本科生畢業論文（設計）系（院）專業電子信息工程論文題目智能交通燈學生姓名指導老師（姓名及職稱）班級學號完成日期：年月智能交通燈設計xx物理和電子工程學院電子信息工程【摘要】在現代社會中，交通燈是交通系統中關鍵組成部分，而很多交通燈全部存在一定缺點，燈亮時間很多是固定，降低了交通運作效率。本論文以中、小城市為研究對象，結合單片機應用技術和交通工程基礎，對智能交通燈系統進行了研究。本文章采取STC89C51單片機交通燈控制系統，該系統采集在一定時間內經過車流量，依據車流量大小而改變紅綠燈時間。該系統抗干擾能力強、成本低、智能控制等特點。【關鍵詞】交通燈車流量倒計時智能控制 目錄1.緒論 21.1.交通燈發展 21.2.課題研究背景 21.3.課題研究關鍵內容 21.4.課題研究方案 11.4.1.系統總體方案 21.5.課題研究意義 32.單元電路設計 32.1.單片機概述 32.2.74HC573芯片介紹 42.3.光電開關概述 42.4.報警電路設計 52.5.步驟圖 62.6.系統設計 73．調試和系統仿真 83.1.系統仿真 83.2.調試 12總結和思索 14[參考文件] 15附錄I系統原理圖 17附錄II元器件安裝和焊接 181．元器件安裝 182．元器件焊接 18附錄III程序設計 181.程序設計 18附錄IIII元件清單 331.緒論1.1.交通燈發展1858年，英國出現了在早交通信號燈，經過燃煤紅、藍信號燈。1868年，英國出現了煤氣信號燈，紅色表示停止，綠色表示注意。19，美國出現了用電控制紅綠黃等。19，出現了帶控制紅綠燈。經過壓力傳感。信號燈是交通史上一項偉大發明，對道路管理有著關鍵意義。1.2.課題研究背景在我們生活中有很多交通燈，傳統交通燈關鍵有一下三方面缺點：（1）車輛放行時間相同，車輛多一方輕易出現車輛堆積。（2）當某方向無車時，恰好是該方向上車輛通行時間。（3）當一方向車流量很大時，不能自動延長綠燈時間，降低了通行效率。所以，本系統利用紅外光電開關檢測車流量，依據車流量大小而控制紅綠燈時間，采取STC89C51單片機進行智能控制。本系統易操控、抗干擾能力強、適適用于大多數路口，所以含有很高價值。1.3.課題研究關鍵內容（1）交通燈原理。（2）交通燈硬件設計。（3）車流量檢測系統。（4）程序設計。1.4.課題研究方案1.4.1.系統總體方案紅綠燈紅綠燈顯示模塊數碼管顯示模塊車流量檢測信號STC89C51單片機電源模塊圖1系統總體結構框圖1.5.課題研究意義在當今飛速發展時代，交通工具對我們有很大幫助，多種工具增加，交通堵塞成為一個嚴重問題，對于交通管理成為關鍵一部分，交通管理直接影響到交通效率，本設計依據車流浪大小智能控制紅綠燈時間，極大提升了交通效率，降低堵塞，避免堵塞交通事故。2.單元電路設計2.1.單片機概述STC89C51最高工作頻率80MHZ，工作在5V電源下，片內含可反復擦除1000次只讀程序存放器，2個16位定時器/計數器，32個I/O口，含有上電自動復位和按鍵手動復位功效，適應環境能力強，可工作在-75℃到+85℃，STC89C51可直接編程，不需要編程器。圖2STC89C51實物圖2.2.74HC573芯片介紹74HC573八路鎖存器，屬于高新能COMS器件，在和單片機連接時不需要新驅動，直接能夠使用，74HC573輸出和輸入一樣，對單片機輸出數據有很好寄存和輸出功效，同時含有一定保持功效，當輸入消失時，輸出任然保持一定時間。74HC573特點：輸入輸出口分布在芯片兩側，為電路提供簡便接口。為單片機和負載提供傳輸口。2.3.光電開關概述光電開關廣泛應用于各個產業中，光電開關對我們生活有很大幫助，不管是軍事科技，還是生活電器全部大量使用這些傳感器，光電開關對測速、計數、檢測物體存在、檢測物體大小全部有著實際利用。經過和其它傳感器對比，光電開關工作原理簡單、成本低、實用價值高、抗干擾能力強，所以廣泛應用在自動和半自動產業中。光電開關經過發射一個脈沖信號，在一定范圍內，假如有物體經過，那么，光信號就會被反射回來，光電開關再將光信號轉換為電信號，將電信號送到單片機，經過一定程序處理，對信號計數，在一定時間內，單片經過程序處理，依據車流量多少而改變紅綠燈時間，從而實現智能調整時間。圖3紅外開關2.4.報警電路設計將蜂鳴器接在P2.2口，蜂鳴器一段接電源，另一端接輸入。