【正文】 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 1 緒論 交通燈研究的背景和意義 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。 MCU51。 交通燈 ABSTRACT With the development of economy and the improvement of urban modernization level, the demand of traffic and the number of cars have been growing rapidly. As the traffic congestion, traffic accidents and environment pollution has bee more obvious, that, it has bee the global economic and social problem. This system uses MSC51 series microcontroller and 8255A to design the traffic controller to manage the traffic road. It uses simple hardware circuit to simulate the alternative transformation of the traffic lights and to realize the circular illumination of the lights. We use the LED as the countdown instructions. In this project, we add the traffic detection circuit, which uses the fuzzy control algorithm to change the time of the traffic lights automatically to control the traffic lights time. This design can make sure that the LED keeps the pace with the state lamp. What is more, while it can keep the traffic safe, at the same time, it can make the traffic running smoothly, operation efficient, and also can reduce the number of traffic accidents, save energy consumption. Above all, this system has great realistic signification. Keywords: Intersection management。 本次設(shè)計(jì)中增加了車流量檢測(cè)電路，運(yùn)用模糊控制算法來(lái)自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)間， 實(shí)時(shí)的控制當(dāng)前交通燈時(shí)間使 LED 顯示器進(jìn)行倒計(jì)時(shí)工作并與狀態(tài)燈保持同步 ，在保持交通安全的同時(shí)最大限度的提高交通能順暢交替運(yùn)行 ， 大大提高交通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行效率，還可以減少交通事故，節(jié)省能源消耗 ，具 有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。 本系統(tǒng)采用 MSC51 系列單片機(jī)和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器， 進(jìn)行交通路口的管理。 五、 主要參考文獻(xiàn)： [1] 張毅坤 .單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社， 1998. [2] 余錫存 ,曹國(guó)華 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，. [3] 雷麗文 .微機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 1997. [4] 葉挺秀 .應(yīng)用電子學(xué) [M].杭州：浙江大學(xué)出版社， 1994. 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[7] 周潤(rùn)景 .PEOTEUS 在 MCS51amp。 系統(tǒng)總框圖如下： 單片機(jī)控制系統(tǒng)鎖存器看 門(mén) 狗擴(kuò)展CPU并行接口時(shí) 間顯 示交 通 燈顯 示緊 急 車 輛 通 行車 輛 傳 感 器 或 多路 開(kāi) 關(guān)最 小 系 統(tǒng) 外 圍 接口 電 路 需要研究的主要內(nèi)容： ，熟悉匯編語(yǔ)言 或者 C 語(yǔ)言 ； ，搭建控制電路； 軟件和硬件 設(shè) 計(jì)； ，并將紅綠燈的時(shí)間在 LED 上顯示出來(lái)。 8051 內(nèi)部定時(shí) /計(jì) 數(shù)器的使用和編程方法。 軟件： 交通信號(hào)燈控制管理 ,基本上涉及 到 單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展簡(jiǎn)單 接口的方法 ； 數(shù)據(jù)輸出程序的設(shè)計(jì)方法 ； 模擬交通燈控制的方法 。利用到單片機(jī)內(nèi)部資源有定時(shí)計(jì)數(shù)器、單片機(jī)與鍵盤(pán)接口、串并行接口、時(shí)鐘電路、系統(tǒng)顯示電路等。 四、 研究步驟、方法及措施： 單片機(jī)控制交通燈系統(tǒng)需要軟件和硬件結(jié)合。 急車通過(guò)時(shí)，兩車道應(yīng)該采取的措施。 、綠燈指示。 當(dāng)南北方向準(zhǔn)行，東西方向禁行時(shí)，南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈。 ，南，西，北四個(gè)道口紅 ，綠信號(hào)燈正常工作。 三、 研究的基本內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的交通 燈系統(tǒng) ，使其能 模仿 城市十字路口的交通燈功能 ；運(yùn)用模糊控制原理設(shè)計(jì)能根據(jù)十字路口車流量來(lái)自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)間的交通控制器， 并能進(jìn)行特殊控制，這就是研究的基本內(nèi)容 。 針對(duì)道路交通擁擠，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵。加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車。 目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，有應(yīng)用 CPLD 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控 制器方法；有應(yīng)用 PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法。于是，智能交通系統(tǒng) (ITS)應(yīng)運(yùn)而生，并得到迅猛發(fā)展。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代后期，隨著城市化進(jìn)程的加快和汽車的普及，城市交通擁擠、阻塞現(xiàn)象日趨惡化，由此引發(fā)的事故、噪聲和環(huán)境污染己成為日益嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，交通問(wèn)題成為困擾世界各國(guó)的普遍性難題。人們認(rèn)識(shí) 到，要更好地提高城市管理水平，不僅僅依靠硬件設(shè)備的更新和改進(jìn)，還必須同時(shí)在控制邏輯和方法上有所突破，即城市交通的區(qū)域協(xié)調(diào)控制。超聲波檢測(cè)器主要在日本等少數(shù)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。繼氣動(dòng)橡皮管式檢測(cè)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(cè)器相繼問(wèn)世。車輛感應(yīng)控制器的特點(diǎn)是它能根據(jù)檢測(cè)器測(cè)量的交通流量來(lái)調(diào)整綠燈時(shí)間的長(zhǎng)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。這種系統(tǒng)以后不斷改進(jìn)、完善，成為當(dāng)今的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 1928 年，上述系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，形成 “ 靈活步進(jìn)式 ” 定時(shí)系統(tǒng) 。 1917 年，在美國(guó)鹽湖市開(kāi)始使用聯(lián)動(dòng)式信號(hào)系統(tǒng)，把六個(gè)交叉路口作為一個(gè)系統(tǒng)，以人工方式加以集中控制。 1914 年及稍晚一些時(shí)候，美國(guó)的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn) 了交通信號(hào)燈，它們采用電力驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無(wú)幾。 