基于单片机交通灯控制系统设计毕业设计.doc

内蒙古工业大学毕业设计说明说学校代码： 10128学 号： 200810202074 本科毕业设计说明书题 目：基于SPCE061A交通灯控制系统学生姓名：李冉学 院：电力学院系 别：自动化系专 业：自动化班 级：自动化08-2指导教师：刘志鸿 副教授二 一 二年 六 月摘 要本设计以SPCE061A实验开发板为中心，灵活运用c语言程序来控制简易模拟交通灯的各部分功能的实现，对新郑市人民路与文化路交叉口的交通灯进行模拟，并提出改进方案，充分利用所学知识，将一现实生活中的问题，以工程的形式实现出来，体现了理论与实践的结合。作品除具有普通交通信号灯的功能外，还附加了语音提示功能和按键调整功能，并通过现场调研和实验验证得出最佳配时方案。经测试，该设计符合题目要求，整体性能良好，各项指标达到预期结果，证明了模拟交通灯系统的正确性与可行性。整体设计共分为：计时控制模块，按键调整模块，红绿灯和数码管驱动模块，语音模块关键词 模拟交通灯/SPCE061A/交叉口/交通控制 ABSTRACTSPCE061A experimental design to the development board as the center, c flexibility in the use of simple language simulation procedures to control traffic lights in all parts of the realization of Xinzheng City Peoples Road and culture Road intersection traffic lights to simulate, and to improve the programme, Take full advantage of the knowledge, a real life issues to work out in the form of, reflects the combination of theory and practice.In addition to work with the function of the general traffic lights, but also additional functions and voice prompts adjustment function keys, and through on-site research and experimental verification that the best timing programme. The test, designed to meet the requirements of topics, the overall good performance, the targets to achieve the desired results proved that the simulation of traffic signal system and the correctness of feasibility.Overall design is divided into: time-control module, the key adjustment module, traffic lights and digital control drive module, voice module.KEY WORDS Simulation of traffic lights , SPCE061A , intersections , traffic control目 录摘 要IIABSTRACTIII目 录IV第一章 绪 论11.1 研究背景11.2 交通控制系统国内外发展状况11.4 本文的主要内容3第二章 方案设计42.1 题目分析42.2 方案论证52.3 需求分析7第三章 相关原理及硬件电路设计83.1 交叉路口及交通信号控制概论83.2 SPCE061A简易开发板概述103.3 按键模块103.4 LED相关原理113.5 数码管简介113.6 凌阳音频压缩算法的编码标准11第四章 系统的设计与实现134.1 交通灯规则134.2 设计框图144.3 61板与红绿灯模块连线144.4 倒计时秒表模块的设计144.5 数码管设计及连线：154.6 键盘调整模块的设计174.7 语音播报模块的设计184.7.1 语音设计184.7.2 程序实现194.8 模拟交通灯概述19第五章 总结225.1 系统验证225.2 设计展望23结束语24参考文献25谢辞26 26第一章 绪 论1.1 研究背景社会在发展，经济突飞猛进的同时，城市化进程也在不断加深，机动车已成为城市生活不可或缺的代步工具，交通问题也渐渐成为城市的通病。