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本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))系(院)專(zhuān)業(yè)電子信息工程論文題目智能交通燈學(xué)生姓名指導(dǎo)老師(姓名及職稱(chēng))班級(jí)學(xué)號(hào)完成日期:年月智能交通燈設(shè)計(jì)xx物理和電子工程學(xué)院電子信息工程【摘要】在現(xiàn)代社會(huì)中,交通燈是交通系統(tǒng)中關(guān)鍵組成部分,而很多交通燈全部存在一定缺點(diǎn),燈亮?xí)r間很多是固定,降低了交通運(yùn)作效率。本論文以中、小城市為研究對(duì)象,結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和交通工程基礎(chǔ),對(duì)智能交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了研究。本文章采取STC89C51單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采集在一定時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)車(chē)流量,依據(jù)車(chē)流量大小而改變紅綠燈時(shí)間。該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、成本低、智能控制等特點(diǎn)?!娟P(guān)鍵詞】交通燈車(chē)流量倒計(jì)時(shí)智能控制 目錄1.緒論 21.1.交通燈發(fā)展 21.2.課題研究背景 21.3.課題研究關(guān)鍵內(nèi)容 21.4.課題研究方案 11.4.1.系統(tǒng)總體方案 21.5.課題研究意義 32.單元電路設(shè)計(jì) 32.1.單片機(jī)概述 32.2.74HC573芯片介紹 42.3.光電開(kāi)關(guān)概述 42.4.報(bào)警電路設(shè)計(jì) 52.5.步驟圖 62.6.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73.調(diào)試和系統(tǒng)仿真 83.1.系統(tǒng)仿真 83.2.調(diào)試 12總結(jié)和思索 14[參考文件] 15附錄I系統(tǒng)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(shè)計(jì) 181.程序設(shè)計(jì) 18附錄IIII元件清單 331.緒論1.1.交通燈發(fā)展1858年,英國(guó)出現(xiàn)了在早交通信號(hào)燈,經(jīng)過(guò)燃煤紅、藍(lán)信號(hào)燈。1868年,英國(guó)出現(xiàn)了煤氣信號(hào)燈,紅色表示停止,綠色表示注意。19,美國(guó)出現(xiàn)了用電控制紅綠黃等。19,出現(xiàn)了帶控制紅綠燈。經(jīng)過(guò)壓力傳感。信號(hào)燈是交通史上一項(xiàng)偉大發(fā)明,對(duì)道路管理有著關(guān)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(tǒng)交通燈關(guān)鍵有一下三方面缺點(diǎn):(1)車(chē)輛放行時(shí)間相同,車(chē)輛多一方輕易出現(xiàn)車(chē)輛堆積。(2)當(dāng)某方向無(wú)車(chē)時(shí),恰好是該方向上車(chē)輛通行時(shí)間。(3)當(dāng)一方向車(chē)流量很大時(shí),不能自動(dòng)延長(zhǎng)綠燈時(shí)間,降低了通行效率。所以,本系統(tǒng)利用紅外光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)車(chē)流量,依據(jù)車(chē)流量大小而控制紅綠燈時(shí)間,采取STC89C51單片機(jī)進(jìn)行智能控制。本系統(tǒng)易操控、抗干擾能力強(qiáng)、適適用于大多數(shù)路口,所以含有很高價(jià)值。1.3.課題研究關(guān)鍵內(nèi)容(1)交通燈原理。(2)交通燈硬件設(shè)計(jì)。(3)車(chē)流量檢測(cè)系統(tǒng)。(4)程序設(shè)計(jì)。1.4.課題研究方案1.4.1.系統(tǒng)總體方案紅綠燈紅綠燈顯示模塊數(shù)碼管顯示模塊車(chē)流量檢測(cè)信號(hào)STC89C51單片機(jī)電源模塊圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖1.5.課題研究意義在當(dāng)今飛速發(fā)展時(shí)代,交通工具對(duì)我們有很大幫助,多種工具增加,交通堵塞成為一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,對(duì)于交通管理成為關(guān)鍵一部分,交通管理直接影響到交通效率,本設(shè)計(jì)依據(jù)車(chē)流浪大小智能控制紅綠燈時(shí)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(shè)計(jì)2.1.