蜂鳴器是由電磁線圈和振動膜組成，電流進過電磁線圈產生磁場使得振動膜片發出聲音，單片機I/O口電流很小，所以需要電路放大電流，加入一個三極管對電流放大，蜂鳴器才能正常工作。本設計中蜂鳴器有著報警功效，當某一方向上是紅燈時，這時假如有車經過，那么本系統就會提出警示，當初綠燈時，報警停止，報警對交通有著關鍵作用，時刻提醒大家注意交通安全，對降低交通事故很很大幫助。圖4報警電路開始初始化賦車流量25車流量大于30嗎車流量大于20小于30嗎車流量小于20嗎實施狀態1紅綠燈計時50秒實施狀態2紅綠燈計時開始初始化賦車流量25車流量大于30嗎車流量大于20小于30嗎車流量小于20嗎實施狀態1紅綠燈計時50秒實施狀態2紅綠燈計時40秒數碼顯示實施狀態3紅綠燈計時30秒noyesno圖5步驟圖2.6.系統設計圖6系統總電路系統說明：接通電源后，首先南北方向綠燈，東西方向紅燈，倒計時30秒，當倒計時25秒時，南北方向黃燈，倒計時5秒，5秒后，南北方向紅燈，東西方向綠燈。本系統含有更具車流量智能調整紅綠燈時間，紅外光電開關對車道上經過車輛計數，每當一輛車經過是，紅外光電開關便接收一個信號，將這個信號送T1口，T1口對信號計數，經過一分鐘，T1口將計數送入系統，依據對應程序調整紅綠燈顯示時間。本系統中分三個層次，當計數小于15時候，進行30秒倒計時，當計數在15到25之間時，進行40秒倒計時，當計數大于25時，進行50秒倒計時。當某一方向紅燈時，假如有車輛經過，這時系統將給出警報，蜂鳴器進行報警。同時，智能交通燈有7個按鍵，在單片機左邊第9引腳是復位引腳，當按下S1時，全部亮紅燈，此時是緊急模式，全路禁行，以處理緊急情況；當按下S2時，全部亮綠燈，以備需時之用;當按下S3時，全部亮黃燈；當按下S4時，此時能夠測試車流量數據；當按下S5時，南北通行，而東西禁行；當按下S6時，東西通行，而南北禁行。3．系統仿真和調試3.1.系統仿真圖7智能交通燈仿真圖當接通電源時，南北方向通行，開始30秒倒計時，東西方向紅燈，南北方向倒計時25秒后，亮黃燈，倒計時5秒后，南北方向紅燈，東西方向綠燈。圖8接源顯通電示當紅外光電開關檢測車流量小于20輛每分鐘時，紅路燈倒計時30秒；當紅外光電開關檢測車流量在20輛到30輛之間時，紅路燈倒計時40秒；當紅外光電開關檢測車流量大于30輛每分鐘時，紅路燈倒計時50秒。圖950S倒計時當按下S1時，全部亮紅燈，此時是緊急模式，全路禁行，以處理緊急情況。圖10按下S1全路禁行當按下S2時，全部亮綠燈，以備需時之用。圖11按下S2全路綠燈當按下S3時，全部亮黃燈。圖12按下S3全路黃燈當按下S4時，此時能夠測試車流量數據。此時南北車道車流量為27輛每分鐘。圖13按下S4車流量統計當按下S5時，南北通行，而東西禁行。圖14按下S5南北通行當按下S6時，東西通行，而南北禁行。圖15按下S6東西通行3.2.調試首先在proteus繪制電路圖，繪制好電路圖，加載程序，紅綠燈顯示正常，數碼管出現亂碼。圖16電路調試檢驗程序，重新加載，一樣是亂碼。圖17電路調試檢驗硬件，仔細觀察電路焊接，沒有發覺顯著線路問題，用萬用表測試，經過幾番測試，發覺單片機P0.3口脫焊，P0口正是連接數碼管，更正過后再測試，顯示正常。圖18電路正常顯示總結和思索經過多個月努力，智能交通燈基礎完成了，在這次實踐操作中，我學到了很多書本少極難學到知識，在焊接電路板時候碰到很多困難，平時在書本上看到一個很簡單單片機在焊接時候感覺很無力，對各個引腳連接，感覺很繁雜，一不小心不是接反了，就是脫焊了，當然，經過幾番撥弄，還是焊接完成。當然最頭疼還是在程序方面，在經過數次調試，數次修改，數次堅持下，勉強能正常顯示了。這次項目，對我本身能力提升很大，一個產品是需要經過很大過程才能完成，需要查閱很多資料才能開始動手，對我是一個考驗，更是一個學習機會。這次智能交通燈設計在我們生活中有著廣泛應用前景，它成本低、穩定性高、安裝簡便、抗干擾能力強、尤其是聲光對它影響全部很小，很適用在交通路上。我相信，智能交通燈將很快利用在各個交通路口。[參考文件][1]康光華.電子技術基礎數字部分[M].北京：高等教育出版社，：149-152，414-423.[2]康光華.電子技術基礎模擬部分[M].北京：高等教育出版社，：54-90.[3]燕慶明.電路分析教程[M].北京：高等教育出版社，：62-86.

