基于单片机交通灯控制系统设计毕业设计

二〇一二年六月本科毕业设计说明书学校代码：10128学号：200810202074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：刘志鸿副教授内蒙古工业大学毕业设计说明说II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/交通控制内蒙古工业大学毕业设计说明说IIIABSTRACTSPCE061Aexperimentaldesigntothedevelopmentboardasthecenter,cflexibilityintheuseofsimplelanguagesimulationprocedurestocontroltrafficlightsinallpartsoftherealizationofXinzhengCityPeople'sRoadandcultureRoadintersectiontrafficlightstosimulate,andtoimprovetheprogramme,Takefulladvantageoftheknowledge,areallifeissuestoworkoutintheformof,reflectsthecombinationoftheoryandpractice.Inadditiontoworkwiththefunctionofthegeneraltrafficlights,butalsoadditionalfunctionsandvoicepromptsadjustmentfunctionkeys,andthroughon-siteresearchandexperimentalverificationthatthebesttimingprogramme.Thetest,designedtomeettherequirementsoftopics,theoverallgoodperformance,thetargetstoachievethedesiredresultsprovedthatthesimulationoftrafficsignalsystemandthecorrectnessoffeasibility.Overalldesignisdividedinto:time-controlmodule,thekeyadjustmentmodule,trafficlightsanddigitalcontroldrivemodule,voicemodule.KEYWORDSSimulationoftrafficlights,SPCE061A,intersections,trafficcontrol内蒙古工业大学毕业设计说明说IV目录摘要................................................................IIABSTRACT.............................................................III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......................................83.2SPCE061A简易开发板概述........................................103.3按键模块.......................................................103.4LED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.......................................................144.361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内蒙古工业大学毕业设计说明说1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，其内蒙古工业大学毕业设计说明说2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，TrafficAdaptiveSignalControlSystem，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内蒙古工业大学毕业设计说明说31.4本文的主要内容本论文的