交通灯开题报告

重庆电子工程职业学院

毕业设计（论文）开题报告

系别电子信息系专业微电子技术班级微电081班

学生姓名王文翔学号75指导教师刘睿强

一、毕业设计的内容和意义：（500字左右）

单片机控制交通灯设计内容：

本课题的主要内容分两部分即交通灯的软件编程调试和硬件电路的实现。

交通灯的软件部分基于AT89C51的c语言程序。在Proteus上模拟测量数据后再进行分析及调试。硬件部分由普通面包板焊接制成，所用原件主要有51系列单片机，74系列锁存器，2位数码管，发光二极管和若干电器元件组成。

交通灯设计内容：

1.要了解实际交通灯的变化规律. 假设一个十字路口为东西南北走向. 初始状态0东西方向绿灯通车,南北方向红灯,延时30 s. 转状态1 ,东西方向黄灯亮，南北方向红灯按1HZ的频率闪烁,延时5s . 再转状态2 ,东西方向红灯亮,南北方向绿灯通车,延时20 s. 转状态3 ,东西方向红灯按1HZ的频率闪烁，南北方向黄灯亮,延时5 s . 最后

循环至状态0. 这里的延时采用定时器0延时.

2.当有紧急救护车出现时,应使东西南北四个方向全亮红灯,并延时10 s , 以便急救车通过,同时对通行时间进行倒计时,从P1口及P3口输出在发光二极管,使用8051 定时器/ 计数器0作为定时器实现子程序延时.技术上可用外部中断0发出一单脉冲向CPU申请中断.

3.一般交通信号灯控制程序中使用软件延时,软件延时是靠执行一个循环程序以进行时间延迟. 软件定时的特点是时间精确,且不需外加硬件电路. 但软件定时要占用CPU ,增加CPU 开销,因此软件定时的时间不宜太长.本程序使用定时器/ 计数器0来定时,定时电路已经集成在芯片中,这种由硬件电路完成,不占CPU 时间. 它通过对系统时钟脉冲的计数来实现,即每个机器周期产生一个计数脉冲,也就是每个机器周期计数器加1. 计数值通过程序设定,改变计数值,也就改变了定时时间,使用起来既灵活又方便.

交通灯设计方法：

1.选用MCS-51单片机来实现，根据设计要求，交通信号灯控制器的外部输出信号为主、副车道红、黄、绿灯共12个驱动信号；编程使相应位复/置位来实现信号灯的亮/灭控制，使得十字路口的红、绿灯交替点亮；在灯色交换时，黄灯闪烁提醒。

2.设计要求有紧急车辆通过时，十字路口均显示红灯。可以通过软件中断来完成紧急任务，定义T0为计数中断并为下降沿触发，编写对应中断向量子程序和中断服务程序，完成中断处理。

3.设计还对定时控制有所要求。对于精确定时，应该用计数器加

以控制，硬件实现复杂度增加。考虑到该设计对时间精度要求不高，所以采用软件定时可以大大简化电路。先计算出程序单部执行的时间，设置循环参数，利用if语句按设计要求完成定时控制。

单片机控制交通灯设计的意义：

信号灯的出现，使得交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有着明显的效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向，左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行；红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车；黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

自19世纪以来，红绿灯就已经被安装在各个交通路口上，作为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。19世纪50年代，英国伦敦首先使用了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械式信号灯，用以指挥马车通行。但是这种交通灯有着极大的安全隐患，所以并未推广使用。19世纪60年代，伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成。但是在随后不久，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消使用。

第二次工业革命前后，电气启动的红绿灯出现在美国街头，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，20世纪初安装于纽约市5号大街的一座高塔上。

随着工业革命的深入，20世纪20年代又出现了可控的红绿灯和红外线红绿灯。可控的红绿灯有两种，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。这种技术在交通尚处于不是很拥堵的当年是可行。但是现在只能再看一些特殊场合见到这种交通管理工具了。

二战结束后，世界在冷战军事竞赛的催发下，相继诞生了电子集成高速计算技术，自动控制技术以及激光技术。后来又在太空大战的计划下诞生了大规模电子集成电路和高速计算机。

而后，随着苏联解体，两极世界的形成，这些技术开始走向了民用的阶段。在上世纪70年代，自动控制的信号灯已经被各国大量的使用了。现如今，交通信号灯越来越平民化，人性化和实用化，也越来越能体现一个国家的自动产业链条的整体水平。

二、文献综述：（300字左右）

交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。

那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

一、工作计划及方案论证：（500字左右）

工作计划：

1.进行全方位的自我定位分析，选择适合自己的课题。

2. 多方面的收集资料，包括书籍，请教他人，网上查找。

3. 将毕业设计做一个基本版块定位，熟悉每一章节应书写的内容。

4.做完以上工作，首先完成基本的开题报告，教指导老师检查。

5.开题报告通过后，进行设计的内容书写，将每一章节的内容做详

细的时间规划书写。

6.完成毕业设计初稿后，教指导老师检查，根据老师的指导，再做

重新的修改和整理。最终完成此次毕业设计。

方案论证步骤：

1. 收集实物材料，实地观察马路交通灯的工作形式。

2. 开始硬件制板，决定芯片类型和i/o口配置。

3. 软件编程开始，Proteus调试通过。

4. 程序烧写到芯片中去，开始总调试。

5. 电路板焊接，完成。

四、参考文献：（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇）

[1] 林华兵编著.MCS-51单片机原理及应用.武汉：华中科技大学

出版社，

[2] 先锋工作室编著.单片机程序设计实例.清华大学出版社，

[3] 陈明荧编著.8051单片机课程设计实训教材.清华大学

出版社，

[4] 王晓明、曾红编著.单片机教程.东北大学出版社，

[5] 张洪润、蓝清华编著.单片机应用技术教程.清华大学

出版社，

[6] 求是科技、勒达编著.单片机应用系统开发实例导航.人民邮电

出版社，

[7] 南建辉、熊鸣、王军茹编著.MCS-51单片机原理及应用实例.清

华大学出版社，

[8] 苏凯、刘庆国、陈国平编著.MCS-51系列单片机系统原理与设计.

冶金工业出版社，

[9] 白驹珩、雷晓平编著.单片计算机及其应用.成都：电子科技大学

出版社，

[10] 徐爱钧彭秀华编著.单片机高级C51应用程序设计.电子工业出

版社，

[11] 李东生、张勇、许四毛编著.Protel 99SE电路设计技术入门与

应用.北京：电子工业出版社，

[12] 王勇、陈爱弟、蔡明军、任安宏编著.Protel 98实用指南.西安：

西安电子科技大学出版社，

[13] 袁涛编著.单片机C高级语言程序设计及其应用.清华大学出版

社，

[14] . Stringfellow and . Craford, “High Brightness Light

Emitting Diodes”, Semiconductors and Semi-metals Vol.

48,Academic Press, 1997.

[15] . Stringfellow and . Craford, “High Brightness Light

Emitting Diodes”, Semiconductors and Semi-metals Vol.

48,Academic Press, 1997.

[16] 伍时和.数字电子技术基础.北京:清华大学出版社，2009

[17] 吴友宇.模拟电子技术基础.北京:清华大学出版社，2009

[18] 李朝青.单片机原理及接口技术.四川:电子科技大学出版社，

2005

[19] 蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作，北京:电子工业出版社，

2004

[20] 赵广林.电路设计与制版,北京:人民邮电出版社，2005

五、指导教师意见：

指导教师（签字）日期：六、审查意见：

教研室负责人（签字）日期：

系部负责人：（签字）日期：注：内容为四号仿宋体