畢業(yè)論文-交通信號(hào)燈的智能控制系統(tǒng)研究

1、 湖 南 涉 外 經(jīng) 濟(jì) 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目交通信號(hào)燈的智能控制系統(tǒng)研究作者 學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二一三 年 五 月 十五 日湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 交通信號(hào)燈的智能控制系統(tǒng)研究 題目類型： 工程技術(shù)研究 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）時(shí)間: 自 2012 年 12 月 1 日開(kāi)始至 2013 年 5 月 15 日止畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容要求：1.選題確定后應(yīng)該認(rèn)真查找與選題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究資料，在充分了解前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出自己獨(dú)到的見(jiàn)解。要注重實(shí)地調(diào)查研究，掌握第一手資料。2.要按照

2、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的邏輯思路安排論文的整體結(jié)構(gòu)。3.論文重在提出新的思路、獨(dú)到而切合實(shí)際的解決方案，不要人云亦云，更不要抄襲。要注意學(xué)會(huì)用專業(yè)理論工具來(lái)分析和解決問(wèn)題4.按照學(xué)校規(guī)定的時(shí)間表完成資料的收集、論文的撰寫、修改和答辯工作。5.多與老師溝通，按照指導(dǎo)老師的要求進(jìn)行修改。設(shè)計(jì)內(nèi)容：在車流較為集中的城市道路交叉路口,我們常看到這樣的情形:在南北方向的車道上停留了非常多的車輛,在東西方向的車道上只有少數(shù)的車輛甚至是沒(méi)有,而這時(shí)綠燈時(shí)間卻一直保持在這個(gè)東西方向的相位上.顯然,這樣是不合理的,造成了交通延誤和對(duì)時(shí)間的浪費(fèi)。造成這種現(xiàn)象的原因是現(xiàn)在交叉路口紅綠燈的時(shí)間,絕大部分是通過(guò)一

3、個(gè)固定的時(shí)間參數(shù)機(jī)械地控制的,如每60 s或30 s變換一次紅綠燈狀態(tài),這顯然是有待改進(jìn)的。設(shè)計(jì)一個(gè)基于交通信號(hào)燈來(lái)實(shí)時(shí)地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)地調(diào)整紅綠燈狀態(tài)的的智能控制系統(tǒng)系統(tǒng)。目的要實(shí)時(shí)地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況控制交通信號(hào)燈,以使交通信號(hào)燈因地制宜,更好地控制、疏導(dǎo)交通,達(dá)到智能化。系統(tǒng)首先要滿足實(shí)時(shí)性。交通燈實(shí)時(shí)智能控制系統(tǒng)涉及到硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),按照系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求,硬件系統(tǒng)不僅要具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力,而且處理速度要快；軟件系統(tǒng)要求算法盡可能的簡(jiǎn)單實(shí)用,執(zhí)行快速。硬件設(shè)計(jì)：可以考慮DSP芯片及一些外接存儲(chǔ)器，圖像采集、處理模塊和控制模塊。軟件環(huán)境：程序語(yǔ)言可以選擇C語(yǔ)言。因?yàn)镃語(yǔ)言既有低級(jí)語(yǔ)言的

4、直接控制硬件的能力,又有高級(jí)語(yǔ)言的靈活性，系統(tǒng)要做出仿并測(cè)試結(jié)果與分析。1題目類型：2.主要參考資料1 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,林彬,7,7,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 林彬. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=7 t NewBriefDetail 基于圖像處理的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的研究D.哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2011.2 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,張李云,10,2

5、,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 張李云. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=10&CurRec=2 t NewBriefDetail 分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究D. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb

6、%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e6%ad%a6%e6%b1%89%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%a4%a7%e5%ad%a6%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e6%ad%a6%e6%b1%89%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%a4%a7%e5%ad%a6%27&stab=result&value=IIIM&UnitCode=GWKJU&source=%e7

7、%a1%95%e5%a3%ab t result2 武漢科技大學(xué), 2011.3 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,溫欣玲,7,10,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 溫欣玲, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,張玉葉,7,10,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 張玉葉. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=10 t NewBriefDetail 基于單片機(jī)交通燈智能控

8、制系統(tǒng)研究J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e5%be%ae%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%bf%a1%e6%81%af%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&e

9、xpertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e5%be%ae%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%bf%a1%e6%81%af%27&stab=result&value=WJSJ&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 微計(jì)算機(jī)信息, 2007 (10):90-91.4 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,吳艷,7,1,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 吳艷. HYPERLINK /grid2008

10、/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=1 t NewBriefDetail 交通信號(hào)燈的智能控制系統(tǒng)模型J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e7%a7%91%e6%8a%80%

11、e5%92%a8%e8%af%a2%e5%af%bc%e6%8a%a5%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e7%a7%91%e6%8a%80%e5%92%a8%e8%af%a2%e5%af%bc%e6%8a%a5%27&stab=result&value=ZXDB&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 科技咨詢導(dǎo)報(bào), 2007 (11):7.5 阮秋琦.數(shù)字圖像處理學(xué)2版M.北京

