论文总字数：31397字

摘 要

随着经济的高速发展，车辆越来越多，即使城市道路不断扩建，但是在十字路口处交通堵塞问题仍然十分严重，因此如何缓解交通压力已经成为了一个迫在眉睫的问题，而一个智能的交通控制系统可以有效地处理交通拥堵问题。

本系统是基于STC89C51单片机设计的，该系统由7段数码管、发光二极管、74HC245译码器、单片机最小系统、RS232模块和红外传感器组成。使用红外传感器进行车流量的检测，通过车流量的多少，智能改变东西方向、南北方向绿灯通行时间。

本设计进行了软硬件设计和联调，基本实现了课题要求。实现了交通灯正常运行，并且可以根据车流量的改变，调整通行时间，最终通过了验收。

关键词：智能控制系统 车流量 51单片机 红外检测

Intelligent Control System Design for Vehicle Intersection

Abstract

With the rapid development of the economy, there are more and more cars. Even if the city roads are expanding, the traffic jam at the crossroads is still very serious. So how to ease traffic pressure has become an imminent problem. And an intelligent traffic control system can effectively deal with traffic congestion problems.

The system is based on STC89C51 single-chip design. This system consists of 7 digital tube, light-emitting diode, 74HC245 decoder, microcontroller minimum system, RS232 module and infrared sensor. The traffic flow is detected by infrared sensor. Through the amount of the traffic flow, this system can intelligently change east-west direction, north-south green light passage time.

This design has finished the hardware and software design and the intermodulation, and the requirements of the project are realized. The traffic lights are running normally, and traffic time can be adjusted according to the change of traffic flow. Finally, the design passes the acceptance.

Key Words : Intelligent control system；Traffic flow；51 single chip；Infrared detection

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 交通灯的历史 1

1.2 智能控制系统的发展 1

1.2.1 国内发展情况 1

1.2.2 国外发展情况 2

1.3 研究意义 2

第二章 方案设计 3

2.1 课题要求 3

2.2 通行方案设计 3

2.3 整体设计思路 4

第三章 硬件电路的设计 6

3.1硬件总框架的设计 6

3.2单片机模块 6

3.2.1单片机主要特点 6

3.2.2单片机引脚说明 7

3.2.3单片机最小系统介绍 8

3.3 车流量检测模块 9

3.4 交通灯显示模块 11

3.5 数码管显示 12

3.5.1 7段数码管 13

3.5.2 74HC245介绍 13

3.6 电源模块 15

3.7 程序烧录模块 16

3.8 Altium Designer的使用 17

3.8.1 绘制原理图 17

3.8.2 PCB设计 18

第四章 系统软件程序的设计 21

4.1程序主体流程 21

4.2子程序设计 22

4.2.1 LED显示程序 22

4.2.2 数码管显示程序 23

4.2.3车流量检测程序 25

4.2.4 通行时间调整程序 26

4.2.5 黄灯闪烁程序 28

4.2.6 延时子程序 30

4.3 Keil的使用 30

第五章 总结 31

5.1 遇到的问题 31

5.2 收获 32

结 语 34

参考文献 35

致 谢 37

附录1 源代码 38

附录2 电路原理图 44

附录3 PCB板图 45

附录4 元器件清单 48

第一章 绪论

本章主要介绍了交通灯的诞生历史，智能控制系统的发展情况，以及研究智能控制系统的意义。

1.1 交通灯的历史

在当今社会，城市的每一个路口都有交通指示灯，这已经成为了避免交通事故的最直接的方式。而这一技术在很久以前就已经诞生了。在1858年，伦敦的一些路口就安装一种扳手式的指示灯，它通过燃烧煤气产生红色光和蓝色光。1868年，英国一个叫纳伊特的工程师安装了世上最早的红绿灯，这是由红色煤气灯和绿色煤气灯组成的，但后来因爆炸而停止使用^[1]。1914年，美国首先使用了靠电发光的交通灯，此时只有红色和绿色^[2]。1918年，在美国纽约，第一盏由红绿黄三种颜色组成的交通灯诞生，其中黄色的指示灯是由我国的胡汝鼎提出的。

车辆的使用越来越多，这使得交通灯成为每一个国家都必须要有的存在。于是联合国在1968年颁布了《道路交通和道路标志信号协定》，对各种信号灯的含义作出了统一规定。其中，绿灯是允许车辆通行的信号，红灯是禁止车辆通行信号，黄灯是警告信号。在科技的高速发展下，交通灯的发展十分迅速，在车辆增多了，路口也增多了的情况下，普通的交通灯已经跟不上时代的脚步，智能交通控制系统得到广泛的使用。

1.2 智能控制系统的发展

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