论文总字数：18496字

摘 要

交通控制信号灯是解决交通拥堵，提升交通运行速度的基础方案之一。为了实现交通灯的设计需要，本次设计的硬件电路是基于STC89C51单片机为核心器件，附加8段共阴极数码管显示器件，单片机最小系统，外围按键电路和驱动显示放大电路。软件部分采取模块化的程序设计方法，主要包括主程序，中断服务子程序，键盘设置处理程序，红绿灯时间调整程序等。使用proteus软件进行模拟仿真，并且完成实物图的焊接。本次设计的交通灯控制系统能够实现夜间模式，单向通行模式，禁止通行模式等紧急处理功能。该系统具有很强的实用性，易于操作，拓展功能强等特点。

关键词：交通灯，单片机，显示，计时

Abstract：Traffic control signal lamp is one of the basic schemes to solve traffic congestion and improve traffic speed. In order to meet the design requirements of traffic lights, the hardware circuit of this design is based on STC89C51 single-chip computer as the core device, with 8 sections of common cathode digital tube display device, the smallest system of single-chip computer, peripheral key circuit and driving display amplifier circuit. The software part adopts modular programming method, including main program, interrupt service subroutine, keyboard setup processing program and traffic light time adjustment program. Proteus software is used to simulate and complete the welding of physical drawings. The traffic light control system designed in the paper can realize emergency handling functions such as night mode, one-way mode and prohibition mode. The system has the characteristics of strong practicability, easy operation and strong expansion function.

Keywords: traffic light，SCM，display，timing

目 录

摘要 1

Abstract 2

1 设计的背景及意义 4

1.1交通灯的历史及背景 4

1.2我国交通现状及原因 5

1.3使用红黄绿三种颜色交通灯的原因 5

2 系统设计方案与要求 6

2.1基于单片机设计的功能要求 6

2.2基于单片机设计的通行方案 6

3 系统硬件电路设计 8

3.1系统硬件总电路构成 8

3.2单片机系统 9

3.2.1单片机最小系统 9

3.3显示系统 10

3.3.1 改变世界的光芒——LED 10

3.3.2数码管显示 11

3.4信号显示驱动电路 11

3.5键盘输入电路 12

4 系统软件设计 13

4.1程序主体设计流程 13

4.2子程序模块设计 14

5 系统测试与分析 15

5.1 测试效果与分析 15

6 总结与展望 19

参考文献 20

致谢 21

附件A：系统实物图 22

附件B：仿真电路图 23

附件C：主要程序清单 23

1 设计的背景及意义

1.1交通灯的历史及背景

古人曾有言：“不以规矩，不能成方圆。”有的时候当人们的素质难以达到一定的高度时就需要用法律，用规章制度来约束。如果在马路上没有交通灯而是让车辆任意行驶，可以想象得到会造成巨大的灾难。自从交通灯的出现，车辆在道路上井然有序的驾驶，预防了许多交通事故的出现。那么交通灯又是什么时候出现的？经历什么样的发展历程？让我们一起来了解一下。

虽然说交通灯的目的是为了控制车流量。然而交通灯早在汽车发明之前就已经存在了。起初交通灯目的是为了控制伦敦街头的马车通行，由一个警察单臂举着装满燃气的灯来控制道路上马车的通行。由于燃气灯不安全，发生了爆炸事件，故没有大面积推广。

人类社会的发展进入19世纪以后，随着工业化革命的到来，城市化进程加快，城市变得拥挤起来。之后随着汽车的发明，道路变得拥挤起来，急需一个更好的交通系统来管理道路，保证正常通行。第一个交通信号灯是由一位美国警察Lester Wire想出的。这次发明彻底改变了拥挤的城市。这次发明很好地解决来了当时拥挤的城市面貌。为后来交通灯的发展提供了理论基础。但是当时的交通灯只有红灯和绿灯，没有黄灯，只是用了一个蜂鸣器来提醒驾驶员交通灯即将发生变化。后来，一位名叫William Potts的警察发明了第一个四路和三色交通灯，为了完善交通灯还引入了第三种颜色的灯——黄灯，（对于黄灯发明各有说法，有人认为是华裔胡汝鼎发明的在此不做深究。）现代道路上所使用的交通灯依然为当时所发明的。19世纪60年代以后，计算机的发明实现了交通灯计算化的发展，现如今人们可以对道路上的情况实现了实时监控，通过监控道路情况，改变交通状态灯，这极大缩短了交通时间，让通行更加流畅。1990年，交通灯引入了倒计时原理。倒计时器可以让行人知道他们是否有足够的时间过马路。这次引入让交通灯更加人性化。

道路上的车辆数量每年都在大幅增加，并且将继续增加，因此交通信号必须继续改善，以适应这些更高的交通量。现如今，人们已经可以通过检测各方面车量的有无情况，及时切换通行方向，当出现一些紧急情况，可以保证特殊车辆优先通行。^[1]将来，汽车将能与交通信号灯交换信息，这将使司机知道他们是否能及时地使通过下一个信号灯，以相应的调整车速。交通灯的终极目标，是能够自主预测和判断车辆的形式方向，根据车流量计算出最佳的指挥方式，当然，这属于智能时代了。

1.2我国交通现状及原因

衡量一个地区，一个城市经济发展快慢的指标就是交通基础设施建设发达与否。城市得以正常运转必不可少的条件之一也就是城市交通。现如今，中国正处于一个快速发展的阶段，交通状况面临严峻的挑战。目前我国城市交通具有以下几方面的问题：

1. 道路容量不足以承受过快增长汽车数量。

2、道路建设在结构上和功能上不完善且交通管理手段相对落后。

3、部分行人和驾驶员为图一己之便存在各种违法乱纪行为。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：18496字