拥挤的交通成为消耗时间、能源以及交通事故的和环境污染的主要症结。交通灯的发明和发展，很好的解决了和保障了交通的有序性和安全性。对人民生活水平的提高和城市经济的发展来说交通作为城市经济生活的命脉起着不可替代的作用。为了想很好的解决现代交通问题，最大程度的利用道路的价值，只能交通灯控制系统应运而生，并受到世界的广泛关注和重视。因此对新型交通灯控制系统的设计和应用对解决交通拥堵和提高道路利用率有着十分现实的意义。目前, 为了解决城市交通需求量迅速增加的问题，主要采用以下两种方法: 首先，在交通基础设施建设、道路新建、合理规划道路线路等“硬件”发面要有所加强；其次，优化的服务理念和智能化的管理控制在“软件”方面的改造在发挥现有道路的通行潜力和提升通行率做出有益贡献。比较之下，后者太短期内以很少的投资便可以取得实效。因此，先进的自动化控制方法在交通控制系统中的应用成为亟待解决的问题之一。目前摆在我们面前的问题是：如何将先进的智能控制算法和嵌入式系统相结合并研发出高性价比和适合中国国情的交通控制器。本设计针对基于16位凌阳单片机的交通信号灯的自动控制系统在交通控制中的实现进行研究，将具有重要的理论意义和实际的应用价值。1.2 交通控制系统国内外发展状况在数百年的交通灯发展史上，最早的非手工控制路口交通是在1868年伦敦使用燃气色灯信号对单个路口的控制；首次联网控制的交通灯系统是加拿大多伦多市1963年使用IBM650型计算机作为集中协调器的交通控制系统并以此为标志，进入智能交通灯控制系统新阶段。到目前为止，人们相继完成了很多区域交通控制系统，其中最有代表性的有TRANSYT、SCOOT、SCATS、RHODES等。世界上已有300多个大城市采用了先进的区域自适应式交通信号控制系统( TASCS， Traffic Adaptive Signal Control System，即交通面控制系统）近年来，路口附近装有磁环路检测器等先进检测装置，并由它们将交通控制参数通过电话线、闭路电视等通讯网络送入微处理器由小型计算机集中控制的交通控制系统在美、澳和欧洲国家的某些城市建立起来。在我国建国六十年来，特别是改革开放以后，我国交通基础建设和城市发展取得了巨大的成绩，但是，仅以现在的速度还远不能满足迅猛发展的汽车化、城市化的发展。我国现代化交通发展比较晚，由于国情的差别，交通状况也与国外有很大差别，自前主开发的城市交通控制系统在整体性上比国外同类系统有较大差距，表现在：1城市道路结构不合理。 2交通出行结构失衡。3交通管理技术水平低，交通事故频繁。为了能够实现城市佳通控制系统的实时自适应最优控制的目标，探索一个有效的控制方法是很有效的途径。1.3 城市交通信号控制的意义及任务进一步加强交通基础设施建设，并且最大限度提高现有路网的利用效率，从而缓解车辆猛增而带来的交通压力。城市交通信号控制的目的有：减少交通事故发生率缓解交通压力提高公共效益节省能源消耗等交通控制的主要任务是：改善人和货物的安全运输缓和交通拥挤提高运营效率等1.4 本文的主要内容本论文的开发工作主要内容：第一章绪论部分，介绍了该课题的研究背景，研究意义等；第二章介绍了课题分析和方案论证以及需求分析；第三章详细介绍了本系统设计的相关原理与硬件设计理论等；第四章具体介绍了系统的设计与实现，以及交通灯概述等最后为结论，对本课题的研究工作进行了总结，指出了研究工作的创新点和意义。并对未来的工作进行展望。第二章 方案设计2.1 题目分析实验目的：通过实验确定呼和浩特市人民路与文化路交叉口的交通红绿灯的最佳控制方案，按照最佳控制方案进行控制，使得两条路总的车流速度为最大（前提条件：假定两条路的车流量是均衡的，两条路的车流量相等）。设计任务与要求:(1)设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都为16秒并可以调整。(2)黄灯先亮3秒钟,才能变换运行车道。(3)黄灯亮时,要求每秒闪亮两次。(4)如果发生紧急事件, 例如救护车、警车经过, 则按下单脉冲按钮,使得东、西、南、北四个方向红灯亮8。(5)寻找最佳红绿灯持续时间。