AT89C51单片机的交通灯控制系统设计+电路图+程序(3)
1.3国内外研究现状
1.4本文内容简介
本文主要是用51单片机设计研究交通灯的控制系统，三种颜色的LED灯模拟红黄绿三色交通信号灯，两位的数码管显示倒计时的时间。
第2章主要介绍了交通信号的控制方式，交通状态，并根据给出的功能对系统进行了整体的设计。第3章是系统的硬件设计部分，分别对系统的各模块电路进行了介绍，主要有单片机电路、时钟电路、复位电路、电源电路、按键电路、数码管显示电路、特殊车辆检测电路等几个部分。第4章主要是系统的软件设计部分，首先给出了软件整体的设计流程图，并对部分功能的程序分别进行了介绍，主要有延时程序、中断程序、按键检测程序、数码管显示程序灯几个部分。第5章主要是用proteus进行仿真，对proteus进行了介绍，给出了几种情况下的仿真图。第6章是实物焊接和系统调试部分，介绍了焊接的方法和焊接调试过程中的遇到的问题及解决方案。第7章进行了简单的总结。
2系统总体设计
2.1信号控制方式分类
从控制范围的大小分为：点控、线控、面控；从控制策略的角度分为：自适应控制、感应控制、定时控制；从控制结构分为：递接控制、分散控制、集中控制。下面重点介绍一下点控、线控和面控方式[2]。
（1）点控：一个十字路口的交通信号控制。点控方式有两种适用情况，第一种是信号机之间间隔比较远，第二种是相位交通变动很明显。点控是交通控制形式的基础，通过合理配时来控制信号，减少交通流的冲突点，使车辆行人等待的总时间达到最少。
（2）线控：对干道交通信号进行协调控制，简称为“线控”。线控就是把一条主干道上所有十字路口作为控制对象。它要把所有十字路口的交通流状况进行综合处理分析，再对其进行整体的合理控制。
（3）面控：控制对象是一个区域中所有信号化的十字路口，各控制方案相互配合，使得在该区域内的指标（如总的停车次数、总的等待时间、耗油量）达到最小。
所有的交叉路口组合起来构成了整个城市的交通网络。在中小型城市中，大多采用点控和线控方式，在大型城市中，大多采用网络控制方式。为了提高交通网络整体的通行能力，以后的研究方向将更加倾向于线控和面控的多路口协调控制方式。
2.2交通状态
把交通状况归结为四个状态：
1）东西方向上的红灯不亮，绿灯亮，南北方向上的黄灯不亮，红灯亮，并且开始20秒倒计时。此情况下，东西方向的车辆不能通行，南北方向的车辆可以通行。
2）东西方向上的绿灯不亮，黄灯亮，南北方向上的红灯亮，开始5秒倒计时。此情况下，通行中的车辆继续行驶，其他车辆等待状态转换。
3）南北方向上的红灯熄灭，绿灯点亮，东西方向上的黄灯熄灭，红灯点亮，开始30秒倒计时。此情况下，东西方向的车辆可以通行，南北方向的车辆不能通行。
4）南北方向上的绿灯熄灭，黄灯点亮，东西方向上的红灯点亮，并且开始5秒倒计时。此情况下，通行中的车辆继续行驶，其他车辆等待状态转换。
交通灯状态和车辆通行状态的关系如表2.1所示：
表2.1交通灯状态和车辆通行状态的关系
状态1 状态2 状态3 状态4
东西向 禁止通行 等待状态变换 可以通行 等待状态变换
南北向 可以通行 等待状态变换 禁行通行 等待状态变换