[4]武俊鵬，孟昭林等.數字電路和可編程技術試驗教程[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，：348-352.

[5]潘永雄，沙河.電子線路CAD實用教程[M].西安：西安電子科技大學出版社，：14-126.[6]段大任，段里任.道路交通自動控制[M].北京:人民公安大學出版社，1999：31-42.

[7]任中民.交通燈數字控制系統電路設計[J].遼寧：遼寧省交通高等專科學校校報，，03：9-15.

[8]王鼎湘,李茂軍.基于車流量交通燈智能控制算法[J]..6.[9]諸一琦,程欽,吳丹程,侯軍,朱靜.基于車流量智能交通控制系統設計[J].常州大學學報.(4).[10]脫建智.基于IAP15F2K61S2單片機數碼管動態顯示器研究和設計[J].電子世界.(21).[11]解榮康.智能交通系統:中國,CN27178U[P]..08.10.[12]脫建智.基于IAP15F2K61S2單片機數碼管動態顯示器研究和設計[J].電子世界.(21).[13]謝晨娟，李震.智能交通控制系統[J].科技信息.(12).[14]付秀偉.大型路口智能交通燈設計[J].河南科技.(17).[15]何玲,吳恒玉,唐民麗.基于單片機智能交通燈控制系統研究和設計[J].電子設計工程.(22).[16]李盛春,孔令江,劉慕仁,鄭容森.

智能交通燈對交叉路口交通流影響[J].物理學報.(04)IntelligenttrafficlightdesignxxCollegeofPhysics&ElectronicEngineering[Abstract]inmodernsociety,trafficlightsareanimportantpartofthetrafficsystem,andalotoftrafficlightshavesomedefects,thelightsofalotoftimeisfixed,reducingtheefficiencyofthetrafficoperation.Thispapertakesthemiddleandsmallcityastheresearchobject,combinedwiththesinglechipmicrocomputerapplicationtechnologyandtrafficengineeringfoundation,theintelligenttrafficlightsystemhasbeenstudied.Inthispaper,thetrafficlightscontrolsystemusingSTC89C51MCU,thesystemcollectedinacertainperiodoftimethroughthetraffic,accordingtothesizeofthetrafficflowandchangethetimeoftrafficlights.Thesystemhasthecharacteristicsofstronganti-interferenceability,lowcost,intelligentcontrolandsoon.[Keywords]trafficlightTrafficdetectionThecountdownIntelligentcontrol

附錄=1\*ROMANI系統原理圖圖19系統總原理圖附錄=3\*ROMANI=3\*ROMANI元器件安裝和焊接1．元器件安裝在電路板上安裝元器件，對元器件擺放有一定規則，整個電路板應該整齊美觀，元器件有立式、貼式等放置方法，對于不一樣元器件應選擇不一樣放置方法，單片機、數碼管等原件應貼緊電路板，三極管能夠立放置在電路板上，露出一定引腳。對于電源、按鍵通常放置在電路板邊緣部分，整個元器件安裝應有一定計劃和分類，以方便各個引腳連接簡便。2．元器件焊接焊接是電路板中關鍵一部分，焊接質量直接影響整個系統性能，所以，必需有良好焊接，在焊接時首先姿勢放好，檢驗元器件是否緊貼和整齊，先焊接矮元件，再焊接高元件，對焊接時間，焊量多少全部應做好控制，通常一個焊點焊接時間在2秒左右，其次，在焊接完成時，應仔細檢驗線路是否正確，然后用萬用表等工具檢測每條線路是否連通，對不好焊點重汗，確保整個系統質量。附錄=3\*ROMANII=3\*ROMANI程序設計1.程序設計#include<reg51.h>#include<intrins.h> #defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitsmg3=P1^4; //南北個位sbitsmg4=P1^3; //南北十位sbitsmg1=P2^4; //東西個位sbitsmg2=P2^3; //東西十位sbitN_green=P2^7; //南北綠燈sbitN_red=P2^5; //南北紅燈sbitN_yellow=P2^6; //南北黃燈 