单片机交通灯开题报告.doc

毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院、系：专 业：设 计 题 目：指导教师: 2011年3月5日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述随着人口的快速增多，交通工具的爆炸性的发展，以及道路资源的有限性，交通控制就应运而生，而人类的生活、工作环境中，交通扮演者极其重要的角色，人们的出行都无时不刻与交通打着交道。当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在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，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，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。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。 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。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。一、研究背景:交通运输队经济发展的制约作用不同程度的普遍存在每个国家，如何解决大城市周围地区交通拥挤和堵塞现象几乎成了最为棘手的难题。交通信号灯的出现，使交通得到有效管制，近年来，单片机技术发展的非常迅速，由单片机做成的产品外围元件很少，能实现的功能却很广，广泛应用于工业，交通等。鉴于此，特用单片机设计此电路。二、研究意义:交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，而保障交通信号灯正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。为此，采用MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制电路，实现了能根据世纪车流量通过8051芯片的PI口设计红绿灯燃亮的时间的功能：红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示，三种颜色交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要解决以下问题：确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行进行方案设计以及系统应用有的各项功能。单片机设计交通灯控制系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，当然，接入LED数码管就可以显示倒计时提醒行驶着，更具人性化。同时，为了超越视觉指挥的局限性，同世界上蜂鸣器，在听觉上加强了指挥提醒作用。三、国内外相关研究情况：随着我国经济的高速发展，人们对私家车、公交车的需求量越来越大。相应的，我国进入WTO以后，我国经济贸易与世界接轨，汽车业关税大大降低，使很多人都能负担得起，买私家车不再是梦想。但是，私家车、公交车的大增无疑会对我国交通系统带来沉重的压力。放眼现在的中国，如广州、香港、上海等大都市，无不受到交通堵塞的困扰。中国要发展，交通事业绝不能停步不前。由此，我国交通管制系统应当以人性化、智能化为目的，做出相应的改善。本题目正是以此为出发点，对单片机控制的交通信号灯模型做了较详尽的介绍。单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动传统控制检测日新月异的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，以及对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。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。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。四、单片机概述及芯片简介：单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。MCS-51单片机内部结构8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。参考文献： 1胡汉才.单片机原理及接口技术M.北京：清华大学出版社，1996.2722蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用M.北京：高等教育出版社，2004.533蒋万君.在循环时序电路的简便设计M.北京：机电一体化出版社，2005.1784何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社，1995.1805李华.MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，1993.3296周航慈.单片机应用程序设计技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.1777张志良.单片机应用程序设计技术M.北京：清华大学出版社，2007.1278陆坤.电子设计技术M.北京：清华大学出版社，2009.1199张建民.机电一体化系统设计M.北京：人民邮电出版社，2009.27710余雷声.电气控制与PLC应用M.北京：电子工业出版社，2009.5411金钰.伺服系统设计指导M.北京：北京理工大学出版社，2007.47512熊世和.机电系统计算机控制技术M.北京：人民邮电出版社，2006.1713魏天路.机电一体化系统设计M.北京：清华大学出版社，2006.13114胡花.单片机原理及应用技术M.北京：机械工业出版社，2005.12415张积东.单片机51/98开发与应用M.北京：机械工业出版社，2008.97 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：要研究的问题：1、 交通信号灯口直系统的工作原理以及控制系统的发展概况。2、 分析交通信号灯控制系统的工作原理及其对控制系统的要求。3、 根据要求用单片机对其进行控制（1） 控制系统接线图（2） 控制系统工作原理的阐述（3） 控制系统的流程图研究手段：本设计模拟基本的交通控制系统，硬件方面用红绿黄等表示禁行，通行和等待的信号发生。本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由车流量检测模块和按键涉及模块等产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块和蜂鸣器状态模块接受输出。在软件方面运用单片机汇编语言接收按键的输入设置并控制信号灯的基本变化，同时实施处理各检查装置的输入的数据，判断刹那生对信号灯的变化控制以实现交通灯的设计模拟。本题涉及一种新型交通信号灯控制系统，就是一种可应用于交通系统的交通信号控制子系统，与传统的交通信号机相比，该控制系统有很强的控制能力及良好的控制接口，并且安装灵活，设置方便，模块化，结构化的涉及时期具有良好的可扩展性，系统运行安全、稳定、效率高。该系统设计为独立模块，模块可以采用智能总线的形势与上位机相连接，这种分布式开放体系结构使得交通灯控制系统可以支持模块新功能。研究方法：1、查阅法：通过书籍和网络知识进行概述2、实验法：利用仪器或仿真软件做出单片机的交通灯控制系统3、对比法：