分析结果：经分析，呼和浩特市回民街及新华大街是呼和浩特市比较重要的也是比较典型的十字交叉路口，在人们的日常生活中有着非常重要的作用和意义。新华大街贯穿城市东西为呼和浩特市交通干线的主动脉，承载着呼和浩特市60%以上的交通流。表 2.1每天记录的在二十分钟内的总车流数车流总数（辆）105285275691385410931108辆天一二七六五四三经计算，平均每天每分钟的车流通量为S=47辆/分。回民街纵卧南北，横穿十几条重要的铁路公路交通路线，是呼和浩特市贯穿南北非常重要的一条“纽带”，因此，两条交通线路的交叉点显得尤为重要，回民街及新华大街交叉口的东南角是新华广场，是呼和浩特市的文化，娱乐，休闲中心，周围有大型超市，市人民医院，商业街等，使其成为行人，车辆非常密集的地带，回民街及新华大街交叉口的交通控制系统不容忽视。所以我们决定对此路口进行研究，模拟并提出自己的改进方案。2.2 方案论证经观察，呼和浩特市爱民路与糕点巷交叉口的交通灯仅仅是老式的红黄绿三种颜色交替变化的交通灯，每个路口通行时间为25S然后黄灯闪烁时间为3S，没有数码管倒计时显示等，开始南北红东西绿南北黄东西黄南北绿东西红南北黄东西黄其循环规则如下： 图 2.2.1交通灯实图 图 2.2.2 循环规则流程图我们第一步的工作就是要模拟出原始的人民路文化路交叉口交通灯，并复原其基本功能，为此我们设计了两种方案来实现：方案一：用延时的方法，其执行过程如下：开始 初始化 各路口全红灯延时5S 南北红东西绿延时25S 南北黄东西黄延时3S 南北绿东西红延时25S 南北黄东西黄延时3S如此循环下去，此方法从设计和程序实现上都比较简单，但是具体到实际应用上却不太好，计时时间不是特别精确，可扩展性差，随着新功能的增加，设计程序变得较为繁琐，不利于工程上的实现。方案二：用中断定时的方法：采用2HZ中断，设有标志位counter，每次中断到来counter取反一次，当counter=1是秒表计时加一，即每中断两次为一秒，精确的实现了秒单位计时，另外这种方法的可扩展性也比较强，所以我们采用中断的方法，以上两种方案是针对原始交通灯设计的，从设计和程序实现上都比较简单，只有单纯的四个路口的红黄绿三种信号灯在交替变换，没有数码管计时显示，看上去不太美观，具体到实际应用上却不太好，首先，单纯的led循环显示，没有数码管倒计时显示，往往会给行人带来一种焦急的心理感应，总是在等着红灯变绿的时刻，其次，运用延时的方法实现led的循环闪烁，定时不太精确，可扩展性差，不利于增加新的功能，为此我们在设计交通灯的时候就想着怎样消除这种弊端，以更加适合现实的需要，于是我们在此基础上提出了改进方案，以更好地适应人们的生活习惯，符合现实的交通规则，对缓解交通阻塞, 提高畅通率具有十分现实的意义。改进方案：此方案为在第一种方案的基础上提出的改进方案，采用2HZ中断控制，精确的实现了秒表倒计时，同时加上数码管倒计时显示，让行人一目了然，当黄灯点亮时数码管开始闪烁显示，给人以提醒注意交通变化，交通灯循环规律也加强了其可行性，使其更加合理性，另外，在设计发挥上添加了按键调整功能和语音提示功能，在按键调整上设计了手动调整倒计时时间，紧急状态按键，和一键还原的设置，整体设计图如下：设置状态初始化键扫描，取键值判断当前状态紧急状态正常运行语音提示调用紧急状态子程序调用设置状态子程序调用正常运行子程序Led数码管显示图 2.2.3 整体设计框图2.3 需求分析 本设计以十六位凌阳61单片机为核心，采用数码显示技术配合SACM_S480语音播报，之所以使用SPCE061A单片机因为它压缩比大，存储量大，音质适于语音播报。超高亮度发光二级管作为信号灯。LED显示方式为共阴极显示方式。倒计时采用2HZ中断实现秒表倒计时并通过七段数码管进行动态显示，这样能够精确的实现数码管倒计时显示让人耳目一新。另外，采用语言功能丰富，表达能力强，灵活方便，良好移植性的C语言设计。所需材料及设备：装有IDE编程开发软件的计算机一台，凌阳16位单片机试验箱一台，数据线若干，模拟交通信号灯实验板一块（含主要元件：LED发光二极管12个，七段数码管8个，扬声器1个，按键3个等）第三章 相关原理及硬件电路设计3.1 交叉路口及交通信号控制概论城市交通网络由大量的平面交叉路口汇集而成。我们有必要采取某些控制方法，合理分配通行权才能使车辆安全的通过交叉路口。为保证车辆和行人的通行安全，必须是发生冲突的车流和人流在时间上和空间上分离。