1、 课 程课 程 设 计 说 明 书设 计 说 明 书 题题 目：目： 十字路口智能交通灯的设计十字路口智能交通灯的设计 姓姓 名 ：名 ： 学学 号 ：号 ： 指指 导导 教教 师：师： 专专 业业 年年 级：级： 2010 级机械电子工程级机械电子工程 (2) 班班 所在学院和系：所在学院和系： 机械工程学院机电系机械工程学院机电系 完完 成成 日日 期：期： 2013 年年 6 月月 23 日日 课课 程程 名名 称称： 机电一体化系统设计课程设计机电一体化系统设计课程设计 0 目 录 目 录 0 1 绪论 1 1.1 背景和意义 . 1 1.2 设计要求 . 1 1.2.1 设计要求 .
2、 1 2 系统总体方案设计 2 2.1 方案设计 . 2 2.2 方案论证 . 2 2.2.1 车流量检测方案 . 2 2.2.2 显示方案选择 . 4 2.3 芯片选择及介绍 . 4 2.3.2 AT89C51 外部引脚 4 3 系统硬件电路设计 7 3.1 单片机最小系统设计 . 7 3.1.1 时钟电路 . 7 3.1.2 复位电路 . 7 3.2 传感检测电路设计 . 7 3.2.1 光电开关的工作原理 . 7 3.2.2 电路连接 . 8 3.3 显示电路设计 . 9 3.4 电源电路设计 10 3.5 系统电路设计 10 4 系统软件设计 . 12 4.1 系统工作状态说明 . 1
3、2 4.2 相关参数说明 . 14 4.3 系统主程序设计 . 15 4.4 中断程序流程图 15 4.5 系统仿真 . 16 4.5.1 Proteus 仿真软件简介 . 16 4.5.2 仿真原理 16 4.5.3 系统仿真 17 5 总结 19 参考文献 20 致谢 21 附录：程序 22 1 1 绪论绪论 1.1 背景和背景和意义意义 近年来随着科技的飞速发展， 单片机的应用正在不断深入， 同时带动传统控制检测技术 日益更新。 在实时检测和自动控制的单片机应用系统中， 单片机往往作为一个核心部件来使 用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆
4、穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这 井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。 交通信号灯控制方式很多。 本系统采用 MCS-51 系列单片机 AT89C51 为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通 过 8051 芯片的 P3 口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩 5 秒时黄灯 燃亮警示（交通灯信号通过 P1 口输出，显示时间通过 P0 口输出至双位数码管） 。本系统设 计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。 1.2 设计要求设计要求 1.2.1 设计要求设计要求 （1）设计一个十字路口的交通灯控制电路
5、，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的 车辆交替运行，两个方向能根据车流量大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间长，车 流量小，通行时间短。 （2）每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮 5s，才能变换运行车辆。 （3）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数 码管显示器进行显示（采用倒计时的方法） 。 （4）同步设置人行横道红、绿灯指示。 1.2.2 主要内容主要内容 本课题研究的内容有如下几个方面： （1）基于车流量的智能交通灯控制系统的工作原理。 （2）基于车流量的智能交通灯控制系统的硬件设计。 （3）车流量检测原理及其硬件电路设计。 （4）基于车流量的智能交通灯
6、控制系统的程序设计。 2 2 系统总体方案设计系统总体方案设计 2.1 方案设计方案设计 系统由 AT89C51 单片机模块、车流量检测模块、数码管显示模块、电源模块和红绿灯显 示模块五个模块组成。由车流量检测模块测量得 1 分钟内车流量传给 AT89C51 单片机， AT89C51 单片机将信号处理后执行的状态， 通过数码管显示模块和红绿灯显示模块分别显示 时间（倒计时显示）和红绿灯状态。电源模块给 AT89C51 单片机提供电源。系统方案框图如 图 1 所示。 图 1 系统框图 2.2 方案论证方案论证 2.2.1 车流量检测方案车流量检测方案 方案一： 采用遥感微波检测器(RTMS)。 微波交通检测器是利用雷达线性调频技术原理， 通过发射 中心频率为10.525GHz或24.200GHz的连续频率调制微波(FMCW)；在检测路面上，投映一个 宽度为3-4米，长度为64米
