车辆闯红灯监控系统-(2).doc

车辆闯红灯监控系统-(2).doc

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车辆闯红灯监控系统

设计目的

当今世界，随着科学技术的发展，人民生活水平不断提高，城市现代化程度不断提高，交通需求和交通量迅速增长，城市交通网络中交通拥挤日益严重，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。

交通问题已经日益成为世界性的难题，城市交通事故、交通阻塞和交通污染问题愈加突出。

为了解决车和路的矛盾，常用的有两种方法：

一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给，也就是修路。

但是这两个办法都有其局限性。

交通是社会发展和人民生活水平提高的基本条件，经济的发展必然带来出行的增加，而且在我国汽车工业正处在起步阶段的时期，因此限制车辆的增加不是解决问题的好方法。

而采取增加供给，即大量修筑道路基础设施的方法，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，面对越来越拥挤的交通，有限的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。

这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他方法来满足日益增长的交通需求。

交通系统正是解决这一矛盾的途径之一。

这样，就出现了哲宁化的车辆闯红灯监控系统。

设计要求

智能化车辆闯红灯监控系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。

对城市交通流进行智能控制，可以使道路畅通，提高交通效率。

合理进行交通控制可以对交通流进行有效的引导和调度，使交通保持在一个平稳的运行状态，从而避免或缓和交通拥挤状况，大大提高交通运输的运行效率，还可以减少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，节省能源消耗，本文就是通过对交叉路口交通信号的智能控制，达到优化路口交通流的目的。

设计方法

本课程设计是关于十字路口交通灯的控制电路根据设定好的周期时间能够指挥车辆在十字路口完成左转和直行交替运行。

在相同的时间里提高通车的质量、效率。

并能在高峰期根据实际状况结合方程式控制按钮来调整主次干道的通车时间，降低交通拥挤堵塞现象。

并使交通控制系统具有紧急控制，使救护车、救护车通过时，使两个方向均亮红灯，救护车和消防车通过后，恢复原来状态，增加对出现特殊情况的处理能力。

本次设计的总体思路是：

东西方向通行时间是20s，南北方向通行时间是35s，黄灯亮的时间是5s。

刚开始时东西方向同行，经过20s后黄灯亮，延时5s，接着南北方向通行，通行时间是35s。

如此循环反复，使十字路口的交通秩序井然有序的进行。

本系统采用了一片89C51单片机，一片8路同相三态双向总线收发器74LS245芯片，一片respack8排阻，两个Led数码管，红黄绿发光二极管各四个，七个按钮开关，一个蜂鸣器，以及其他元器件和若干导线。

通过按钮开关可以控制数码管的复位、清零以及数字的增大、减小等功能，还可以在紧急情况时使东西南北四个方向同时亮红灯，以便能够对紧急情况及时的进行处理。

设计方案及原理

设计方案

设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD实现交通信号灯控制器的设计，有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计，有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。

由于AT89C51单片机自带有2个计数器，5个中断源，能满足系统的设计要求。

用单片机设计不但设计简单，而且成本低。

用其设计的交通灯也满足了要求，所以本课程设计采用单片机设计车辆闯红灯监控系统。

设计一个十字路口交通灯控制电路，根据设定好的周期时间能够指挥车辆在十字路口完成左转和直行交替运行。

在相同的时间里提高通车的质量、效率。

并能在高峰期根据实际状况结合方程式控制按钮来调整主次干道的通车时间，降低交通拥挤堵塞现象。

并使交通控制系统具有紧急控制，使救护车、救护车通过时，使两个方向均亮红灯，救护车和消防车通过后，恢复原来状态，增加对出现特殊情况的处理能力。

设计原理

采用单片机的P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6口直接和交通灯连接，P0口以及P1.O、P1.1口通过respack排阻与LED数码管相连。

控制程序放在89C51单片机中，在十字路口的四组红、黄、绿交通灯中，由单片机的P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6口控制，由于交通灯为发光二极管且阳极通过限流电阻和电源正极连接，因此I/O口输出低电平时，与之相连的相应指示灯会亮，并通过LED数码管显示时间倒计时。

I/O输出高电平时，相应指示灯会灭。

紧急车请求通过的信号由人工控制，以中断方式输入单片机。

无紧急车通过时，P3.1口通过电阻和电源正极连接为高电平，不产生中断，单片机执行主程序，有紧急车通过时，P3.1口采用人工方法接地为低电平，产生中断请求，单片机执行中断服务程序，让紧急车通过，紧急车通过后，P3.1口变为高电平，返回主程序。