sbitW_green=P1^2; //東西綠燈sbitW_red=P1^0; //東西紅燈sbitW_yellow=P1^1; //東西黃燈sbitkey1=P3^2;//全部亮紅燈sbitkey2=P3^7;//南北紅燈東西綠燈sbitkey3=P3^6;//南北綠燈東西紅燈sbitkey4=P3^3;//全亮綠燈sbitkey5=P3^4;//全部黃燈亮sbitkey6=P3^5;//檢驗鍵sbitceju1=P1^6;//東西測距sbitceju2=P1^5;//南北測距sbitspeaker=P2^2;intjs=0;ucharjishu1=0;//東西計數ucharjishu2=0;//南北計數uchartimeb=31;//南北通行時間uchartimew=31;//東西通行時間ucharflag1=0; //為0是南北通行為1是東西通行uchardjs;ucharflag=0;//按下按鍵為1退出后為0ucharbiao1=0;//東西測距標志ucharbiao2=0;//南北測距標志unsignedcharcodetable1[]={0xfd,0x18,0x57,0x5e,0x3a,0x6e,0x6f,0x58,0x7f,0x7e}; //南北方向共陰極數碼管段值unsignedcharcodetable2[]={0xf7,0x12,0x3d,0x3b,0x5a,0x6b,0x6f,0x32,0x7f,0x7b}; //東西方向共陰極數碼管段值voiddelayms(intx){chari;while(x--){for(i=150;i>0;i--);}}voidTimer0_init(){js=0; TMOD=0x01; //定義定時器0工作模式 TH0=0x4c; //賦初值高位 TL0=0x00; //賦初值低位TR0=1; //開啟定時器 ET0=1; //開中止 EA=1; //開全局中止}voidled_lv(){N_green=0; //南北綠燈N_red=1; //南北紅燈N_yellow=1; //南北黃燈 W_green=0; //東西綠燈W_red=1; //東西紅燈W_yellow=1;//東西黃燈P0=0x00;}voidled_init(){N_green=1; //南北綠燈N_red=1; //南北紅燈N_yellow=1; //南北黃燈 W_green=1; //東西綠燈W_red=1; //東西紅燈W_yellow=1;//東西黃燈P0=0x00;jishu1=0;jishu2=0;biao1=0;biao2=0;speaker=1;}voidcondition_init(){jishu1=0;jishu2=0;biao1=0;biao2=0;flag1=0;speaker=1;djs=timeb;}voidtimer0()interrupt1using1 { TF0=0; TH0=0x4c; TL0=0x00; //重新賦高地位初值 js++; if(js==22) { js=0; djs--; }}/*****************************************************/voidmain(){Timer0_init(); //定時器0初始化TMOD=0x21;//設置定時器1為工作方法2 TH1=0xfd; TL1=0xfd; TR1=1; REN=1; SM0=0; SM1=1; EA=1; djs=timeb; while(1){ if(flag1==0)//南北通行 { if(!ceju1) speaker=0; elsespeaker=1; if(!ceju2)//南北測車流量 { if(biao2==0) { jishu2++; biao2=1; } } else { biao2=0; } if(djs>=7) { N_green=0;//定義北向綠燈端口 N_red=1; //定義北向紅燈端口 N_yellow=1;//定義北向黃燈端口 W_green=1;//定義西向綠燈端口 W_red=0; //定義西向紅燈端口 W_yellow=1;//定義西向黃燈端口 } else { N_green=1; //定義北向綠燈端口 N_red=1; //定義北向紅燈端口 N_yellow=0;//定義北向黃燈端口 W_green=1;//定義西向綠燈端口 W_red=0; //定義西向紅燈端口 W_yellow=1;//定義西向黃燈端口 } P0=0X00; smg2=1; smg3=1; smg4=1; P0=table2[(djs-1)%10]; smg1=0; delayms(3); P0=0X00; smg1=1; smg3=1; smg4=1; P0=table2[(djs-1)/10]; smg2=0; delayms(3); P0=0X00; smg1=1; smg2=1; smg4=1; P0=table1[(djs-1)%10]; smg3=0; delayms(3); P0=0X00; smg1=1; smg3=1; smg2=1; P0=table1[(djs-1)/10]; smg4=0; delayms(3); if(djs==0) { if(jishu2>30) timeb=51; elseif(jishu2>=20) timeb=41; elsetimeb=31; flag1=1; djs=timew; led_init(); } } if(flag1==1)//東西通行 { if(!ceju2) speaker=0; elsespeaker=1; if(!ceju1) { if(biao1==0) { jishu1++; biao1=1; } } else { biao1=0; } if(djs>=7) { N_green=1; //定義北向綠燈端口 N_red=0; //定義北向紅燈端口 N_yellow=1; //定義北向黃燈端口 W_green=0; //定義西向綠燈端口 W_red=1; //定義西向紅燈端口 W_yellow=1; //定義西向黃燈端口 } else { N_green=1; //定義北向綠燈端口 N_red=0; //定義北向紅燈端口 N_yellow=1;//定義北向黃燈端口 W_green=1; //定義西向綠燈端口 W_red=1; //定義西向紅燈端口 W_yellow=0; //定義西向黃燈端口 } P0=0X00; smg2=1; smg3=1; smg4=1; P0=table2[(djs-1)%10]; smg1=0; delayms(3); P0=0X00; smg1=1; smg3=1; smg4=1; P0=table2[(djs-1)/10]; smg2=0; delayms(3); P0=0X00; smg1=1; smg2=1; smg4=1; P0=table1[(djs-1)%10]; smg3=0; delayms(3); P0=0X00; smg1=1; smg3=1; smg2=1; P0=table1[(djs-1)/10]; smg4=0; delayms(3); if(djs==0) { if(jishu1>30) timew=51; elseif(jishu1>=20) timew=41; elsetimew=31; flag1=0; djs=timeb; led_init(); } }if(key1==0) //全亮紅燈 { delayms(3); //此處表示出去抖動， if(key1==0) //再次判定是否按下停止按鍵 { led_init(); W_red=0; N_red=0; do { while(!key1); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key1); flag=1; while(flag==1) { if(key1==0) { delayms(3); if(key1==0) { do { while(!key1); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key1); flag=0; led_init(); condition_init(); } } } } } if(key2==0) //南北紅東西綠 { delayms(3); //此處表示出去抖動， if(key2==0) //再次判定是否按下停止按鍵 {led_init(); W_green=0; N_red=0; do { while(!key2); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key2); flag=1; while(flag==1) { if(key2==0) { delayms(3); if(key2==0) { do { while(!key2); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key2); flag=0; led_init(); condition_init(); } } } } } if(key3==0) //南北綠東西紅 { delayms(3); //此處表示出去抖動， if(key3==0) //再次判定是否按下停止按鍵 { led_init(); N_green=0; W_red=0; do { while(!key3); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key3); flag=1; while(flag==1) { if(key3==0) { delayms(3); if(key3==0) { do { while(!key3); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key3); flag=0; led_init(); condition_init(); } } } } } if(key4==0) // 全亮綠燈 { delayms(3); //此處表示出去抖動， if(key4==0) //再次判定是否按下停止按鍵 { led_init(); led_lv(); do { while(!key4); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key4); flag=1; while(flag==1) { if(key4==0) { delayms(3); if(key4==0) { do { while(!key4); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key4); flag=0; led_init(); condition_init(); } } } } } if(key5==0) // 全亮綠燈 { delayms(3); //此處表示出去抖動， if(key5==0) //再次判定是否按下停止按鍵 { led_init(); W_yellow=0; N_yellow=0; do { while(!key5); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key5); flag=1; while(flag==1) { if(key5==0) { delayms(3); if(key5==0) { do { while(!key5); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(5); } while(!key5); flag=0; led_init(); condition_init(); } } } } } if(key6==0) // 檢測按鍵 { delayms(3); //此處表示出去抖動， if(key6==0) //再次判定是否按下停止按鍵 { led_init(); do { while(!key6); //表示確實按下按鍵，松開按鍵后先下實施 delayms(10); } while(!key6); flag=1; } while(flag==1) { if(!ceju1) { if(biao1==0) {