我们按道路条数不同把平面交叉路口分为三路交叉、四路交叉、多路交叉，按交叉情况分为T形、Y形、十字形、X形，环形和多路交叉型等。如3.1图所示。 图3.1各种交叉路口的形状本设计从现实生活考虑，以生活中最常见的十字形交叉口为例进行设计和研究，十字形交叉口简单明了而又极具代表性，能够充分反映现代交通信号自动控制系统在交通运行中的作用和实际效果，它是研究其他类型交通交叉口的一个前提，为进一步的研究做了很好的准备，此路口也在论证上极具说服力，所以我们仅选择十字形交叉口为研究对象。我国于1988年3月颁布了中华人民共和国道路交通管理条例，其内容基本与协定相同，规定如下:指挥灯信号:绿灯亮，车辆行人通行，但是转弯车辆不得妨碍直行车辆和行人；黄灯亮，车辆行人禁止通行，但是已经越过停止线的车辆和已经进入人行横道的行人可以通行；红灯亮，车辆行人禁止通行；绿灯箭头亮，该方向行驶车辆通行；黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行。右转弯的车辆和T形路口右边无横道的直行车辆，遇有前款2)、3)项规定时，在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。前两款规定亦适用于列队行走和赶、骑牲畜的人员。对人行横道信号灯有如下规定:绿灯亮，行人通过人行横道；黄灯闪烁，禁止行人通行，但是已经进入人行横道的可以通过；红灯亮，禁止行人通过人行横道；为了便于驾驶员分辨，交通灯装置次序统一规定，即重要的等放在重要的位置，形式为横竖两种。3.2 SPCE061A简易开发板概述 图 3.2 SPCE061A简易开发板凌阳61单片机是继继nSP删系列产品SPCE500A等之后领养公司的新产品。具有DSP核的内积运算能力，语音识别、图像处理及大量数据处理功能的SPCE061A单片机最大的特点是采用Syetem on Chip独特的设计思想及16X16位硬件乘法器。使电子产品实现有声有色。本系统即是充分利用了这个特点来完成的。目前有两种封装形式：84引脚的PLCC84封装和80引脚的LQFP80贴片封装 。3.3 按键模块按键是用来输入各种开关量的器件，键盘是由若图3.4干个按键组成的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备，通过键盘输入数据和命令，实现简单的人际对话。图3.4中为实际应用中的键盘实物图。 18键盘的公共端即行线，可以接到VCC（或GND）上，I/O端口即列线，初始化成下拉输入（上拉输入）状态，按键抬起状态对应的I/O端口状态为低电平（高电平），当按键按下状态对应的I/O端口状态为高电平（低电平）15。3.4 LED相关原理图3.3LED（Light Emitting Diode），发光二极管(图 3.2) ，它是将电转化为光的固态半导体器件。一端是负极，另一端连接正极的半导体晶片是LED的核心装置，它被环氧树脂封装起来。由一个P型半导体和一个N型半导体组成图3.3“P-N结”的半导体晶片。当有电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子和空穴复合，之后就会以光子的形式发光。光的颜色由P-N结的材料决定。3.5数码管简介数码管（图3.3）是由发光二极管组成的半导体发光器件，分为七段和八段数码管。3.5 数码管简介分类：共阴极、共阳极；静态驱动、动态驱动。原理：共阴极：所有二极管的阴极连接到一起，将共阴极接地，当某一字段二极管阳极高电平，相应字段就点亮。共阳极：所有二极管阳极连接到一起，将共阳极接+5V，当某一字段二极管阴极低电平，相应字段就点亮。3.6 凌阳音频压缩算法的编码标准凌阳的SPCE061A是16位单片机，具有DSP功能，有很强的信息处理能力，最高时钟频率可达49MHz，具备运算速度的优势等。凌阳音频压缩算法处理的语音信号的范围是2003400Hz的电话话音。凌阳常用的音频形式和压缩算法：1) 波形编码：sub-band即SACM-A2000：压缩比为8:1,8:1.25。 特点：高质量、高码率，适于高保真语音音乐。 2) 参数编码：声码器（vocoder）模型表达，抽取参数与激励信号进行编码。如：SACM-S240：压缩比为80:1.5。 特点：压缩比大，计算量大，音质不高，廉价！ 3) 混合编码：CELP即SACM-S480：压缩比为80:3,80:4.5。 特点：综合参数和波形编码之优点。 除此之外,还具有FM音乐合成方式即SACM-MS01。