn)有： （ 1） 具有優(yōu)異的性能價(jià)格比。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXRi指令）時(shí)， P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置位，可禁止 ALE操作。 ：外部訪問(wèn)允許。外接晶體時(shí)， XTAL1與 XTAL2各接晶體的一 端，借外接晶體與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成振蕩器。當(dāng)程序跑飛或死機(jī)時(shí)，也需要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。 (3) EA腳的功能及接法 單片機(jī)的 EA腳控制程序從內(nèi)部存儲(chǔ)器還是從外部存儲(chǔ)器讀取程序。 為了采集上述數(shù)據(jù)，在十字路口的四側(cè)共設(shè)置 2個(gè)傳感器。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。槽式光電開(kāi)關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且它能分辨透明與半透明物體 ,使用安全可靠。 目前，這種新型的光電開(kāi)關(guān)已被用作物位檢測(cè)、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長(zhǎng) 剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成 PN結(jié)的材料決定的。本設(shè)計(jì)運(yùn)用橋式整流電路，將交流轉(zhuǎn)換為直流，可為各部分電路提供恒定的 +5V直流。第四部分主要介紹了紅外線傳感器的原理。這里我采用了常用的 C語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此狀態(tài)下除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。比例為 ，表示南北車流量與東西車流量差距不大。 根據(jù)紅綠燈時(shí)間調(diào)整原理，一個(gè)周期下來(lái)， count_SN， count_EW中分別存儲(chǔ)著南北，東西的車流量，接下來(lái)求單位時(shí)間車流量，此時(shí)南北向時(shí)間，東西向時(shí)間分別存儲(chǔ)在 tt_SN， tt_EW中，則兩個(gè)方向的流量比例為（ count_SN /tt_SN）/（ count_EW/tt_EW） =( count_SN * tt_EW)／ (count_EW * tt_SN),顯然該比例是 1左右?guī)?shù)的值，然而單片機(jī)程序中只取整數(shù)，重要的數(shù)據(jù)信息就會(huì)丟失，所以本設(shè)計(jì)中首先將 (R5*R1)乘以 10，比例就變?yōu)?10左右的值。比例大于 ，表示南北方向車流量擁擠，東西方向車流量暢通。主程序流程圖如圖 所示。此狀態(tài)下，南北允許通行，東西禁止通行。 電氣工程學(xué)院 22 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 23 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架基本形 成。這一波動(dòng)的直接經(jīng)過(guò)電解電容 C4濾波后，得到一個(gè)較平 穩(wěn)的直流，再經(jīng)過(guò) LM7805穩(wěn)壓為 +5V后，得到穩(wěn)定的 +5V直流電流，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓，保證電路的穩(wěn)定性和抗干擾性，其電路如圖 。 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共 4組。通常光纖傳感器分為對(duì)射式和漫反射式。 光電開(kāi)關(guān)的分類 （ 1） 漫反射式光電開(kāi)關(guān) 它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，物體將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生電氣工程學(xué)院 18 了開(kāi)關(guān)信號(hào)。 光電開(kāi)關(guān)的工作原理 光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。 車流量檢測(cè)模塊介紹 在本系統(tǒng)中，采用對(duì)射式紅外線光電開(kāi)關(guān) HJS18M14DNK檢測(cè)車流量。復(fù)位電路的原理是單片機(jī) RST 引腳接收到 2 個(gè)機(jī)器周期 以上的高電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期 ，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 (1)時(shí)鐘電路 Y11 1 .0 5 9 2 MC1C2 圖 晶振電路圖 單片機(jī)的晶振電路，即時(shí)鐘電路。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE無(wú)效。 DISRT0位缺省為 RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。 P3口： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ 0 口。對(duì)端口寫“ l”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 （ 3） 控制功能強(qiáng)。 該智能交通燈控制系統(tǒng)以四個(gè)狀態(tài)為一周期循環(huán)。用單片機(jī)巡回檢測(cè)，并將他們進(jìn)行比較。 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 11 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U?8 0 5 1 A HY11 1 .0 5 9 2 MC1C2V C CR1P N PU1B U Z Z E RV C CR0 3 KV C CY0 3 KV C CG0 3 KV C CGYR RYG0 3 K0 3 K0 3 K 0 3 K0 3 K0 3 KV C CV C CV C C V C CV C CV C CR Y G0 3 K 0 3 K 0 3 KV C C V C C V C C紅外線車流量傳感器abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GT?T R A N S 11234D?B R I D G E 1C4E L E C T R O 1 C5C A PV i n1GND2+ 5 V3U?L M 7 8 0 5 C TV C CP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 0P 1 1P 1 2P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3 P 1 4 P 1 5P 1 3 P 1 4 P 1 5P 2 0 P 2 1P 2 0 P 2 1P 2 0 P 2 1P 2 0 P 2 1P 2 0P 2 1紅外線車流量傳感器1K 1K 1K 1K 1K 1K 1KV C CV C CV C CP 3 2P 3 2R2S1S W S P S TR3V C CC3E L E C T R O 1C6C A P 圖 總體設(shè)計(jì)電路圖 系統(tǒng)工作原理 通過(guò)車流量傳感器 對(duì)東西和南北兩條通道的車流量的測(cè)量，將車流量信息以脈沖電平的方式傳給單片機(jī)。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 方案一造價(jià)高，且易 受環(huán)境影響，方案二需將檢測(cè)器埋入地底下，對(duì)已建成道路使用不方便。交通流量是交通統(tǒng)計(jì)和交通規(guī)劃的基本數(shù)據(jù)，通過(guò)這些檢測(cè)結(jié)果可以用來(lái)計(jì)算占用率 (表征交通密度 )， 在使用雙線圈模式時(shí)還可以提供速度、車輛行駛方向、車型分類等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于交通管理和統(tǒng)計(jì)是極為重要的。微波交通檢測(cè)器是利用雷達(dá)線性調(diào)頻技術(shù)原理，通過(guò)發(fā)射中心頻率為 (FMCW)；在檢測(cè)路面上，投映一個(gè)寬度為 34米 ， 長(zhǎng)度 為 64米的微波帶。 單片機(jī) LED 數(shù)碼管顯示 蜂鳴器 車流量檢測(cè)電路 紅黃綠信號(hào)燈 最小系統(tǒng)外圍檢測(cè)電路 電氣工程學(xué)院 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 主要硬件的選型 實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求 的具體功能，可以用單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個(gè)發(fā)光二極管分成 4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊， 8個(gè) LED東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，車流量檢測(cè)傳感器采集流量數(shù)據(jù)， 1個(gè)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。車輛檢測(cè)器作為智能交通系統(tǒng)的基本組成部分，在智能交通系統(tǒng)中占有重要的地位。 （ 1） 倒計(jì)時(shí)顯示 倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇。 （ 3）東西綠燈亮，南北紅燈亮。附錄為系統(tǒng)的程序清單以及整體電路圖供閱讀參考。然而人工指揮勞動(dòng)強(qiáng)度大，我們應(yīng)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用，用計(jì)算機(jī)模擬人的智能來(lái)控制交通燈，從而提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 然而，在此同時(shí)，城市道路建設(shè)規(guī)模也在加大。它們?cè)谥袊?guó)的城市（如：上海、杭州、寧波等用的是 SCATS 系統(tǒng)；成都、大連、北京等用的是 SCOOT 系統(tǒng)）也得到了較好的應(yīng)用。 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。保證人車的安全，在良好的交通環(huán)境下，使現(xiàn)有設(shè)施的能力得以發(fā)揮。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)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。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)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(lái)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。 1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安