12、:電子工業(yè)出版社, 2007.6 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,陳宇,7,8,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 陳宇, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,溫欣玲,7,8,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 溫欣玲. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=8 t NewBriefDetail 分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)J. HYPERLINK /grid200

13、8/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e7%94%b5%e5%ad%90%e5%99%a8%e4%bb%b6%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba

14、%90%3d%27%e7%94%b5%e5%ad%90%e5%99%a8%e4%bb%b6%27&stab=result&value=DZQJ&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 電子器件, 2007.7 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,張鵬,7,12,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 張鵬. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=12 t NewBriefDetail 一

15、種交通信號(hào)燈智能控制系統(tǒng)J.中國(guó)專利, 2012.8 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,尚煒,4,1,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 尚煒, HYPERLINK javascript:authorHref(作者,姚丹亞,4,1,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 姚丹亞等. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=4&CurRec=1 t NewBriefDetail 新一代智能化交通控制系統(tǒng)技術(shù)J.科技成果, 2010.9

16、HYPERLINK javascript:authorHref(作者,魏云茂,7,5,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 魏云茂. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=7&CurRec=5 t NewBriefDetail 區(qū)域交通智能控制系統(tǒng)的研究D.重慶理工大學(xué),2009.10 HYPERLINK javascript:authorHref(作者,趙小軍,10,3,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 趙小軍, HYPERLINK javascript:aut

17、horHref(作者,胡耀增,10,3,作者代碼|單位-機(jī)構(gòu)-學(xué)位授予單位-作者機(jī)構(gòu)-作者單位) 胡耀增等. HYPERLINK /grid2008/brief/detailj.aspx?&dbCode=&index=&QueryID=10&CurRec=3 t NewBriefDetail 基于車流量的交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)控制的研究J. HYPERLINK /grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%b

18、a%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%b8%8e%e7%8e%b0%e4%bb%a3%e5%8c%96%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%b8%8e%e7%8e%b0%e4%bb%a3%e5%8c%96%27&stab=result

19、&value=JYXH&UnitCode=&source=%e6%9c%9f%e5%88%8a t result2 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化, 2012 (10):72-75.3.畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排階段階 段 內(nèi) 容起止時(shí)間收集資料選題、查閱資料、開(kāi)題12.112.31撰寫提綱收集整理資料1.12.26撰寫論文論文寫作2.274.14修改定稿論文修改、定稿4.154.28完成論文及答辯完成論文答辯4.295.15指導(dǎo)教師（簽章）： 日期： 系(教研室)主任(簽章) ：_ 日期：_二級(jí)學(xué)院院長(zhǎng)(簽章) _ 日期：_湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)建議成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日湖南涉外

20、經(jīng)濟(jì)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)建議成績(jī)： 評(píng)閱教師： 年 月 日湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄日期： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 題目： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯委員會(huì)（小組）意見(jiàn)：答辯成績(jī)： 評(píng)定等級(jí)： 答辯委員會(huì)(小組)負(fù)責(zé)人： （簽章）委員（小組成員）： （簽章） （簽章） （簽章） （簽章） 二級(jí)學(xué)院審查意見(jiàn)： 論文（設(shè)計(jì)）最終評(píng)定等級(jí)：_ 負(fù)責(zé)人： （簽章） _年_月_日 PAGE IV摘 要隨著社會(huì)的發(fā)展，更多的機(jī)動(dòng)車進(jìn)入人們的生活中，交通安全對(duì)人們的重要性也更加深入人心。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)能在一定程度上滿足指揮路口交通的需要，但隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原有的交通

21、燈控制系統(tǒng)已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)，紅綠燈時(shí)間相對(duì)固定，長(zhǎng)期按照固定的時(shí)間變化，不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的交通情況改變而調(diào)整紅綠燈的顯示時(shí)間。設(shè)計(jì)以中、小城市區(qū)域交通控制為研究對(duì)象，結(jié)合當(dāng)前的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，對(duì)智能交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究。文章論述了基于AT89C51單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)，STC12C5A60S2作為單片機(jī)系統(tǒng)芯片，設(shè)計(jì)一款交通信號(hào)燈的智能控制系統(tǒng)，論文對(duì)設(shè)計(jì)的研究的背景進(jìn)行了研究，并且對(duì)系統(tǒng)的原理和對(duì)各模塊進(jìn)行了詳細(xì)的分析。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)具有實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，能夠達(dá)到根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)交通情況，對(duì)紅綠燈的時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)和縮短，能更好的對(duì)交通情況進(jìn)行人性化的處理。關(guān)鍵詞：交通燈；

22、智能控制；交通安全ABSTRACTWith the development of society, more and more motor vehicle into peoples life, the importance of traffic safety of the people is more important. Traditional traffic light control system can meet the need of directing traffic in a certain extent, but with the continuous expansion of