單片機(jī)概述STC89C51最高工作頻率80MHZ,工作在5V電源下,片內(nèi)含可反復(fù)擦除1000次只讀程序存放器,2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,32個(gè)I/O口,含有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位功效,適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng),可工作在-75℃到+85℃,STC89C51可直接編程,不需要編程器。圖2STC89C51實(shí)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(jī)連接時(shí)不需要新驅(qū)動(dòng),直接能夠使用,74HC573輸出和輸入一樣,對(duì)單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)有很好寄存和輸出功效,同時(shí)含有一定保持功效,當(dāng)輸入消失時(shí),輸出任然保持一定時(shí)間。74HC573特點(diǎn):輸入輸出口分布在芯片兩側(cè),為電路提供簡(jiǎn)便接口。為單片機(jī)和負(fù)載提供傳輸口。2.3.光電開(kāi)關(guān)概述光電開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于各個(gè)產(chǎn)業(yè)中,光電開(kāi)關(guān)對(duì)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(kāi)關(guān)對(duì)測(cè)速、計(jì)數(shù)、檢測(cè)物體存在、檢測(cè)物體大小全部有著實(shí)際利用。經(jīng)過(guò)和其它傳感器對(duì)比,光電開(kāi)關(guān)工作原理簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用價(jià)值高、抗干擾能力強(qiáng),所以廣泛應(yīng)用在自動(dòng)和半自動(dòng)產(chǎn)業(yè)中。光電開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)發(fā)射一個(gè)脈沖信號(hào),在一定范圍內(nèi),假如有物體經(jīng)過(guò),那么,光信號(hào)就會(huì)被反射回來(lái),光電開(kāi)關(guān)再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),將電信號(hào)送到單片機(jī),經(jīng)過(guò)一定程序處理,對(duì)信號(hào)計(jì)數(shù),在一定時(shí)間內(nèi),單片經(jīng)過(guò)程序處理,依據(jù)車(chē)流量多少而改變紅綠燈時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)整時(shí)間。圖3紅外開(kāi)關(guān)2.4.報(bào)警電路設(shè)計(jì)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(dòng)膜組成,電流進(jìn)過(guò)電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)使得振動(dòng)膜片發(fā)出聲音,單片機(jī)I/O口電流很小,所以需要電路放大電流,加入一個(gè)三極管對(duì)電流放大,蜂鳴器才能正常工作。本設(shè)計(jì)中蜂鳴器有著報(bào)警功效,當(dāng)某一方向上是紅燈時(shí),這時(shí)假如有車(chē)經(jīng)過(guò),那么本系統(tǒng)就會(huì)提出警示,當(dāng)初綠燈時(shí),報(bào)警停止,報(bào)警對(duì)交通有著關(guān)鍵作用,時(shí)刻提醒大家注意交通安全,對(duì)降低交通事故很很大幫助。圖4報(bào)警電路開(kāi)始初始化賦車(chē)流量25車(chē)流量大于30嗎車(chē)流量大于20小于30嗎車(chē)流量小于20嗎實(shí)施狀態(tài)1紅綠燈計(jì)時(shí)50秒實(shí)施狀態(tài)2紅綠燈計(jì)時(shí)開(kāi)始初始化賦車(chē)流量25車(chē)流量大于30嗎車(chē)流量大于20小于30嗎車(chē)流量小于20嗎實(shí)施狀態(tài)1紅綠燈計(jì)時(shí)50秒實(shí)施狀態(tài)2紅綠燈計(jì)時(shí)40秒數(shù)碼顯示實(shí)施狀態(tài)3紅綠燈計(jì)時(shí)30秒noyesno圖5步驟圖2.6.系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖6系統(tǒng)總電路系統(tǒng)說(shuō)明:接通電源后,首先南北方向綠燈,東西方向紅燈,倒計(jì)時(shí)30秒,當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)25秒時(shí),南北方向黃燈,倒計(jì)時(shí)5秒,5秒后,南北方向紅燈,東西方向綠燈。