【30页】毕业论文_十字路口交通信号灯的控制系统设计（硬件部分）文档 ㊣ 精品文档 值得下载

学院本科毕业设计论文十字路口交通信号灯控制系统设计硬件部分总计毕业设计论文页表格个插图幅南昌工程学院本科毕业设计摘要随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，人车路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之。

城市交通控制系统是用于城市交通数据监测交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

所以，如何采用合适的控制方法，缓解城市的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

因此，本文就是利用自动控制技术和单片机技术设计个十字路口交通信号灯的自动控制系统，该路口由南北东西两条通行干道相交而成，四个路口各设组红黄绿三色信号灯，用两位数码管作倒计时显示时间实现的控制。

主要以单片机控制器为主，是控制移位寄存器扩展接口，实现位共阳数码管作静态显示二是控制四组红黄绿三色信号灯作交通灯三是控制键盘电路，用于设置交通时间以及遇到交通事故时人为控制通行方向。

实验证明，用此方案设计的交通灯控制系统，性能稳定，功能完善，实用性强，值得推广。

关键词控制器移位寄存器交通信号灯显示时间南昌工程学院本科毕业设计，南昌工程学院本科毕业设计摘要第章引言交通信号灯控制系统现状和前景概述交通信号灯控制系统研究的目的和意义第二章交通信号灯的控制电路设计方案比较和论证主控制器电路模块方案显示电路模块方案红黄绿三色信号灯电路方案键盘电路的方案电源电路的方案第三章交通信号灯的控制电路的硬件设计交通信号灯的控制电路的结构各主要单元电路模块的设计及说明单片机控制器电路的设计移位寄存器扩展显示电路模块的设计红黄绿三色信号灯电路模块的设计键盘电路的模块电路的设计电源电路的设计第四章调试步骤调试过程和结果总结参考文献致谢附页南昌工程学院本科毕业设计第章引言交通信号灯控制系统现状和前景概述早在年，城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。

它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。

第次对交叉路口交通的控制尝试起源于年英国伦敦，当时由警察手工轮流变换指挥用的旗帜，当时的控制指令可以称之为旗语。

这种控制方式在年传到美国纽约，并且很快在全国传播开来。

城市电气化的发展导致了年在俄亥俄州的克利夫兰市出现了第台电力驱动的交通信号灯。

世界上第盏名副其实的三色灯红黄绿三种标志于年诞生。

它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。

年，纽约市开始把手动指挥的旗子换成了电机控制的信号灯。

在年，申请专利交通信号灯，后来卖给了通用电气公司。

到年，在布鲁克林市大街上的最后个手动控制的旗子也被电机控制信号灯取代。

从年到年近年的时间里，电机驱动的信号灯占据了交通信号控制系统的主要市场。

周期长度是通过安装合适的齿轮来进行保证的，通过在个计时转盘上插入销子来把周期分成不同的时间间隔。

为了适应交通变化的需要，这种划分时间的方式被称为三个时段划分法。

同时为了保证相邻的交叉口能够在个交通信号系统中以预计的信号周期绿信比和相位差下工作，种七条线缆连接的方式发展起来，以使相邻的电机驱动的信号灯能够在种系统控制的方式下工作，即使现在我们步入了新千年，在些城市的些地方仍然使用这种基于三个时段划分周期的信号控制器和七条线缆连接的系统。

甚至，大部分在电机驱动的系统中发展起来的术语到现在仍然在现代的微处理控制器中使用。

在世纪年代早期，计算机被引进到交通信号控制系统中。

在年，第个计算机控制的交通信号控制系统在加拿大的多伦多市安装，到世纪年代，微处理器被普遍使用，相应的硬件和软件也开始起步。

从最早的手牵皮带到世纪年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化自动化上不断地更新发展和完善。

现在，交通控制更是趋向智能化方向发展，相信我们将来的交南昌工程学院本科毕业设计通定是畅通而便捷的。

交通信号灯控制系统研究的目的和意义交通信号灯的出现，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。

随着中国加入，不但要在经济文化科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。

俗话说要想富，先修路，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。

因此，随着汽车工业的不断发展，城市人口的日益壮大，出现了交通阻塞，交通事故发生频率高，交通环境污染，交通治安混乱等系列问题，严重影响着当前社会经济的发展和人民的生活，进步加强对十字路口交通信号灯的控制是非常必要的。

随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路建设往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，出现交通混乱。

为了解决车和路的矛盾，常用的有两种方法是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加二是增加供给，也就是修路。