23、 city size, traffic lights, the original control system has shown obvious shortcomings: red and green light time is relatively fixed, long-term fixed in accordance with the change of time, display time can not adjust the traffic lights according to the change of traffic scene then.In this paper, a s

24、mall city in the regional traffic control as the research object, combined with the current SCM application technology, analyses and studies the intelligent traffic light control system. This paper discusses the traffic light control system based on AT89C51 microcontroller, STC12C5AThesis on the sub

25、ject of the background of the study, and the principle of the system and carry out a detailed analysis of each module. The system has been tested and practical, simple operation, and good scalability can be achieved based on live traffic conditions, extend and shorten the time of the traffic lights,

26、 better traffic conditions humane treatment.Keywords: Traffic lights; Intelligent control; Traffic safe湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc356256655 摘 要 PAGEREF _Toc356256655 h I HYPERLINK l _Toc356256656 Abstract PAGEREF _Toc356256656 h II HYPERLINK l _Toc356256657 第一章 緒 論 PAGERE

27、F _Toc356256657 h 1 HYPERLINK l _Toc356256658 1.1研究的背景 PAGEREF _Toc356256658 h 1 HYPERLINK l _Toc356256659 1.1.1 交通燈的發(fā)展 PAGEREF _Toc356256659 h 1 HYPERLINK l _Toc356256660 1.1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì) PAGEREF _Toc356256660 h 1 HYPERLINK l _Toc356256661 1.2研究?jī)?nèi)容 PAGEREF _Toc356256661 h 2 HYPERLINK l _Toc356256662

28、1.3研究的意義 PAGEREF _Toc356256662 h 2 HYPERLINK l _Toc356256663 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc356256663 h 4 HYPERLINK l _Toc356256664 2.1單片機(jī)概述 PAGEREF _Toc356256664 h 4 HYPERLINK l _Toc356256665 2.2主控制器選擇 PAGEREF _Toc356256665 h 5 HYPERLINK l _Toc356256666 2.3顯示方案選擇 PAGEREF _Toc356256666 h 5 HYPERLINK l _Toc3

29、56256667 2.4車流量檢測(cè) PAGEREF _Toc356256667 h 6 HYPERLINK l _Toc356256668 2.4.1環(huán)形線圈檢測(cè) PAGEREF _Toc356256668 h 6 HYPERLINK l _Toc356256669 2.4.2 檢測(cè)方案的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc356256669 h 7 HYPERLINK l _Toc356256670 2.4.3工作原理 PAGEREF _Toc356256670 h 7 HYPERLINK l _Toc356256671 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356256671 h 9 HY

30、PERLINK l _Toc356256672 3.1硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356256672 h 9 HYPERLINK l _Toc356256673 3.1.1復(fù)位電路 PAGEREF _Toc356256673 h 9 HYPERLINK l _Toc356256674 3.1.2時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc356256674 h 9 HYPERLINK l _Toc356256675 3.1.3系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc356256675 h 10 HYPERLINK l _Toc356256676 3.1.4模塊說(shuō)明 PAGEREF _Toc356256

31、676 h 10 HYPERLINK l _Toc356256677 3.2 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356256677 h 12 HYPERLINK l _Toc356256678 3.2.1流程圖 PAGEREF _Toc356256678 h 13 HYPERLINK l _Toc356256679 3.2.2程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356256679 h 14 HYPERLINK l _Toc356256680 第四章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果 PAGEREF _Toc356256680 h 16 HYPERLINK l _Toc356256681 4.1硬件的連接 PAGE

32、REF _Toc356256681 h 16 HYPERLINK l _Toc356256682 4.2硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc356256682 h 16 HYPERLINK l _Toc356256683 4.3軟件調(diào)試 PAGEREF _Toc356256683 h 17 HYPERLINK l _Toc356256684 4.3.1 靜態(tài)調(diào)試 PAGEREF _Toc356256684 h 17 HYPERLINK l _Toc356256685 4.3.2 動(dòng)態(tài)調(diào)試 PAGEREF _Toc356256685 h 17 HYPERLINK l _Toc356256686 4

33、.4中間遇到的問(wèn)題和解決方法 PAGEREF _Toc356256686 h 19 HYPERLINK l _Toc356256687 結(jié) 論 PAGEREF _Toc356256687 h 20 HYPERLINK l _Toc356256688 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc356256688 h 21 HYPERLINK l _Toc356256689 致 謝 PAGEREF _Toc356256689 h 22 HYPERLINK l _Toc356256690 附錄A：系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc356256690 h 23 HYPERLINK l _Toc3562566

34、91 附錄B：元器件清單 PAGEREF _Toc356256691 h 24 HYPERLINK l _Toc356256692 附錄C：實(shí)物圖 PAGEREF _Toc356256692 h 25 HYPERLINK l _Toc356256693 附錄D：代碼 PAGEREF _Toc356256693 h 26湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） PAGE 33第一章 緒 論1.1研究的背景交通燈通常指由紅、黃、綠三種顏色燈組成用來(lái)指揮交通的信號(hào)燈1。綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，黃燈亮?xí)r，已越過(guò)停止線的車輛可以繼續(xù)通行；紅燈亮?xí)r，禁止車輛進(jìn)行通行。1.1.1 交通燈的發(fā)展1858年，在英