本系統(tǒng)含有更具車(chē)流量智能調(diào)整紅綠燈時(shí)間,紅外光電開(kāi)關(guān)對(duì)車(chē)道上經(jīng)過(guò)車(chē)輛計(jì)數(shù),每當(dāng)一輛車(chē)經(jīng)過(guò)是,紅外光電開(kāi)關(guān)便接收一個(gè)信號(hào),將這個(gè)信號(hào)送T1口,T1口對(duì)信號(hào)計(jì)數(shù),經(jīng)過(guò)一分鐘,T1口將計(jì)數(shù)送入系統(tǒng),依據(jù)對(duì)應(yīng)程序調(diào)整紅綠燈顯示時(shí)間。本系統(tǒng)中分三個(gè)層次,當(dāng)計(jì)數(shù)小于15時(shí)候,進(jìn)行30秒倒計(jì)時(shí),當(dāng)計(jì)數(shù)在15到25之間時(shí),進(jìn)行40秒倒計(jì)時(shí),當(dāng)計(jì)數(shù)大于25時(shí),進(jìn)行50秒倒計(jì)時(shí)。當(dāng)某一方向紅燈時(shí),假如有車(chē)輛經(jīng)過(guò),這時(shí)系統(tǒng)將給出警報(bào),蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。同時(shí),智能交通燈有7個(gè)按鍵,在單片機(jī)左邊第9引腳是復(fù)位引腳,當(dāng)按下S1時(shí),全部亮紅燈,此時(shí)是緊急模式,全路禁行,以處理緊急情況;當(dāng)按下S2時(shí),全部亮綠燈,以備需時(shí)之用;當(dāng)按下S3時(shí),全部亮黃燈;當(dāng)按下S4時(shí),此時(shí)能夠測(cè)試車(chē)流量數(shù)據(jù);當(dāng)按下S5時(shí),南北通行,而東西禁行;當(dāng)按下S6時(shí),東西通行,而南北禁行。3.系統(tǒng)仿真和調(diào)試3.1.系統(tǒng)仿真圖7智能交通燈仿真圖當(dāng)接通電源時(shí),南北方向通行,開(kāi)始30秒倒計(jì)時(shí),東西方向紅燈,南北方向倒計(jì)時(shí)25秒后,亮黃燈,倒計(jì)時(shí)5秒后,南北方向紅燈,東西方向綠燈。圖8接源顯通電示當(dāng)紅外光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)車(chē)流量小于20輛每分鐘時(shí),紅路燈倒計(jì)時(shí)30秒;當(dāng)紅外光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)車(chē)流量在20輛到30輛之間時(shí),紅路燈倒計(jì)時(shí)40秒;當(dāng)紅外光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)車(chē)流量大于30輛每分鐘時(shí),紅路燈倒計(jì)時(shí)50秒。圖950S倒計(jì)時(shí)當(dāng)按下S1時(shí),全部亮紅燈,此時(shí)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(dāng)按下S2時(shí),全部亮綠燈,以備需時(shí)之用。圖11按下S2全路綠燈當(dāng)按下S3時(shí),全部亮黃燈。圖12按下S3全路黃燈當(dāng)按下S4時(shí),此時(shí)能夠測(cè)試車(chē)流量數(shù)據(jù)。此時(shí)南北車(chē)道車(chē)流量為27輛每分鐘。圖13按下S4車(chē)流量統(tǒng)計(jì)當(dāng)按下S5時(shí),南北通行,而東西禁行。圖14按下S5南北通行當(dāng)按下S6時(shí),東西通行,而南北禁行。圖15按下S6東西通行3.2.調(diào)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(shù)碼管出現(xiàn)亂碼。圖16電路調(diào)試檢驗(yàn)程序,重新加載,一樣是亂碼。圖17電路調(diào)試檢驗(yàn)硬件,仔細(xì)觀察電路焊接,沒(méi)有發(fā)覺(jué)顯著線路問(wèn)題,用萬(wàn)用表測(cè)試,經(jīng)過(guò)幾番測(cè)試,發(fā)覺(jué)單片機(jī)P0.3口脫焊,P0口正是連接數(shù)碼管,更正過(guò)后再測(cè)試,顯示正常。圖18電路正常顯示總結(jié)和思索經(jīng)過(guò)多個(gè)月努力,智能交通燈基礎(chǔ)完成了,在這次實(shí)踐操作中,我學(xué)到了很多書(shū)本少極難學(xué)到知識(shí),在焊接電路板時(shí)候碰到很多困難,平時(shí)在書(shū)本上看到一個(gè)很簡(jiǎn)單單片機(jī)在焊接時(shí)候感覺(jué)很無(wú)力,對(duì)各個(gè)引腳連接,感覺(jué)很繁雜,一不小心不是接反了,就是脫焊了,當(dāng)然,經(jīng)過(guò)幾番撥弄,還是焊接完成。當(dāng)然最頭疼還是在程序方面,在經(jīng)過(guò)數(shù)次調(diào)試,數(shù)次修改,數(shù)次堅(jiān)持下,勉強(qiáng)能正常顯示了。