系统组成框图如下：

图1.车辆闯红灯控制系统总体组成框图

硬件设计

系统的硬件电路图如下图2所示：

该电路原理图是在设计思路和方案的基础上，根据设计要求，在能够满足所要实现的功能的基础上，在Proteus环境下进行模拟和仿真出来的。

该图用单片机的P2口和十二个发光二极管链接，通过对P2口高低电平的控制来完成对数码管发光与否的控制。

P0口与LED数码管相连，并通过respack排阻驱动使数码管可以按照要求来显示计时时间。

P2口与数码管相连时还使用了上拉电阻，其作用是给数码管提供一个高电平而使其能够发光。

七个按键开关均接地，其目的是给相应的各个接口提供低电平。

图2.系统的硬件电路图

软件设计

系统的程序流程图如下图3所示：

图3.系统的程序流程图

程序清单如下：

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

uchardatabuf[4];//缓冲区

uchardatasec_dx=20;//东西数默认

uchardatasec_nb=30;//南北默认值

uchardataset_timedx=20;

uchardataset_timenb=30;

intn;

uchardatab;//定时器中断次数

sbitk1=P1^6;//定义5组开关

sbitk2=P1^7;

sbitk3=P2^7;

sbitk4=P3^0;

sbitk5=P3^1;

sbitYellow_nb=P2^5; //南北黄灯标志

sbitYellow_dx=P2^2; //东西黄灯标志

sbitGreen_nb=P2^4;

sbitGreen_dx=P2^1;

sbitBuzz=P3^7;//蜂鸣器

bitBuzzer_Indicate;

bittime=0;//灯状态循环标志

bitset=1;//调时方向切换键标志

ucharcodetable[11]={ //共阴极字型码

0x3f,//--0

0x06,//--1

0x5b,//--2

0x4f,//--3

0x66,//--4

0x6d,//--5

0x7d,//--6

0x07,//--7

0x7f,//--8

0x6f,//--9

0x00//--NULL

};

//函数的声明部分

voiddelay（intms）;//延时子程序

voidkey（）;//按键扫描子程序

voidkey_to1（）;//键处理子程序

voidkey_to2（）;

voidkey_to3（）;

voiddisplay（）;//显示子程序

voidlogo（）;//开机LOGO

voidBuzzer（）;//蜂鸣器子程序

//主程序

voidmain（）

{

TMOD=0X01;//定时器0，工作方式1

TH0=0XD8;

TL0=0XF0;

EA=1;//开中断

ET0=1;//内部定时器T0开中断

TR0=1;

EX0=1;//外部中断0开中断

EX1=1;//外部中断1开中断

logo（）;//开机

P2=0Xc3;//开始默认状态，东西绿灯，南北黄灯

sec_nb=sec_dx+5;

while

（1）

{

key（）;//调用按键扫描程序

display（）;//调用显示程序

Buzzer（）;

}

}

//函数的定义部分

voidkey（） //按键扫描子程序

{

if（k1!

=1）

{

delay（10）;

if（k1!

=1）

{

while（k1!

=1）

{

key_to1（）;

for（n=0;n<40;n++）

{display（）;}

}

}

}

if（k2!

=1）

{

delay（10）;

if（k2!

=1）

{

while（k2!

=1）

{

key_to2（）;

for（n=0;n<40;n++）

{display（）;}

}

}

}

if（k3!

=1）

{

TR0=1;//启动定时器

Buzzer_Indicate=0;

sec_nb=set_timenb; //从中断回复，仍显示设置过的数值

sec_dx=set_timedx;

if（time==0）

{P2=0X99;sec_nb=sec_dx+5;}

else{P2=0xC3;sec_dx=sec_nb+5;}

}

if（k4!

=1）

{

delay（5）;

if（k4!

=1）

{

while（k4!

=1）;

set=!

set;

}

}

if（k5!

=1）

{

delay（5）;

if（k5!

=1）

{

while（k5!

=1）

key_to3（）;

}

}

}

voiddisplay（）//显示子程序

{

buf[1]=sec_dx/10;//第1位东西秒十位

buf[2]=sec_dx%10;//第2位东西秒个位

buf[3]=sec_nb/10;//第3位南北秒十位

buf[0]=sec_nb%10;//第4位南北秒个位

P1=0xff; //初始灯为灭的

P0=0x00;

P1=0xfe; //片选LCD1

P0=table[buf[1]];

delay

（1）;

P1=0xff;

P0=0x00;

P1=0xfd; //片选LCD2

P0=table[buf[2]];

delay

（1）;

P1=0xff;

P0=0x00;

P1=0Xfb; //片选LCD3

P0=table[buf[3]];

delay

（1）;

P1=0xff;

P0=0x00;

P1=0Xf7;

P0=table[buf[0]]; //片选LCD4

delay

（1）;

}

voidtime0（void）interrupt1using1//定时中断子程序

{

b++;

if（b==19） //定时器中断次数

{ b=0;

sec_dx--;

sec_nb--;

if（sec_nb<=5&&time==0）//东西黄灯闪

{Green_dx=0;Yellow_dx=!