35、國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。黃燈的發(fā)明家是我國(guó)的胡汝鼎，他以“科學(xué)救國(guó)”的志向去美國(guó)學(xué)習(xí)，任職于托馬斯愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的通用電氣公司。有一天，他在十字路口等綠燈，紅燈剛過(guò)去時(shí)，一兩轉(zhuǎn)彎的車輛從邊上呼嘯而過(guò)，給了他一身冷汗?；氐郊依铮磸?fù)思考，終于想出在紅燈和綠燈中間加一個(gè)黃燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的這個(gè)建議立即得到有關(guān)部門的肯定。紅，黃，綠三

36、種顏色的信號(hào)，是指揮信號(hào)的一個(gè)完整的家庭不可缺少的一部分，涵括世界各地的陸，海，空交通領(lǐng)域。1914年，電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，裝在紐約5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控， HYPERLINK /view/480899.htm t _blank 交通

37、信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。非裔美國(guó)人加萊特摩根1923年發(fā)明了交通信號(hào)燈。交通燈的出現(xiàn)，使交通出行變得有秩序，有管理，利于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事，這是對(duì)出行人生命財(cái)產(chǎn)的一種不可缺少的保護(hù)。1.1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸?shù)娜遮呉蕾?，交通燈成為了人們生活中不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)雖然在一定程度上可以滿足指揮路口交通的需要，但隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原有的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)：紅綠燈時(shí)間相對(duì)固定，不能伴隨現(xiàn)場(chǎng)交通情況的改變而調(diào)整紅綠燈的顯示時(shí)間。目前，國(guó)內(nèi)大部分中小城市仍采用傳統(tǒng)的交通燈控制模式，但隨著城市的

38、不斷發(fā)展，基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)必將受到廣大人民的青睞。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈，通常采用定時(shí)分配方式控制，主要存在三方面的缺陷：（1）車道放行車輛時(shí)，十字路口經(jīng)常出現(xiàn)不同相位上車輛放行時(shí)問(wèn)相同，車輛多的一方容易出現(xiàn)車輛堆積，造成下一路口的交通阻塞；（2）當(dāng)某相位上無(wú)車時(shí)，恰好是該相位上的車輛通行時(shí)間，則在這段時(shí)間內(nèi)，就出現(xiàn)了交通指揮盲點(diǎn)；（3）當(dāng)一路口車流量很大時(shí)，不能夠自動(dòng)延長(zhǎng)口的綠燈時(shí)間，導(dǎo)致在一個(gè)周期內(nèi)此路口的車輛不能完全通過(guò)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專家致力于開(kāi)發(fā)新的交通信號(hào)控制方法，人工智能是新的研究方向之一，這是因?yàn)槿斯ぶ悄茉趶?fù)雜系統(tǒng)的定性建模和控制上卓有成效。利用模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控

39、制等智能控制技術(shù)進(jìn)行交叉口信號(hào)燈控制能取得比定時(shí)控制與感應(yīng)控制更好的效果，是今后單個(gè)交叉口信號(hào)燈控制的主要研究方向。將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和遺傳算法這三者結(jié)合起來(lái)用于交叉口信號(hào)燈的控制將有可能是今后交叉口信號(hào)控制研究的重點(diǎn)。1.2研究?jī)?nèi)容目前的交通燈一般都是按照一個(gè)固定的參數(shù)設(shè)定紅綠燈的時(shí)間，這樣就使得交通燈不能人性化的根據(jù)道路上的實(shí)時(shí)情況改變，我們會(huì)經(jīng)?？吹胶苌佘嚮蛘邲](méi)有車的通向綠燈保持了很長(zhǎng)時(shí)間，而車流量很大的一個(gè)通向卻堵滿了車，這是對(duì)出行人時(shí)間的一種浪費(fèi)，顯然這十分不合理。設(shè)計(jì)一個(gè)基于交通信號(hào)燈來(lái)實(shí)時(shí)地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)地調(diào)整紅綠燈狀態(tài)的的智能控制系統(tǒng)系統(tǒng)。目的要實(shí)時(shí)地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況控制交

40、通信號(hào)燈,以使交通信號(hào)燈因地制宜,更好地控制、疏導(dǎo)交通,達(dá)到智能化。為了更好的解決上述問(wèn)題，本系統(tǒng)利用傳感器檢測(cè)車流量狀態(tài)，用單片機(jī)AT89C51對(duì)路口車流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能交通燈控制系統(tǒng)，達(dá)到了根據(jù)車流量大小實(shí)時(shí)控制路口的通行情況。該交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。1.3研究的意義設(shè)計(jì)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)既可以用在單個(gè)路口實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的智能交通控制功能，也可以多個(gè)單路口系統(tǒng)組建網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)一個(gè)區(qū)域或者一個(gè)城市的交通協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，便于組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)距離信息傳輸。所組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于