第四章 系统的设计与实现W红黄绿红黄绿红黄绿绿黄红NSE4.1 交通灯规则按照路口交通运行的实际情况，在本系统中，设定系统的工作情况如下。本系统是循环显示系统，可根据交通灯的显示规律设计软件。设有一个十字路口东、西、南、北四个方向，以东、西路口绿灯亮为一个循环的开始。则一个循环 图4.1交通路口模拟图过程中各路口状态为：首先，东西路口绿灯亮,红灯灭,黄灯灭,倒记时显示；南北路口绿灯灭,红灯亮，黄灯灭，倒记时显示；其次，东西路口绿灯灭，红灯灭，黄灯闪红灯亮，倒记时显示；南北路口绿灯亮，红灯灭，黄灯灭，倒记时显示；再次，南北路口绿灯灭，红灯灭，黄灯闪红灯亮,倒记时显示；东西路口绿灯亮，红灯灭，黄灯灭，倒记时显示；最后，东西路口绿灯灭，红灯灭，黄灯闪红灯亮到记时显示；南北路口绿灯亮，红灯灭，黄灯灭，倒记时显示，到此本次循环结束。重复以上四个步骤即可。发生紧急事件时，按下按钮执行中断程序，四个路口红灯全亮，延时一定的时间后，按键恢复正常状态。 4.2 设计框图本系统以一片SPCE061A为核心，采用4HZ中断扫描键盘值并按照程序设定的方式去控制红绿灯模块和倒计时数码管显示模块等。6Spce061A键盘模块红绿灯显示数码管显示329语音模块 图 4.2模拟交通灯控制系统总体结构图4.3 61板与红绿灯模块连线从设计节约资源的方面考虑，在不违反交通规则并且能够充分发挥设计功能的前提下，设计应尽可能的节约能源和资源，为了减少线路连接的复杂度和节约61板有限的IO口资源，我们设计时将一些执行功能相同，驱动要求相同的元件融合到一块，用一根数据线去控制。这样既减少了大量连线的繁琐又降低了设计时编程的复杂度，其中61板与LED信号灯模块的连线如下： IOA8NS红 IOA11EW红 IOA9NS黄 IOA12EW黄 IOA10NS绿 IOA13EW绿 +5VVSS GNDGND4.4 倒计时秒表模块的设计该部分的功能是对红、黄、绿灯延时时间进行倒计,本系统设为16S倒计,当倒计时到零时,进行红绿灯转换.倒计时时间的显示利用二位七段数码管，通过段选和位选进行显示，2HZ中断产生秒表程序。具体实现为：设置标志位 counter，变量m，shi，ge，NNYY2HZ中断半秒单元加一半秒=2？NY半秒单元=0秒减一秒=0？秒=m中断返回定义数组a10将09的字型码赋给数组a，以来实现数字09的显示。开2HZ中断，通过判断标志位counter的0，1状态，使每两次中断count就减一，从而实现了每秒count减一，然后计算出count的十位和个位，再把十位和个位分别赋给变量shi和ge，通过数组a段选和位选写入*P_IOB_Data，当count减为一时，会自动加载当前m值，从而实现了数码管秒表倒计时。 图 4.4 倒计时（2HZ中断）设计流程图4.5 数码管设计及连线：设计各路口有2个七段数码管，对应倒计时时钟显示的十位和个位，四个路口共有24=8个七段数码管，在本程序中每个路口的数码管显示一致，所以我们只用一根数据线去控制连线方式如下efabgcdCS2CS1efabgcdIOB0aIOB1bIOB2cIOB3dIOB4eIOB5fIOB6gIOB11CS1（十位） 图4.4.2原理图IOB12CS2（个位）本设计采用动态驱动，将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，分别接IOB11（十位），IOB12（个位）并在4KHZ中断中扫描点亮各个数码管，通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。4KHZ中断服务程序流程图如下：YYYNNNNY开始flag_c=0flag_c=1flag_c=2flag_c=3正常运行扫描数码管led紧急状态扫描数码管led加一函数扫描数码管led减一函数扫描数码管led中断返回 图4.5 数码管led扫描（4KHZ中断）设计图5v K0K1K2IOA0IOA1IOA2图4.5 键盘电路4.6 键盘调整模块的设计通过IOA0-IOA2连接按键（图4.5）k0， k1，k2，来实现对倒计时初值的调整和进入紧急状态显示，从而使该系统更灵活，更人性化，充分利用了凌阳单片机的I/O口与按键的巧妙结合。