Yellow_dx;}

if（sec_dx<=5&&time==1）//南北黄灯闪

{Green_nb=0;Yellow_nb=!

Yellow_nb;}

if（sec_dx==0&&sec_nb==5）

sec_dx=5;

if（sec_nb==0&&sec_dx==5）

sec_nb=5;

if（time==0&&sec_nb==0）

{P2=0x99;time=!

time;sec_nb=set_timenb;sec_dx=set_timenb+5;}

if（time==1&&sec_dx==0）

{P2=0Xc3;time=!

time;sec_dx=set_timedx;sec_nb=set_timedx+5;}

}

}

voidkey_to1（） //键盘处理子程序之+

{

TR0=0; //关定时器

if（set==0）

set_timenb++;//南北加1S

else

set_timedx++;//东西加1S

if（set_timenb==100）

set_timenb=1;

if（ set_timedx==100）

set_timedx=1;//加到100置1

sec_nb=set_timenb; //设置的数值赋给东西南北

sec_dx=set_timedx;

}

voidkey_to2（） //键盘处理子程序之-

{

TR0=0;//关定时器

if（set==0）

set_timenb--;//南北减1S

else

set_timedx--;//东西减1S

if（set_timenb==0）

set_timenb=99;

if（ set_timedx==0）

set_timedx=99;//减到1重置99

sec_nb=set_timenb; //设置的数值赋给东西南北

sec_dx=set_timedx;

}

voidkey_to3（）//键盘处理之紧急车通行

{

TR0=0;

P2=0Xc9;

sec_dx=00;

sec_nb=00;

Buzzer_Indicate=1;

}

voidint0（void）interrupt0using1 //只允许东西通行

{

TR0=0;

P2=0Xc3;

Buzzer_Indicate=0;

sec_dx=00;

sec_nb=00;

}

voidint1（void）interrupt2using1 //只允许南北通行

{

TR0=0;

P2=0X99;

Buzzer_Indicate=0;

sec_nb=00;

sec_dx=00;

}

voidlogo（）//开机的Logo"----"

{for（n=0;n<50;n++）

{

P0=0x40;

P1=0xfe;

delay

（1）;

P1=0xfd;

delay

（1）;

P1=0Xfb;

delay

（1）;

P1=0Xf7;

delay

（1）;

P1=0xff;

}

}

voidBuzzer（）

{

if（Buzzer_Indicate==1）

Buzz=!

Buzz;

elseBuzz=0;

}

voiddelay（intms） //延时子程序

{

uintj,k;

for（j=0;j

for（k=0;k<124;k++）;

