【導讀】含其他人已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含他人或其他教學機構(gòu)取得的研究成果。本人了解并遵守衡水學院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定。全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文及相關(guān)資料。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將在道路擁擠等交通狀況方面給予技術(shù)革新。統(tǒng)流程進行了詳細分析，對各部分的電路也一一進行了介紹。本電路由89C52單片機、按鍵、數(shù)碼管和LED燈組成，并在Protues軟件上實現(xiàn)仿真。

　　

【正文】 ne u8 unsigned char define u16 unsigned int define led_seg P0 define led_dig P2 define led_num 4 void led_t2init(u8 *dispbuf)。 code u8 led_table[17]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff}。 u8 led_digset=0xfe。 u8 led_dignum=0。 u8 *led_dispbuf。 void led_t2init(u8 *dispbuf) { led_dispbuf=dispbuf。 EA=1。 TH0=0xfe。 TL0=0x0c。 ET0=1。 TR0=1。 TMOD=0x11。 } void led_t2(void) interrupt 1 {u8 i。 TH0=0xfe。 TL0=0x0c。 led_seg=0xff。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 36 led_dig=0xff。 led_dig=led_digset。 i=*(led_dispbuf+led_dignum)。 i=led_table[i]。 led_seg=i。 led_dignum++。 led_digset=1。 led_digset|=0x01。 if(led_dignum==led_num) {led_dignum=0。 led_digset=0xfe。 } } 衡水學院 畢業(yè)設(shè)計 開題報告 題目 : 基于單片機的交通燈設(shè)計 學生姓名 : 系 別 物理與電子信息系 專 業(yè) : 電子信息工程 年 級 : 2020 級 學 號 : 指導教師 : 衡水學院教務(wù)處印制 第 頁 1 畢業(yè)設(shè)計開題報告 題目 基于單片機的交通燈設(shè)計 系別 專業(yè) 物理與電子信息系 電子信息工程 年 級 2020級 開題日期 學 號 姓 名 指導教師 一、 選題的目的及意義、本課題研究的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題： 選題的目的及意義： 交通是當今世界上一大熱門課題，也是世界上多發(fā)性災(zāi)害中發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害，它給人們帶來便捷的服務(wù)，也威脅著人們的生命安全，是世界各國人民所面臨的一個共同的問題。隨著社會的日益 進步，人民的生活質(zhì)量也 有很大的 提高，人們出行的安全問題也成了重要話題。因此，如何防止交通事故，保護人們的出行安全，減少傷亡成了至關(guān)重要的問題。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。那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。因此本課題設(shè)計基于 MCS51 系列單片機 89C51 的十字路口交通燈控制器，以使城市交通安全暢通。 本課題研究的基本內(nèi)容： (1) 設(shè)計交通燈狀態(tài)的管理方案； (2) 設(shè)計單片機的最小系統(tǒng)和周邊電路； (3) 設(shè) 計整個系統(tǒng)的電路分布和接線； (4) 使用 C 語言編寫整個系統(tǒng)運行的程序。 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。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 2 二、課題研究步驟、方法及措施： 課題研究步驟： (1) 閱讀相關(guān)書籍資料，了解當前世界交通控制系統(tǒng)的發(fā)展程度； (2) 初步樹立研究方向，確立系統(tǒng)基本模型； (3) 確定系統(tǒng)的兩種工作模式； (4) 系統(tǒng)采用了模塊化的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ,將系統(tǒng)分成 5 大模塊； (5) 應(yīng)用 Protus 軟件正確繪制系統(tǒng)電路圖 ； (6) 對系統(tǒng)進行 仿真運行、調(diào)試，得出最終設(shè)計結(jié)果，完成此次畢業(yè)設(shè)計。 課題研究方法： 通過對交通狀況的調(diào)查，依實際情況設(shè)計車輛通行時間為 60 秒，且設(shè)計兩種工作模式：自動控制模式和人工控制模式。 在自動控制模式下，東西、南北方向交替對車輛放行，時間各為 60 秒；在人工控制模式下，依照按鍵要求，強行使東西或南北方向車輛放行，直到按下其他控制鍵。 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 。 (2) 網(wǎng)上查詢并下載相關(guān)資料及文獻 。 (3) 整理原有的資料，并閱讀大量相關(guān)的著作 。 (4)與同學相互討論，請教論文指 導老師 。 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)課題方向和指導教師建議，查閱、學習相關(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。 2020 年 2 月 13 日 —— 2020 年 4 月 8 日，利用實驗室儀器設(shè)備完成課題的設(shè)計、實現(xiàn)與調(diào)試整個過程。 2020 年 4 月 9 日 —— 2020 年 4 月 29 日，畢業(yè)論文中期檢查。 2020 年 4 月 30 日 —— 2020 年 5 月 21 日，畢業(yè)設(shè)計和論文初稿的撰寫、 修改工作。