41、維護(hù)，運(yùn)行穩(wěn)定。對(duì)基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)目的在于對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合?；谲嚵髁康闹悄芙煌艨刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)意義重大，特別在人口密度集中的中國(guó)，它起著更重要的作用。最直接的作用是改善車輛的堵塞狀況，減少車輛的等待時(shí)間，增加單位時(shí)間內(nèi)的通行量，從而解決交通擁擠的問(wèn)題。另外的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是：減少交通事故的發(fā)生率、人員的死亡率；推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 增加就業(yè)崗位，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展；減少能源消耗量，降低環(huán)境污染程度。此設(shè)計(jì)尤其適合中、小城市的十字路口交通控制，具有安裝簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，毫無(wú)疑問(wèn)具有廣泛的應(yīng)用前景。第二章 總體設(shè)計(jì)方案2.1單片

42、機(jī)概述（1）單片機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)又簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式 HYPERLINK /view/368297.htm t _blank 微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。通常，單片機(jī)由是單塊的集成電路芯片構(gòu)成，包含計(jì)算機(jī)的的基本功能部件：存儲(chǔ)器、中央處理器和I/O接口電路等。所以，單片機(jī)只需要適當(dāng)?shù)能浖屯獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了初級(jí)單片機(jī)、單片機(jī)完善、8位單片機(jī)鞏固和16位單片機(jī)發(fā)展三大階段。單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快。

43、自單片機(jī)誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個(gè)機(jī)種。目前，單片機(jī)正朝著高性能與多品種方向發(fā)展，趨勢(shì)將是進(jìn)一步朝向CMOS化、低功耗、高性能、低價(jià)格、小體積、大容量和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方向發(fā)展。（2）51單片機(jī)簡(jiǎn)介MCS-51系列單片機(jī)是Intel公司在總結(jié)MCS-48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)80年代初推出的高檔8位單片機(jī)。MCS-51系列的制成及發(fā)展與HMOS工藝的發(fā)展密切相關(guān) ，HMOS是高性能的NMOS工藝。而CMOS與HMOS工藝的結(jié)合則產(chǎn)生了C-HMOS工藝的產(chǎn)品，例如80C51、80C31等。這類產(chǎn)品既保持了HMOS高速和高封裝密度的特點(diǎn)，又具有CMOS低功耗的優(yōu)點(diǎn)。C-HMOS

44、工藝的單片機(jī)具有掉電保護(hù)和凍結(jié)運(yùn)行兩種獨(dú)特的處理方式。如圖2.1所示 圖2.1 51單片機(jī)VCC：接正極電源+5v GND：接地RST：復(fù)位信號(hào)輸入引腳 XTAL1，XTAL2：接外部晶振引腳， P0，P1，P2，P3：不擴(kuò)展功能作雙向I/O口用，訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2，P0分別做地址總線高低8位地址。 51單片機(jī)包含程序存儲(chǔ)器(ROM)、串行接口和中斷系統(tǒng)、中央處理器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、并行接口等幾大單元，控制總線、數(shù)據(jù)總線和地址總線等三大總線。（3）STC12C5A60STC12C5ASTC12C5A60S2系列單片機(jī)是一種增強(qiáng)型8051CPU，工作電壓為3.6V - 2

45、.2V，工作頻率范圍0 到35MHz，36個(gè)通用I/O，工作溫度范圍-40到+85(工業(yè)級(jí)) ；0 到752.2主控制器選擇采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)，通過(guò)譯碼器，計(jì)數(shù)器，以及555定時(shí)器等組成一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)，雖然易于實(shí)現(xiàn)，但由于涉及的集成數(shù)字芯片較多，且不便于實(shí)現(xiàn)車流量檢測(cè)信號(hào)的輸入，故很難完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。采用AT89C51單片機(jī)作為主控制器。AT89C51具有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，便于對(duì)車流量進(jìn)行定時(shí)中斷檢測(cè)。32根I/O線，使其具有足夠的I/O口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及交通燈。外部存貯器尋址范圍ROM、RAM64K，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。其T0，T1口可以對(duì)外部脈沖進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)操作，故可以方便實(shí)

46、現(xiàn)車流量檢測(cè)信號(hào)的輸入8。最后選擇AT89C51單片機(jī)作為主控制器。2.3顯示方案選擇查閱了各種資料，在顯示方案的選擇上面有三種方案可以選擇： 完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符，無(wú)法勝任題目要求。 完全采用點(diǎn)陣式LED顯示。這種方案功能強(qiáng)大，可以顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但是軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。 采用數(shù)碼管與點(diǎn)陣LED相結(jié)合的方法，倒計(jì)時(shí)可以用數(shù)字輸出，而且有狀態(tài)燈輸出等，方便觀看并考慮到實(shí)時(shí)狀況，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時(shí)間及狀態(tài)信息。綜合以上考慮，最終選擇了第三種方案。在顯示模塊上面，本設(shè)計(jì)中主要采用液晶顯示屏，液晶顯示有著體積小、微功耗、顯示內(nèi)容豐富、超

