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目录

1绪论2

1.1交通灯控制系统的发展2

1.2课题研究的背景2

1.3课题研究的主要内容3

2课题研究方案4

2.1具体研究方案4

2.1.1系统总体方案4

2.1.2车流量检测方案4

2.1.3主控制器选择6

2.1.4显示方案选择6

2.2单片机概述7

2.2.1单片机发展7

2.2.2AT89C51单片机简介7

2.3光电开关概述10

2.3.1光电开关的工作原理10

2.3.2光电开关的分类11

2.3.3光电开关的应用12

2.4七段数码管12

2.5电源电路设计13

3程序设计16

3.1软件可靠性设计16

3.2主程序流程图17

3.3中断程序流程图18

3.4系统工作状态说明19

4系统仿真与调试21

4.1系统仿真21

4.1.1Protues仿真软件简介21

4.1.2仿真原理图21

4.1.3加载仿真程序22

4.1.4系统仿真22

4.2系统调试23

总结25

参考文献26

致谢28

附录I系统原理图30

附录II主要源代码31

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1绪论

1.1交通灯控制系统的发展

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的

机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场

上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组

成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆

形的投光器组成，装在纽约5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，

绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，

一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用

扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红

外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。

红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通

事故。

信号灯的出现，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。1968年，联合国《道路交通和道路

标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿

灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人

优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后

停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分

接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

1.2课题研究的背景

随着城市机动车辆的不断增加，许多大城市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

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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。

目前，国内大部分中小城市仍采用传统的交通灯控制模式，但随着城

市的不