但是这两个办法都有其局限性。

我国汽车工业正处在起步阶段，限制车辆的增加不是解决问题的好方法。

而采取增加供给，即大量修路，在资源环境矛盾越来越突出的今天，有限的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。

这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他方法来满足日益增长的交通需求。

交通系统正是解决这矛盾的途径之。

交通控制研究的发展，旨在解决人类交通因需求的增多而日益繁重带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，就要使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪，另外，针对整个交通线路车辆的多少适时调整和转移多条线路的分流也十分必要。

交通网络是城市的动脉，象征着个城市的工业文明水平。

交通关系着人们对于财产，安全和时间的利益。

具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们的出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位甚至是生命道路的延伸。

研究城市交通信号控制系统具有相当的学术价值和实用价值，解决了城市交通拥挤问题，提高了城市交通的效率，适应未来的城市交通的发展，从长远来看该研究具有巨大的现实意义。

南昌工程学院本科毕业设计第二章交通信号灯的控制电路设计方案比较和论证在交通信号灯的控制系统中，根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果，用或微机原理或单片机来实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口相位交通灯为例优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡，具有控制精度高，操作简单，以及性价比高等特点。

因此，该选题要求采用单片机技术来实现模拟十字路口交通信号灯的控制是完全可行的。

总电路方框图如图所示，由单片机控制电路驱动电路显示电路发光二极管指示灯电路键盘电路电源电路等模块组成。

单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。

它由单片机时钟电路复位电路等组成。

单片机为主体，电源电路输出电流电压到单片机，复位电路为系统信号复位，内部定时器计数器控制单片机电路，并接受单片机发出的信号。

单片机发出的信号通过驱动电路分别输送到双色显示电路显示电路，显示电路接受信号，显示数字颜色。

通过键盘电路可以将给定的信号输送至单片机电路。

图电路方框图主控制器电路模块方案方案数字逻辑电路控制方案数字逻辑电路控制系统主要由各种逻辑元件构成，包括计数器触发器以及各种门电路。

为实现交通灯的控制，我们用基本的芯片利用单稳态实现定内部秒定时器计数器复位电路电源电路单片机电路驱动电路双色显示电路驱动电路驱动电路驱动电路显示电路键盘电路南昌工程学院本科毕业设计时，计数芯片如，等完成计时功能，控制电路芯片，译码芯片如等基本芯片，结合电阻，电容等基本元件，通过逻辑电路实现交通灯的功能。

方案二继电器接触器控制方案继电接触式控制系统主要由继电器接触器按钮行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。

方案三单片机系统控制方案单片机是核心控制元件，包括微处理器存储器输入输出口及其他功能部件。

它们通过地址总线数据总线和控制总线连接起来。

通过输入输出口线与外部设备及外围芯片相连。

硬件电路较为简单，主要用软件来控制，控制方式灵活多样，并可利用中断等方式通过程序方便的实现调时。

使用单片可编程来实现交通灯的功能。

利用单片机的外围扩展，显示电路构成基本硬件。

然后编程实现对定时控制显示电路的控制，然后调试，完成设计。

优缺点对比方案这种系统硬件设计思路非常简单，造价低廉，元件少，体积小，稳定性好，可靠性和性价比都很高。

难点在于电路的连线复杂，维护起来比较困难。

方案二这种系统也具有结构简单价格低廉维护容易抗干扰能力强等优点，但这种控制系统的缺点是采用固定接线方式，接线多，灵活性差，工作频率低，触电易损坏，可靠性差。

方案三它的特点是用软件设计替代了硬件设计，提高了系统的可靠性和系统的性价比。

但在设计时硬件和软件均要设计，抗干扰性能差，不通用，并且需要有接口电路与之配套，价格中等，制造较难，维修亦较难。

结合实际情况，根据毕业设计任务书的要求，我们经过讨论和论证，最终致选用第三种方案的设计思路对交通灯控制系统进行设计。

显示电路模块方案方案动态扫描显示电路方案数字动态扫描显示电路是由固定频率的信号做为节拍发生起器的时钟，由它控制节拍发生器各引脚的输出，使各引脚不断的输出高电平影响各个数码管显示，只有在和译码器相连的引脚输出高电平时数码管发光，否则不发光。

当各引南昌工程学院本科毕业设计脚输出高电平的频率达到定程度时，感觉不到数码管的闪烁，从而保护了数码管并且不会影响数据显示。

为了避免出现闪烁现象，扫描频率不能太低，人眼的临界闪烁是，般可将显示位数乘以，作为节拍发生器的时钟。

这里选用震荡器构成的多