畢業(yè)設(shè)計定稿、打印裝訂階段。 2020 年 5 月 22 日 —— 2020 年 5 月 31 日，畢業(yè)論文答辯。 第 頁 3 四、主要參考文獻： [1] 張毅坤 ． 單片微型計算機原理及應(yīng)用 [M]． 西安電子科技大學出版社 ． 1998． [2] 余錫存 ， 曹國華 ． 單片機原理及接口技術(shù) [M]． 西安電子科技大學出版社 ． 2020． 7． [3] 雷麗文等 ． 微機原理與接口技術(shù) [M]． 電子工業(yè)出版社 ． 1997． 2． [4] 張毅鋼 ． 單片機原理及應(yīng)用 [M]． 高等教育出版社 ． 2020． 11． [5] 徐晨 ， 陳繼紅等 ． 微機原理及應(yīng)用 [M]． 高等教 育出版社 ． 2020． 8 [6] 李朝青 ． 單片機原理及接口技術(shù)（第三版） [M]． 北京航空航天大學出版社 ． 2020． [7] 朱承高 ． 電工及電子科技手冊 [M]． 高等教育出版 ． 2020． [8] 童詩白 ， 華成英 ． 高等教育出版 [M]． 2020． [9] 閆石 ． 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]． 高等教育出版 ． 2020． [10] 周景潤 ． PEOTEUS 在 Mcs51﹠ ARM7 系統(tǒng)中的應(yīng)用百例 [M]． 電子工業(yè)出版社 ． 2020． [11] 陳光東 ， 趙性初 ． 單片微型計算機原理與接口技術(shù) [M]． 華中理工大學出版社 ． 1993． [12] 何立民 ． 單片機技術(shù)的現(xiàn)狀與未來 [J]． 中國計算機報 ． 1995． No． 30． [13] 魏慶福 ． 全新的工控機標準化平臺 —— Compact PCI[M]． 計算機世界 ． 1999． 五、 指導教師 意見： 指導教師（簽名）： 年 月 日 六 、開題審查小組審查意見： 審查結(jié)果： 通過； 完善后通過； 未通過 組長簽名： 年 月 日 說明：開題報告應(yīng)在教師指導下由學生獨立撰寫， 開題報告一般不少于 1000字 ，并交指導教師審閱。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 4 衡水學院 畢業(yè)設(shè)計 文獻綜述 題目 :基于單片機的交通燈設(shè)計 學生姓名 : 學 院 : 衡水學院 專 業(yè) : 電子信息工程 年 級 : 2020 級 學 號 : 指導教師 : 衡水學院教務(wù)處印制 畢業(yè)設(shè)計 文獻綜述 設(shè)計題目 基 于單片機的交通燈設(shè)計 指導教師 研究方向 電路與系統(tǒng) 參考文獻情況 國內(nèi) 12 篇，國外 3 篇，共計 15 篇 收集參考文獻時間 2020 年 11 月 7 日至 2020 年 12 月 25 日 一、文獻綜述 城市道路交通自動控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號控制技術(shù)為前導，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。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]。 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世紀。 1914 年及稍晚一些時候，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，與現(xiàn)在意義上的信號燈已經(jīng)相差無幾 [2]。 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。 20 世紀 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，當時使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測器。車輛感應(yīng)控制器的特點是它能根據(jù)檢測器測量的交通流量來調(diào)整綠燈時間的長短，使綠燈時間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時間延誤，比定時控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點刺激了車輛檢測器技術(shù)的發(fā)展。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。當今在城市道路交通自動控制、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 [3]。 計算機技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實現(xiàn)了以一：基于單片機的交通燈設(shè)計 6 個城市或者更大地域，而非簡單的一個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]。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)歷了手動到自動，從固定配時到靈活配時，從無感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制，從單點控制到干線控制，從區(qū)域控制到網(wǎng)絡(luò)控制的長遠過程。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，對整個交通線路車輛的多少實時調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路的分流也十分必要。 當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)。 在信號機的發(fā)展歷程中，自適應(yīng)理論一直受到各研究機構(gòu)的歡迎，比如上面所述的 SCOOTS 和 SCATS 系統(tǒng)。最近幾年，國外仍偏向于引進自適應(yīng)理論來對交通信號控制系統(tǒng)進行研制，特別是美國有十幾個大學或研制機構(gòu)正在研制自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng)，具有代表性的有美國亞利桑那大學研制的 RHODES。 我國交通領(lǐng)域的發(fā)展起步較晚，基本是從新中國建國之后，隨著各方面的條件的成熟以及社會發(fā)展的要求，才建立及健全交通控制系統(tǒng)的，主要引用國外的交通控 制系統(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。