早在 1850年，城市交叉口處不斷增長(zhǎng)的交通就引發(fā)了人們對(duì)安全和擁堵的關(guān)注。 二、 智能交通燈的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀 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(hào)控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。一般在每條道路上各有一組紅、黃、綠 交通信號(hào)燈，其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行； 黃燈亮，表示該條道路上未過(guò)停車線的車輛停止通行，已過(guò)停車線的車輛繼續(xù)通行； 綠燈亮，表示該條道路允許通行。 智能的交通信號(hào)燈指揮著人和各種車輛的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動(dòng)指揮是城鄉(xiāng)交通管理現(xiàn)代化的重要課題。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動(dòng)化時(shí)代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。 9 完成撰寫(xiě)畢業(yè)論文所需工作，并制作 PPT，準(zhǔn)備答辯。 7 完成論文的初稿，并交指導(dǎo)老師修改。 5 收集編程相關(guān)輔助資 料和工具。 3 總結(jié) 所查資料，確定最終的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，完成開(kāi)題報(bào)告。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參數(shù)及主要參考資料 1. 主要參考資料 [1] 謝維成，楊加國(guó) .單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51程序設(shè)計(jì) [M].北京：清華技大學(xué)出版社， 2021. [2] 余錫存，曹國(guó)華 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版設(shè)社， . [3] 求是科技 .單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 [M].北京：人民郵電出版社， 2021. [4] 邊海龍，孫永奎 .單片機(jī)開(kāi)發(fā)與典型工程項(xiàng)目實(shí)例詳解 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [5] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [M].北京：高等教育出版社， 1989. [6] 馀吉萬(wàn) .城市文通的計(jì)算機(jī)控制和管理 [M].北京 :測(cè)繪出版杜 ， 1985． [7] 張輝 .8051單片機(jī)控制交通信號(hào)燈的方法研究 [J].邵陽(yáng)師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)， 2021，23(5)． [8] 李靜 .單交叉口交通燈信號(hào)模糊控制及其仿真 [J].微計(jì)算機(jī)信息， 2021， 22(7). [9] 李明 .基于微波檢測(cè)器交通燈智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) [J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， 2021， 33(4). [10] 田海，薛艷春 .基于模糊控制的十字路口交通燈控制系統(tǒng) [J].自動(dòng)化與信息工程， 2021，29(4). 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表 武漢科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表 序 號(hào) 起止日期 計(jì)劃完成內(nèi)容 實(shí)際完成情況 檢查人簽名 檢查日期 1 查閱資料，了解城市交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展和方法。 5）要考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可靠性。 3）實(shí)時(shí)顯示紅綠燈時(shí)間，并采用倒計(jì)時(shí)方式。 設(shè)計(jì)要求 1） 系 統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 3） 設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)紅綠燈的顯示電路，并采用倒計(jì)時(shí)顯示。 二、設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù)和要求 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) 1） 以 MSC51 系列單片機(jī)和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件，設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通燈控制系統(tǒng)。 5. 使學(xué)生樹(shù)立符合國(guó)情和生產(chǎn)實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、用于探索、具有創(chuàng)新意識(shí)、善于與他人合作的工作作風(fēng)。 4. 培養(yǎng)學(xué)生利用單片機(jī)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，達(dá)到能夠進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的。 2. 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能進(jìn)行分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，將理論與實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)觀察生活和體驗(yàn)生活的能力。 武漢紡織大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 課題名稱： 基于模糊控制的智能交通燈控制系統(tǒng) 完成期限： 2021 年 2 月 22 日至 2021 年 5 月 27 日 院系名稱 電子信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教 師 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 062 指導(dǎo)教師職稱 學(xué)生姓名 院系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽字 一、課題訓(xùn)練內(nèi)容 1. 使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和掌握，使之條理化、系統(tǒng)化和綜合化。了解和熟悉交通燈控制的方法，掌握 AT89S51單片機(jī)的使用方法。 3. 培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理、文件編輯、文字表達(dá)、文獻(xiàn)查閱、 MS Office、 PROTEL、 Keil C51 等專業(yè)軟件應(yīng)用和程序調(diào)試等基本實(shí)踐能力，以及外文資料的閱讀和翻譯的基本技能，使學(xué)生初 步掌握科學(xué)研究的基本方法。熟悉和掌握AT89S51 單片機(jī)的調(diào)試方法繼而系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 6. 使學(xué)生獲得從事科研工作的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力。 2） 設(shè)計(jì)能動(dòng)態(tài)檢測(cè)道口車流量的系統(tǒng)，使十字路口的紅綠燈能根據(jù)車流量的大小自動(dòng)改變紅綠燈的顯示時(shí)間。 4） 設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用程序以及各功能模塊子程序。 2）車流量自動(dòng)檢測(cè)功能，并達(dá)到準(zhǔn)確和有效作用。 4）系統(tǒng)框圖和詳細(xì)原理圖，并對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明 。 6）武漢科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）格式模板》要求書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。 2 確定方案，確定系統(tǒng)框圖，進(jìn)行可行性分析，進(jìn)行方案改進(jìn)。 4 繪制電路原理圖，進(jìn)行硬件分析，改進(jìn)不足，完善設(shè)計(jì)方案，計(jì)算、選擇所要的硬件元器件的參數(shù)和型號(hào)。 6 編寫(xiě)和調(diào)試各模塊程 序。 8 修改論文的初稿，資料的再搜索 。