具体实现：设置标志位flag_c放在4HZ中断程序中，4HZ中断扫描键盘，当按键k0按下时，此时flag_c3时，将flag_c置一，如果flag_c98，则将m赋16，否则m自动加一，即按一下k1，m就加一，直到加到自己想要的m值（但不超过最大值），此时m值就为倒计时显示的初值，比如m调为32，则以后倒计时就从32开始减一，直到减到零然后再从32减一，依次循环下去；如果当k1按下时，flag_c的值为3，则进入减一调整状态，此时如果m3，则重新置1。flag_x：语音标志位最后0.5S置位并提示南北通行。flag_y：语音标志位最后0.5S置位并提示东西通行。系统设计主函数：开始初始化各路口全红5S开中断，判断标志位语音提示南北通行语音提示东西通行flag_y=1&flag_c=0flag_x=1&flag_c=0 图 4.7 主程序流程图模拟交通灯的主要功能：一、倒计时，采用2HZ中断精确实现了秒表倒计时。二、数码显示，2位7段数码管循环显示倒计时，由IOB口低八位控制数码管段选，IOB11和IOB12口控制位选。通过设定标志位flag_c为零时正常显示。当flag_c为非零时可进入紧急状态或调整状态，并调用相应显示程序。三、语音播报，采用大容量SACM_ S480播报程序，当单片机检测倒计时显示1时开始自动播报温馨语音提示，提醒行人和车辆注意安全，充分体现了S480强大的语音播报功能。四、按键调整，在按键方面充分利用61板上自带的三个按键，实现紧急状态，延时调整，以及确认，复位功能，具体如下：K0IOA0：按一下：flag_c=1，执行紧急状态，各路口全红灯。 按二下：flag_c=2，进入加一子程序。 按三下：flag_c=3，进入减一子程序。 按四下：清标志位，令flag_c=1，相当于按下第一下重新计数。K1IOA1：在K0按下时才起作用，当K0按下两次时，即执行加一子程序K1每按一下延时时间m加一；当K0按下三次时，即执行减一子程序K1每按一下延时时间m减一。K3IOA3：任何情况下，只要K3按下，程序重新开始运行，起到一键还原的作用，当处于调整状态时按下K3，则把调整后的值m赋给count重新开始m进制倒计时显示，即起到确认键功能。第五章 总结5.1 系统验证验证系统在SPCE061A综合开发板上实现。在本系统中用到复位电路、电源电路、61单片机芯片、程序下载电路等。将综合生成的配置文件使用专用下载线下载到开发板上，使A口和B口与数码管，LED，及键盘用排线连接好，喇叭、电源线连接正常，检查无误后系统上电，SPCE061A设备完成初始化，然后观察数码管的倒计时，LED的红黄绿变换，再用按键进行调整，结果符合设计预定功能，经测试该交通系统，软件设计符合题目要求，整体性能良好，证明了模拟交通灯系统正确性与可行性。验证结果：本设计经过反复验证，结合呼和浩特市回民街及新华大街交叉口的实际情况，经多次论证和修改，已基本符合题目要求和时间生活习惯，在西亚斯国际学院实验中心通过验证，将一现实生活问题以工程的形式表现出来并取得切实可行的效果，实验结果如下：表4.8 交叉口通行时间与两路总的车流量辆 秒 10 20 30 40 50 60 70次 1 3 15 28 60 53 42 30 2 7 13 32 58 47 40 32 3 5 15 29 72 52 39 28 4 5 12 26 63 49 40 30平均 5 13.75 28.75 63.25 50.25 40.25 30针对呼和浩特市回民街及新华大街的时间情况及调查结果得出最佳方案，此路口最佳通行时间为40秒，设计黄灯闪烁3秒，并绘制曲线图如下：3510（秒）0203040506070（辆）510152025304045505560 图4.8 总车流量通行时间曲线图为了使作品具有更高的实用价值和宽口径适用范围，在设计时采用按键调整的方式，针对不同的路段，自由调整通行时间以完成最佳设计方案。5.2 设计展望经过这一段时间的不懈努力和不断的探索，翻阅了大量的相关资料和书籍，时至今日，已基本按要求完成了预定的设计，真实的再现了新郑市人民路和文化路交叉口的交通灯的运行情况且在其基础上进行了大胆的想象，提出自己的改进方案，也充分利用了凌阳单片机的语音资源。虽然本文采用的模拟交通灯控制方法在实验环境下取得了良好的控制效果，但是仍然有许多问题需要我们进一步研究：（1）采用带箭头的交通信号灯进行控制直行、左转、右转、人行等，分别进行控制，以减少左转道对直行道的干扰，并加强人行道与车行道的流通配合，形成更加严密、更加安全的交通控制系统。（2）设计多个时钟源，针对不同路口的车流量分别进行单独控制，配合按键调整，设置各路口的通行时间，以更好地适合不同情况下的交叉口的交通配时方案。