47、薄輕巧以及顯示內(nèi)容豐富的優(yōu)點(diǎn),目前主要廣泛應(yīng)用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)。2.4車流量檢測(cè)車輛檢測(cè)器，更標(biāo)準(zhǔn)的稱謂應(yīng)該是：交通信息檢測(cè)器。車輛檢測(cè)器是用來(lái)實(shí)時(shí)采集通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)的車輛有關(guān)交通信息的設(shè)備，主要是通過(guò)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)視等方式，向監(jiān)控系統(tǒng)中的信息處理和信息發(fā)布單元提供各種交通參數(shù)，是監(jiān)控中心分析、判斷、發(fā)出信息和提出控制方案的主要依據(jù)。按檢測(cè)技術(shù)方法分為感應(yīng)線圈檢測(cè)、視頻檢測(cè)、微波檢測(cè)、氣壓管檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁映像檢測(cè)、紅外檢測(cè)、激光檢測(cè)等；在國(guó)內(nèi)大中型城市，智能交通系統(tǒng)都需要一種運(yùn)行穩(wěn)定的交通信息檢測(cè)器。目前一般采用線圈檢測(cè)器或者是視頻檢測(cè)器。1線圈檢測(cè)器使用目前存在以下兩個(gè)問(wèn)題：

48、1）施工稍復(fù)雜，需要封路埋設(shè)線圈；2）維護(hù)量一般，線圈不易損壞，關(guān)鍵在于線圈施工選材；2視頻檢測(cè)器使用目前也存在以下兩個(gè)問(wèn)題：1）投資成本較高，檢測(cè)精度不高；2）大雨、大霧、夜晚檢測(cè)精度大幅下降；結(jié)合目前檢測(cè)技術(shù)的成熟程度，論文中選擇的是線圈檢測(cè)方式。2.4.1環(huán)形線圈檢測(cè)環(huán)形地埋感應(yīng)線圈是基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測(cè)器，是一個(gè)埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈，一般為2米1.5米。當(dāng)車輛通過(guò)環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上，車輛自身鐵質(zhì)切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)該電感變化量就可以檢測(cè)出車輛的存在。環(huán)形線圈檢測(cè)車流量在可行性上得到了充分的肯定。1環(huán)形線圈檢測(cè)方式是目

49、前應(yīng)用最廣泛、準(zhǔn)確率最高的檢測(cè)方式。2環(huán)形線圈檢測(cè)是基于電磁感應(yīng)的原理的檢測(cè)方式，受環(huán)境影響小。3由自身安裝條件、維護(hù)要求決定，感應(yīng)線圈檢測(cè)器適用于高速公路、橋梁、隧道等的交通檢測(cè)。作為傳統(tǒng)的固定式交通信息檢測(cè)設(shè)備，目前感應(yīng)線圈檢測(cè)器已廣泛應(yīng)用于交通信息采集系統(tǒng)，如ITS系統(tǒng)的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、道口收費(fèi)系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理、車輛計(jì)數(shù)等。感應(yīng)線圈檢測(cè)以其高可靠性、高性價(jià)比、使用方便的優(yōu)點(diǎn)在未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期會(huì)繼續(xù)使用。隨著科技的進(jìn)步，感應(yīng)線圈檢測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域一定會(huì)更廣泛。2.4.2 檢測(cè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)1檢測(cè)方式的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)速精度和交通量計(jì)數(shù)精度較高；穩(wěn)定性好，可在一定時(shí)期保持較高的檢測(cè)精度，故障率低；不受氣

50、象和交通環(huán)境變化的影響，抗干擾能力強(qiáng)；成本低、安裝方便。2檢測(cè)方式的缺點(diǎn)：每條車道下面都必須埋設(shè)線圈，對(duì)路面有一定的破壞作用，影響路面壽命；長(zhǎng)期使用后線圈易受損損壞，維護(hù)時(shí)要封閉交通、挖開(kāi)路面馬路，這直接影響交通狀況，導(dǎo)致成本升高，維護(hù)的工作量也很大；路面進(jìn)行維修時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)挖斷檢測(cè)棒的情況，對(duì)道路的維修造成了很大的影響。由于是利用感應(yīng)線圈來(lái)檢測(cè)車流量，當(dāng)車流量很大、車量之間的間距很小時(shí)，檢測(cè)的精確度會(huì)大幅度降低；2.4.3工作原理環(huán)形線圈車輛檢測(cè)器的工作原理是：埋設(shè)在道路下面的環(huán)形線圈電感元件與檢測(cè)器內(nèi)的電容及附加電路組成電容三點(diǎn)式振蕩電路。車輛通過(guò)時(shí)對(duì)檢測(cè)器最直接的作用的是引起整個(gè)回路的總電

