课题名称：基于单片机的交通灯控制系统设计

课题类型：   （√） 应用型   （  ） 研究型

1.    本课题的意义

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
十字路口车辆穿梭，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？靠的是交通信号灯控制系统。交通信号灯控制系统使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制，只要采用一块单片机核心芯片，加上简单的接口与驱动放大电路，即可用于实际应用中，具有成本低，可靠性高的特点。


2. 课题的基本内容：
以MCS-51单片机为控制核心，设计并制作交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。东西南北四个路口具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，并分别用计时器显示路口通行转换剩余时间；在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行状态。
设计硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的样机实物。

3. 课题的研究方法、技术路线、设计（研究）方案：
研究方法:
首先分析系统工作原理，在此基础上设计基于单片机的交通灯控制系统硬件电路，编制软件控制程序，对硬件电路与软件分别进行调试，最后再进行软、硬件联调。
技术路线：
(1) 在对系统的工作原理充分研究的基础上，选择合适的单片机的型号。
(2) 确定硬件与软件部分各自要完成的任务，设计好硬件电路，选择硬件电路中的元器件，先在面包板上调试硬件电路，电路调试通过后，再设计PCB板。
(3) 软件设计先根据所要完成的任务画好流程后，再用汇编语言编程序实现，借助开发工具进行调试。
(4) 软件与硬件联合脱机调试。
研究方案：
根据单片机硬件设计原则，确定硬件电路参数设计方法；电路参数确定下来后，搭建电路调试，在调试过程中解决硬件部分的问题；根据单片机软件设计原则，进行软件设计。软件设计与调试时先从简单的功能开始实现，逐步增加系统的功能，直到达到任务书要求的设计目标。
4. 课题的效果预测

本课题尽管硬件电路原理与软件编程都不是特别复杂，但要将其工程实现，必须将硬件电路设计好，并注意一些工艺问题，软件上要求对汇编语言很熟悉，因此有一定的难度，但经过努力，在一个学期的毕业设计中，预计可以调试出原理样机。
通过对基于单片机的交通灯控制系统设计，可使本人熟悉微机控制系统软、硬件综合设计的方法，从芯片选择、电路原理图与PCB图设计、软、硬件调试等过程中得到全面的锻炼。

5. 毕业设计（论文）进度计划
起讫日期    工  作  内  容    备  注
2008.2.25—2008.3.22    毕业实习、熟悉课题    完成毕业实习报告；查找并消化与课题相关的中、英文资料
2008.3.23—2008.3.29    理论知识准备、开题    完成开题报告
2008.3.30—2008.4.20    进行基于单片机的交通灯控制系统硬件电路设计，完成电路原理图、PCB图的设计。    深刻理解单片机最小系统的概念，掌握接口电路的扩展方法。
2008.4.21—2008.4.30    进行基于单片机的交通灯控制系统软件设计。    熟悉MCS-51单片机的指令系统与程序设计方法。
2008.5.01—2008.5.12    进行硬件电路的调试。   
2008.5.13—2008.5.31    进行软件与硬件联调。    完成设计内容中要求的指标。
2008.6.1—2008.6.16    撰写毕业设计说明书，准备毕业答辩