（3）设置红外探测，雷达监控和数码拍照功能，可以随时监测各条路上的车流量，并对采集到的相关资料进行计算后自行分配调整各路口的通行时间，实现交通道路的自动化控制；另外当某路口变红灯时，还可以监测有无闯红灯车辆，并对违反交通规则的现象进行拍照或报警。结束语系统实验研究表明，这种交通灯控制系统突破了传统的红绿灯固定配时模式，根据实时交通状况灵活地切换红绿灯的倒计时时间，且配有温馨语音提示，以提高交通灯安全性和流通速度。该控制系统需硬件资源少，软件也容易实现，具有一定的实际开发意义。具体完成的工作内容包括前期准备工作，系统的设计与调试工作，论文撰写工作。前期准备：系统学习凌阳单片机高层次设计方法；全面地学习了解十字路口的基本交通规则；并去实地观察交通灯的规律。系统的设计与调试:系统的设计与调试主要根据前期准备时期所收集到的资料，经分析后模拟出一简易交通信号灯，并进一步提出自己的设计方案，确定所需材料和实验设备等。按照芯片的高层次设计方法的步骤进行，首先通过系统分析明确了芯片的功能，大致确定了系统的一些指标要求，其次根据系统分析进行芯片的结构设计和语言描述，按要求编写设计程序，并进行了功能仿真。在调试过程中也遇到了许多问题，例如：在扫描数码管时led因分压突然变暗；倒计时数码管显示时，每次计数到零时便开始出现乱码而不会自动从新加载计数初值；有时候程序调用关联不对出现一系列的错误提示等等。经过反复的实验调试和查错改错才得以完成预期结果，并通过进一步优化系统设计，最终实现系统的智能化控制，完成设计交通信号灯自动控制系统，并通过实验数据得出最佳交通流通方案。论文撰写:本论文是对设计工作的一个总结，反映了笔者在本课题设计过程中所做的工作，设计原则，参考文献，基本理论以及设计完成后所能实现的一些功能和作用等。参考文献1 荆便顺编著.道路交通控制工程,人民交通出版社，19952 李彦林，基于嵌入式系统的智能交通控制器研究，大庆石油学院硕士研究生论文，2007.3.173 Lowr1e P R. SCATS principles，methodologies，algorithm.IEE Conf.on Road Traffic Signal，IEE Publication 207，England，1982，67一704 Chard B M and Lines C J.TRANSYT:The latest developments.Traffic Engineering and control，1987，Vol.285 Hunt P Betal.SCOOT一traffic responsive method of coordinating signals.TRRL report LR1014，1981，Crowthorne6 蔡文沁，我国智能交通系统发展的战略构想J，交通运输系统工程与信息，2003，Vol.3，No.1:16一227 徐慰慈，城市交通规划论M，上海:同济大学出版社，1998.3第一版8 宋海庆, FD - SJ 8088A 微机实验系统程序范例M.上海: 复旦大学科教仪器厂, 1998.9 谭浩强，C语言程序设计（第二版），北京：清华大学出版社，1999.1210 刘智勇，智能交通控制理论及其应用M，北京:科学出版社，200311 马建明，信号交叉口优化设计及其微观仿真研究D，北京:北京工业大学博士学位论文，2001.512 黄辉先，城市交通信号优化控制方法的研究D，西安:西北工业大学博士学位论文，2000年6月13 罗亚非.凌阳16位单片机应用基础.北京航空航天大学出版社，2005，27;290-303;14 夏继强，沈得金编著.单片机实验与实践教程M.北京航空航天大学出版社, 2006，212315 凌阳科技大学计划技术资料，跟我学SPCE061A单片机，43-45谢辞本次毕业设计是在我的导师刘志鸿副教授的直接指导下完成的，刘老师的严谨治学态度与良好的科研习惯，为我树立了榜样，毕业设计期间刘老师对我提出的各种问题作了耐心而详细的解答，我从中受益匪浅。在此，我要向我的导师刘志鸿老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。同时感谢每一位帮助过我的老师和同学们。随着我毕业论文的结束，我的大学生活也即将画上圆满的句号。我会永远记住给予帮助的人们。再一次衷心感谢各位老师和同学，谢谢你们无私的帮助和极大的支持。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