51、感變化，其中包括兩個(gè)部分，一部分是環(huán)形線圈的自感，另一部分是環(huán)形線圈與車輛金屬底盤之間的互感。具體地說(shuō)是當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)埋有環(huán)形線圈的道路上方時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理和楞次定理，車體的金屬底盤產(chǎn)生自成閉合回路的感應(yīng)渦流，這個(gè)渦流又產(chǎn)生了與原閉合回路中磁場(chǎng)相反的新磁場(chǎng)，導(dǎo)致線圈的總電感量減小，但是，車輛底盤作為金屬導(dǎo)體通過(guò)擁有環(huán)形線圈的道路上方時(shí)能夠增加線圈周圍空間的導(dǎo)磁率，是環(huán)形線圈的電感量又有增加的趨勢(shì)。所以，在車輛通過(guò)環(huán)形線圈時(shí)，對(duì)環(huán)形線圈電感量同時(shí)具有增大和減小的作用。一輛車，無(wú)論它的形狀有多么復(fù)雜，當(dāng)它通過(guò)環(huán)形線圈時(shí)，在底盤中引起渦流是必然的，渦流對(duì)環(huán)興地埋線圈的影響也是必然的10。具體流程大概

52、如下圖所示：感應(yīng)線圈感應(yīng)線圈LC振蕩器放大器濾波電路整形電路單片機(jī)控制執(zhí)行圖2.2 車流量檢測(cè)流程圖感應(yīng)線圈感應(yīng)到車輛切割磁通線引起線圈回路電感量的變化，判斷出車輛的存在，產(chǎn)生正弦波振蕩，數(shù)據(jù)放大器是數(shù)據(jù)采集、精密測(cè)量以及工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，其主要要求是高增益、高輸入阻抗和高共模抑制比。整形電路采用過(guò)零比較器對(duì)輸入正弦波整形，可得到上升沿和下降沿都比較理想的矩形波信號(hào)。對(duì)電路輸出矩形波的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)采用的是51單片機(jī)。第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件由電源模塊，按鍵模塊，交通燈模塊，顯示模塊和主控制器等組成。3.1.1復(fù)位電路 復(fù)位電路是用來(lái)確保單片機(jī)系統(tǒng)中電路工作的穩(wěn)定

53、和可靠，是不可缺少的一部分，它的首要功能是上電復(fù)位。普通的單片機(jī)電路正常工作需要的電源為5V5%，即4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過(guò)4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。目前為止，一般，單片機(jī)的復(fù)位電路有四種類型：1.看門狗型復(fù)位電路；2.比較器型復(fù)位電路；3.積分型復(fù)位電路；4.微分型復(fù)位電路。該設(shè)計(jì)中，在第9腳引出一個(gè)10uF的電容和一個(gè)1K的電阻接+5V的電源組成一個(gè)復(fù)位電路。resetreset10KR191KR20S8RESET10uFC5VCC圖3.1 復(fù)位電

54、路3.1.2時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路可以簡(jiǎn)單定義如下：1.就是產(chǎn)生象時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。2.任何工作都按時(shí)間順序，用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路一般由12M的晶體振蕩器、晶震控制芯片和30PF電容組成。 時(shí)鐘電路應(yīng)用十分廣泛，如電腦的時(shí)鐘電路、電子表的時(shí)鐘電路以及MP3MP4的時(shí)鐘電路。該設(shè)計(jì)中，+5V電源由39腳引入，第19腳接地，第17腳和第18腳間由12MHz的晶振及兩個(gè)20pF的無(wú)極性電路組成一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路。C2C233pC333pY18MGNDT1T2圖3.2 時(shí)鐘電路3.1.3系統(tǒng)原理圖根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合各單元電路，得到的系統(tǒng)原理圖見(jiàn)附錄A。3.1.4模塊說(shuō)明1.電

55、源模塊電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器，其特點(diǎn)是可為專用集成電路（ASIC）、數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。該設(shè)計(jì)的電源模塊由USB直接供電5V。S10S10SW-PB112210uFC10A1K2D131KR29VCC+123-4usb1USB圖3.3 電源模塊2.按鍵模塊 設(shè)計(jì)中按鍵模塊主要是遇到特殊情況時(shí)，用來(lái)對(duì)交通燈進(jìn)行觸發(fā)事件，達(dá)到智能控制現(xiàn)場(chǎng)交通情況的作用。開(kāi)關(guān)連接單片機(jī)的14、15、16腳，構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的按鍵模塊事件，以及帶拔碼開(kāi)關(guān)，按下POWER鍵，則系統(tǒng)導(dǎo)通，開(kāi)始工作，該按鍵模塊均接

