毕业设计—模拟交通灯控制系统

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1、引言引言 交通问题是我国社会经济发展的一个大问题，我国的人口压 力、现代化建设、城市化等都将使这个问题日益突出。改善与提高现 有的交通系统的效率已成为当务之急， 而提高交通控制系统的效率是 重中之重。 目前，我国城市十字路口的交通灯控制系统基本上都采用定时 控制方式。这样必然产生如下弊端： 当某条道路的车流量很大却要等 待红灯， 而此时另一条空道或车流量相对少得多的道路却依然按原定 时间亮着绿灯， 这种现象是未对道路的实际情况进行实时监控所造成 的。这样的交通控制系统效率低，容易造成交通拥挤，而且也浪费人 力、物力。因此，寻求一种具有智能的交通控制系统是当务之急。这 种智能交通控制系统能够根据

2、车流量的变化自动调节红绿灯的时间 长度，最大限度地减少十字路口的车辆滞流现象， 有效的缓解交通拥 挤、实现交通控制系统的最优控制， 大大的提高了交通控制系统的效 率。智能交通控制系统将具有广大的应用前景。 交通灯是交通中的重要指挥系统，提供一个可靠、安全、便捷 的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性， 本文介绍的交通灯控制 系统除具有一般的红绿灯显示功能外，还具有时间显示功能，以及倒 计时功能，以方便人们的出行。 单片机的发展单片机的发展 单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很 快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。 单片机的发展历史 如果将 8位单片机的推出作

3、为起点， 那么单片机的发展历史大致 可分为以下几个阶段 （1）第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。以 Intel 公司的 MCS 48 为代表。MCS 48 的推出是在工控领域的控索，参与 这一控索的公司还有 Motorola 、Zilog 等，都取得了满意的效果。这 就是 SCM 的诞生年代，单机片一词即由此而来。 （2）第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel 公司在 M CS 48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列 MCS 51。它 在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。 完善的外部总线。MCS-51 设置了经典的 8 位单片机的总线结

4、构，包括 8 位数据总线、16 位地址总线、控制总线及具有很多机通 信功能的串行通信接口。 CPU 外围功能单元的集中管理模式。 体现工控特性的位地址空间及位操作方式。 指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指 令。 （3）第三阶段（1982-1990）：8 位单片机的巩固发展及 16 位单 片机的推出阶段， 也是单片机向微控制器发展的阶段。 Intel 公司推出 的 MCS 96 系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程 序运行监视器、 脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特 征。随着 MCS 51 系列的广应用，许多电气厂商竞相使用 80C51 为内核，将许多测

5、控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道 A/ D 转换部件、 可靠性技术等应用到单片机中， 增强了外围电路路功能， 强化了智能控制的特征。 （4）第四阶段（1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单 片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、 强运算能力的 8 位/16 位/32 位通用型单片机，以及小型廉价的专用 型单片机。 1.2.2 单片机的发展趋势单片机的发展趋势 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步 向着 CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围 电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 CMOS 化化 近年，由于

6、 CHMOS 技术的进小，大大地促进了单 片机的 CMOS 化。CMOS 芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的 可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以 80 C51 取代 8051 为标准 MCU芯片的原因。因为单片机芯片多数是采 用 CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS 电路的特点是 低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的 TTL 电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高， 又出现了 HMOS（高密度、高速度 MOS）和 CHMOS 工艺。CHMO S 和 HMOS 工艺的结合。目前生产的 CHMOS 电路已达到 LSTTL 的速度， 传输延迟时间小于 2ns，它的综合优势已在于 TTL 电路。因 而，在单片机领域 CMOS 正在逐渐取代 TTL 电路。 低功耗化低功耗化 单片机的功耗已从 Ma级，甚至 1uA 以下；使用电压 在 36V 之间，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低， 而且带来了产品的高可靠性、 高抗干扰能力以及产品的便携化。 低电 压化，几乎所有的单片机都