雖然在整體規(guī)模和層次上與世界發(fā)達國家還有不少差距，但部分領(lǐng)域技術(shù)水平已處于世界先進位置。目前，我國交通控制系統(tǒng)已不單單是對交叉口信號燈進行控制，而是集交叉口信號的控制和干線控制以及現(xiàn)代城市高速公路交通控制于一體的混合型交通， 實現(xiàn)區(qū)域信號控制和城市高速公路集成控制。 綜合分析國內(nèi)外先進的城市交通控制系統(tǒng)，結(jié)合我國城市道路及交通的實際情況，同時也對今后城市交通與道路 建設(shè)的發(fā)展的前瞻性考量，我國道路智能交通控制系統(tǒng)的發(fā)展模式應(yīng)具有如下功能： （ 1）多模式化。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。此外，充分根據(jù)不同地區(qū)實時交通情況，對路口能力最大、延遲時間最短等作為遴選不同系統(tǒng)的參考標準。 （ 2）智能化。隨著信息技術(shù)的高度發(fā)展，作為道路交通控制系統(tǒng)所承擔的工作不僅僅是對交通流的引導，更承擔了諸如為車輛提供道路交通信息的職能，利用對車輛的 CPS 誘導，使道 路通行更加順暢。 （ 3）最優(yōu)化。隨著計算機技術(shù)和優(yōu)化理論的發(fā)展，模型算法的求解和交通模型的建立就有可能獲得最優(yōu)解并建立最佳模型。當我們建立整個交通路網(wǎng)的動態(tài)交通分配模型和整體優(yōu)化模型并求最優(yōu)解，從而達到對路口的控制參數(shù)進行調(diào)整進而實現(xiàn)某個地域范圍內(nèi)對交通流進行動態(tài)協(xié)調(diào)控制就成為可行。 （ 4）規(guī)整化。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交通流的方法對控制系統(tǒng)會有很大的參考作用。我國在建立完整的道路交通控制系統(tǒng)之前，必須針對道路狀況和交通流做出若干種交通疏導預(yù)案和道路使用預(yù)案，從 而使交通和道路更加規(guī)整。 （ 5）通用性和模塊化。根據(jù)計算科學的發(fā)展，我國在制定和實施智能交通控制系統(tǒng)時必須在硬件設(shè)計和軟件編程上采用通用化和模塊化，有利于將來的逐步升級和換代。 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]。由于單片計算機體積很小 (僅手指般大小 ),功能強 (控制功能強大、指令簡單等 )， 它還具有抗干擾性強、可靠性高、電磁輻射小、更新?lián)Q代速度慢等優(yōu)點，因而廣泛用于電子設(shè)備中作 控制器之用。 基于整個交通控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，本設(shè)計主要進行如下方面的研究：用智能、集成，且功能強大的單片機芯片為控制中心，設(shè)計出一套十字路口的交通控：基于單片機的交通燈設(shè)計 8 制系統(tǒng)，以指揮該路口的實時通行狀態(tài)。本設(shè)計中將采用 8051 系列單片機交通控制系統(tǒng)實現(xiàn)多時段多相位的交通控制目的。 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。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有通行時間手動設(shè)置、可倒計時顯示、急車強行通過、車流量多時段調(diào)整、多相位、交通異常狀況判別及處理等相關(guān)功 能。 本設(shè)計主要做以下幾方面的工作： （ 1）確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計，包括：十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項功能。本設(shè)計除了有信號燈狀態(tài)控制能實現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計時顯示提示等。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。 （ 2）控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計，包括 CPU、存儲器、顯示電路等模塊的選擇及連接，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。 （ 3）軟件系統(tǒng)的設(shè)計，對于本系統(tǒng)，擬采用單片機匯編語言編寫，目前已對單片機內(nèi)部 結(jié)構(gòu)和工作 情況做了充足的研究，了解定時器，中斷以及延時原理。 城市交通是一個高度綜合而又復(fù)雜的問題，必須從政策、機構(gòu)、體制、管理、收費價格、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和投資各個方面同時入手解決。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，也對此提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。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，還必須通過一定的科技手段加以實現(xiàn)。本文在對目前交通控制進行深入分析的基礎(chǔ)上，運用實時調(diào)整智能化控制的實現(xiàn)技術(shù)，擬將實時調(diào)整車輛通行時間的算法與單片機控制作用相結(jié)合，提出多時段多相位控制的單片機交通控 制系統(tǒng)，來實現(xiàn)基本交通燈功能、倒計時顯示、車流量多時段調(diào)整、多相位、急車強行通過、通行時間手動設(shè)置等功能，實現(xiàn)多時段多相位控制的以 AT89C51 為基礎(chǔ)的單片機交通控制系統(tǒng)。 ：基于單片機的交通燈設(shè)計 10 二、主要參考文獻： [1] 楊佩昆等編 .交通管理與控制 [M].北京 ： 人民文通出版社 .1992． [2] 沈紅衛(wèi) .單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析 [M].北京航空航天大學出版社 .2020． [3] 馀吉萬等編 .城市文通的計算機控制和管理 [M].北京測繪出版杜 .1985. [4] 張輝 .8051 單片機控制交通信號燈的方法研究 [J].邵陽師范