56、了上拉電阻，保證了按鍵模塊的穩(wěn)定性。S1S1SW-PBS3SW-PBS2SW-PBR4RES2R3R2RES2VCCKEY1KEY2KEY3圖3.4按鍵子模塊3.顯示模塊該設(shè)計(jì)是由二位一體的數(shù)碼管構(gòu)成顯示模塊。實(shí)際顯示交通燈的時(shí)間，并及時(shí)作出相應(yīng)的相應(yīng)，數(shù)碼管是由74HC373驅(qū)動(dòng)，其OE直接接地。始終不鎖存數(shù)據(jù)。顯示模塊所要的數(shù)字信號(hào)從STC12C5A60S2的P0.0-P0.7口引出，分別對(duì)應(yīng)的接LCD1602的D0-D7端口，完成數(shù)據(jù)傳輸，顯示模塊的控制引腳RS、PR、E分別接到STC12C5A112345678910JP212345678910JP3P20P21圖3.5 顯示模塊4.交

57、通燈模塊由4組不同的LED燈以及220歐姆的限流電阻組成，很逼真的模擬出十字路口的交通燈狀況，并配合數(shù)碼管和按鍵作出相應(yīng)的響應(yīng)。P12P11R8P12P11R8RESR9RESR10RESR5RESR6RESR7RESR14RE2R15RESR16RESR13RESR12RESR11RESD4LEDD5LEDD6LEDD1LEDD2LEDD3LEDD10LEDD11LEDD12LEDD9LEDD8LEDD7LED+5VP13P14P15P15P14P13P12P11P10P10圖3.6交通燈模塊3.2 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是把許多事物和問(wèn)題抽象起來(lái)，并且抽象它們不同的層次和角度。采用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)抽象

58、事務(wù)和問(wèn)題，數(shù)學(xué)是最好的抽象語(yǔ)言，并且它的本質(zhì)就是抽象。將復(fù)雜的問(wèn)題分解成可以管理的片斷會(huì)更容易。將問(wèn)題或事物分解并模塊化這使得解決問(wèn)題變得容易，分解的越細(xì)模塊數(shù)量也就越多，它的副作用就是使得設(shè)計(jì)者考慮更多的模塊之間耦合度的情況。任務(wù)是從軟件需求規(guī)格說(shuō)明書出發(fā)，根據(jù)需求分析階段確定的功能設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、劃分功能模塊、確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法以及編寫具體的代碼，形成軟件的具體設(shè)計(jì)方案。軟件設(shè)計(jì)的原則：一、設(shè)計(jì)對(duì)于分析模型應(yīng)該是可跟蹤的：軟件的模塊可能被映射到多個(gè)需求領(lǐng)域。二、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的模擬實(shí)際問(wèn)題。三、設(shè)計(jì)應(yīng)該表現(xiàn)出一致性。四、不要把設(shè)計(jì)當(dāng)成編寫代碼。五、在創(chuàng)建設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該能夠評(píng)

59、估質(zhì)量。六、評(píng)審設(shè)計(jì)以減少語(yǔ)義性的錯(cuò)誤。七、設(shè)計(jì)應(yīng)該模塊化，將軟件邏輯地劃分為元素或子系統(tǒng)，并包含數(shù)據(jù)、體系結(jié)構(gòu)、接口和構(gòu)件的清晰表示。通過(guò)車流量檢測(cè)器檢測(cè)出交通路口的實(shí)時(shí)交通情況，按鍵模塊作出相應(yīng)的響應(yīng)，通過(guò)代碼的驅(qū)動(dòng)，作出的結(jié)果顯示在顯示模塊上面。3.2.1流程圖系統(tǒng)軟件流程圖如下圖所示：（注：P16為P3口的第5個(gè)引腳，P17為P3口的第7和引腳）。判斷P16=P17判斷P16=P17模式一模式二否是判斷是否有按鍵否是模式三50S遞減10S遞減是否=5S否是切換交通燈啟動(dòng)圖3.7 系統(tǒng)流程圖交通燈模式一：紅燈亮10s倒計(jì)時(shí)，等遞減到5S時(shí)，黃燈亮，繼續(xù)遞減，等遞減到0s時(shí)，綠燈亮。交通燈

60、模式二：紅燈亮15s倒計(jì)時(shí)，等遞減到5S時(shí)，黃燈亮，繼續(xù)遞減，等遞減到0s時(shí)，綠燈亮。交通燈模式三：KEY1是模擬車流量大，key2是模擬車流量小，KEY3是模擬十字路口出現(xiàn)事故，KEY4是電源開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)中，只對(duì)一個(gè)通向的交通燈情況進(jìn)行模擬，另一個(gè)通向的交通燈與這個(gè)通向相反，也就是說(shuō)，比如南北方面亮紅燈時(shí)，東西方向亮綠燈，綠燈后面黃燈的時(shí)間為5s。比如十字路口東西方向和南北方向車流量有明顯的不同時(shí)，當(dāng)這個(gè)通向的車流量大時(shí)，必須延長(zhǎng)減少紅燈的時(shí)間，進(jìn)入模式二，紅燈10s開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，到5S時(shí)，變?yōu)辄S燈，0s時(shí)進(jìn)入綠燈，另外一個(gè)方向交通燈的情況與之相反。3.2.2程序設(shè)計(jì)主程序代碼為：void ma