這次項(xiàng)目,對(duì)我本身能力提升很大,一個(gè)產(chǎn)品是需要經(jīng)過(guò)很大過(guò)程才能完成,需要查閱很多資料才能開(kāi)始動(dòng)手,對(duì)我是一個(gè)考驗(yàn),更是一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。這次智能交通燈設(shè)計(jì)在我們生活中有著廣泛應(yīng)用前景,它成本低、穩(wěn)定性高、安裝簡(jiǎn)便、抗干擾能力強(qiáng)、尤其是聲光對(duì)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(gè)交通路口。[參考文件][1]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)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(shù)基礎(chǔ)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.

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智能交通燈對(duì)交叉路口交通流影響[J].物理學(xué)報(bào).(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(tǒng)原理圖圖19系統(tǒng)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(duì)元器件擺放有一定規(guī)則,整個(gè)電路板應(yīng)該整齊美觀,元器件有立式、貼式等放置方法,對(duì)于不一樣元器件應(yīng)選擇不一樣放置方法,單片機(jī)、數(shù)碼管等原件應(yīng)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(duì)于電源、按鍵通常放置在電路板邊緣部分,整個(gè)元器件安裝應(yīng)有一定計(jì)劃和分類(lèi),以方便各個(gè)引腳連接簡(jiǎn)便。2.元器件焊接焊接是電路板中關(guān)鍵一部分,焊接質(zhì)量直接影響整個(gè)系統(tǒng)性能,所以,必需有良好焊接,在焊接時(shí)首先姿勢(shì)放好,檢驗(yàn)元器件是否緊貼和整齊,先焊接矮元件,再焊接高元件,對(duì)焊接時(shí)間,焊量多少全部應(yīng)做好控制,通常一個(gè)焊點(diǎn)焊接時(shí)間在2秒左右,其次,在焊接完成時(shí),應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)線路是否正確,然后用萬(wàn)用表等工具檢測(cè)每條線路是否連通,對(duì)不好焊點(diǎn)重汗,確保整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量。附錄=3\*ROMANII=3\*ROMANI程序設(shè)計(jì)1.程序設(shè)計(jì)#include<reg51.h>#include<intrins.h> #defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitsmg3=P1^4; //南北個(gè)位sbitsmg4=P1^3; //南北十位sbitsmg1=P2^4; //東西個(gè)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(yàn)鍵sbitceju1=P1^6;//東西測(cè)距sbitceju2=P1^5;//南北測(cè)距sbitspeaker=P2^2;intjs=0;ucharjishu1=0;//東西計(jì)數(shù)ucharjishu2=0;//南北計(jì)數(shù)uchartimeb=31;//南北通行時(shí)間uchartimew=31;//東西通行時(shí)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(cè)距標(biāo)志ucharbiao2=0;//南北測(cè)距標(biāo)志unsignedcharcodetable1[]={0xfd,0x18,0x57,0x5e,0x3a,0x6e,0x6f,0x58,0x7f,0x7e}; //南北方向共陰極數(shù)碼管段值unsignedcharcodetable2[]={0xf7,0x12,0x3d,0x3b,0x5a,0x6b,0x6f,0x32,0x7f,0x7b}; //東西方向共陰極數(shù)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(shí)器0工作模式 TH0=0x4c; //賦初值高位 TL0=0x00; //賦初值低位TR0=1; //開(kāi)啟定時(shí)器 ET0=1; //開(kāi)中止 EA=1; //開(kāi)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(shí)器0初始化TMOD=0x21;//設(shè)置定時(shí)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(cè)車(chē)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; 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