基于51单片机控制的交通灯开题报告

1. 研究目的与意义

交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，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。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。根据给出的要求设计交通灯东西、南北两干道交于一个十字路口各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换且黄灯亮的时间为东西、南北两干道的公共停车时间。

2. 课题关键问题和重难点

该课题的目的是应用单片机控制技术。并以其为核心实现软件硬件的结合、流量监控及智能调节功能。但在日常学习时只掌握了浅显的理论知识，这些理论知识在应对实际问题时显得尤为不足。首先，对单片机的功能了解不全，种类也接触的不多。不能确定哪型单片机合适本课题的LCD控制要求。这就对初步的硬件选型造成了困难。最关键的问题还是对单片机控制程序的设计与编写。对单片机编程语言的不熟悉使得控制程序的设计难上加难。在硬件路设计过程中电路的设计和电路图的绘制虽称不上难点。但由于是第一次设计和制作实物，电路的布线还达不到实用的要求，这就需要反复的修改与仿真。另外，实物制作的最后一步，如何实现器件的高质量焊接也是本课题最后实现的关键步骤。

3. 国内外研究现状（文献综述）

近些年随着我国经济水平的不断发展，工资水平提高，中国人对于生活质量的追求也有了明显升级，买一辆汽车对于很多家庭来说已经不再是什么难事。据公安部交管局统计，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆，新注册量和年增量均达历史最高水平。其中，私家车总量达1.46亿辆，每百户家庭拥有36辆。全国有49个城市的汽车保有量超过百万辆，18个城市超200万辆，6个城市超300万辆。其中汽车保有量超过200万辆的18个城市依次是北京、成都、重庆、上海、深圳、苏州、天津、郑州、西安、杭州、武汉、广州、石家庄、东莞、南京、青岛、宁波、佛山。交通信号灯的出现，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。

在单片机控制交通灯的问题中，单片机正是其核心部件。它是一块集成了一个微型计算机的各个组成部分的小芯片，它的诞生使众多自动化系统得以实现。其中51单片机以其功能强大，设计简单，制造廉价，支持指令集较多，所以被应用到嵌入式系统开发中。纵观我们现在生活的各个领域，从飞机的导航装置，到各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魅力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达4亿片，且每年以大约30%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到2%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。所以，学习和利用单片机在我国是有着广阔前景的。并且，随着我国单片机开发技术的逐渐成熟，以及单片机生产成本的下降，基于单片机的控制系统有着较大的发展空间。

4. 研究方案

单片机控制的交通灯首先应该满足基本的交通控制功能，在逻辑上不能够存在错误，两个方向上应该能够完美的切换运行。将单片机内的逻辑程序反映在彩灯上能够对应精确的显示。同时，智能交通灯作为交通灯的升级版，还具有车流量检测功能，目的是为了区别大流量时间段和非大流量时间段的控制，实现交通灯时间的控制。

交通灯控制系统由检测模块，彩灯模块，单片机模块构成。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；

第 2 周 阅读相关资料，理解有关内容；

第 3 周 翻译相关英文资料，提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；