}

系统仿真

将C语言源程序生成的.HEX文件导入AT89C51单片机，可以按照预定的要求来实现对车辆闯红灯监控系统的智能化控制。

　红尘紫陌，有轰轰烈烈的昨日，也有平淡如水的今天。

在生活平平仄仄的韵脚中，一直都泛着故事的清香，我看到每一寸的光阴都落在我的宣纸上，跌进每一个方方正正的小楷里，沉香、迷醉。

　　秋光静好，窗外阳光和细微的风都好，我也尚好。

不去向秋寒暄，只愿坐在十月的门扉，写一阙清丽的小诗，送给秋天；在一杯香茗里欣然，读一抹秋意阑珊，依着深秋，细嗅桂花的香馥，赏她们的淡定从容地绽放。

　　听风穿过幽幽长廊，在平淡简约的人生中，把日子过成云卷云舒，行云流水的模样，过成一幅画，一首诗。

有你，有我，有爱，有暖，就好。

在安静恬淡的时光里，勾勒我们最美的今天和明天。

　　醉一帘秋之幽梦，写一行小字，念一个远方，痴一生眷恋。

一记流年，一寸相思。

不许海誓山盟，只许你在，我就在。

你是我前世今生的爱，是刻在心头的一枚朱砂。

　　任由尘世千般云烟散尽，任由风沙凝固成沙漠的墙，你依然是我生命的风景。

　　人生苦短，且行且珍惜。

十月如诗，就让我独醉其中吧！

行走红尘，做最简单的自己。

简单让人快乐，快乐的人，都是因为简单。

心豁达，坦然，不存勾心斗角。

从容面对人生，做最好的自己，巧笑嫣然，你若盛开，蝴蝶自来。

　　那就做一朵花吧！

优雅绽放，优雅凋落，不带忧伤，只记美好。

　　这个秋日，一切都很美，阳光浅浅，云舞苍穹，闲风淡淡。

捡拾一片薄如蝉翼的枯叶，写着季节流转的故事，沉淀着岁月的风华。

安静的享受生命途径上的一山一水。

　　执笔挥墨，耕耘爱的世界，轻声吟唱岁月安好，把一缕缕醉人的情怀，婉约成小字里的风月千里，泅成指尖上的浪漫和馨香。

静立于秋光潋滟里，赏碧水云天，携来闲云几片，柔风几缕，缝进岁月的香囊里，将唯美雅致收藏，醉卧美好时光。

　　秋，是静美的，是收获的，是满载希望而归的季节。

秋只因叶落，葳蕤消，花残瘦影，不免总给人一种无边萧瑟。

　　然而秋，也有秋的美。

如黄巢《不第后赋菊》诗中有句：

待到秋来九月八，我花开后百花杀。

是不是听起来特别霸道有味。

　　谁说秋实悲凉的，百花残了何妨？

我菊正艳艳，香影欹满山。

还有一句歌词叫：

春游百花，秋有月。

秋天的月，要比任何季节都美，都明亮，都让人迷恋陶然。

　　秋有赤枫把美丽的秋燃烧成通红火辣，秋有万千银杏如蝶，秋哪有萧索？

秋一直很美，你可有发现美的眼睛呢？

　　每一个季节，都有着不同的旖旎。

人生何尝不是如四季，有青春绝艳的花季，也有老骥伏枥的暮年。

容颜老去，青春不复，所有的美好不会消失，一直珍藏着。

　　即便时光变得荒芜，而你我一直永如初见，彼此温柔以待。

走进十月，蓦然回首，你我都在，惟愿光阴路上，且行且惜，寂静相伴，无悔一生。

　红尘紫陌，有轰轰烈烈的昨日，也有平淡如水的今天。

在生活平平仄仄的韵脚中，一直都泛着故事的清香，我看到每一寸的光阴都落在我的宣纸上，跌进每一个方方正正的小楷里，沉香、迷醉。

　　秋光静好，窗外阳光和细微的风都好，我也尚好。

不去向秋寒暄，只愿坐在十月的门扉，写一阙清丽的小诗，送给秋天；在一杯香茗里欣然，读一抹秋意阑珊，依着深秋，细嗅桂花的香馥，赏她们的淡定从容地绽放。

　　听风穿过幽幽长廊，在平淡简约的人生中，把日子过成云卷云舒，行云流水的模样，过成一幅画，一首诗。

有你，有我，有爱，有暖，就好。

在安静恬淡的时光里，勾勒我们最美的今天和明天。

　　醉一帘秋之幽梦，写一行小字，念一个远方，痴一生眷恋。

一记流年，一寸相思。

不许海誓山盟，只许你在，我就在。

你是我前世今生的爱，是刻在心头的一枚朱砂。

　　任由尘世千般云烟散尽，任由风沙凝固成沙漠的墙，你依然是我生命的风景。

　　人生苦短，且行且珍惜。

十月如诗，就让我独醉其中吧！

行走红尘，做最简单的自己。

简单让人快乐，快乐的人，都是因为简单。

心豁达，坦然，不存勾心斗角。

从容面对人生，做最好的自己，巧笑嫣然，你若盛开，蝴蝶自来。

　　那就做一朵花吧！

优雅绽放，优雅凋落，不带忧伤，只记美好。

　　这个秋日，一切都很美，阳光浅浅，云舞苍穹，闲风淡淡。

捡拾一片薄如蝉翼的枯叶，写着季节流转的故事，沉淀着岁月的风华。

安静的享受生命途径上的一山一水。

　　执笔挥墨，耕耘爱的世界，轻声吟唱岁月安好，把一缕缕醉人的情怀，婉约成小字里的风月千里，泅成指尖上的浪漫和馨香。

静立于秋光潋滟里，赏碧水云天，携来闲云几片，柔风几缕，缝进岁月的香囊里，将唯美雅致收藏，醉卧美好时光。

　　秋，是静美的，是收获的，是满载希望而归的季节。

秋只因叶落，葳蕤消，花残瘦影，不免总给人一种无边萧瑟。

　　然而秋，也有秋的美。

如黄巢《不第后赋菊》诗中有句：

待到秋来九月八，我花开后百花杀。

是不是听起来特别霸道有味。

　　谁说秋实悲凉的，百花残了何妨？

我菊正艳艳，香影欹满山。

还有一句歌词叫：

春游百花，秋有月。

秋天的月，要比任何季节都美，都明亮，都让人迷恋陶然。

　　秋有赤枫把美丽的秋燃烧成通红火辣，秋有万千银杏如蝶，秋哪有萧索？

秋一直很美，你可有发现美的眼睛呢？

　　每一个季节，都有着不同的旖旎。

人生何尝不是如四季，有青春绝艳的花季，也有老骥伏枥的暮年。

容颜老去，青春不复，所有的美好不会消失，一直珍藏着。

　　即便时光变得荒芜，而你我一直永如初见，彼此温柔以待。

走进十月，蓦然回首，你我都在，惟愿光阴路上，且行且惜，寂静相伴，无悔一生。