基于MCU的交通信号控制系统设计文献综述

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1、文献综述基于MCU的交通信号控制系统设计一、前言当前，由于电子技术及计算机技术的迅猛发展，新型电子产品层出不穷，单片机以其极高的的性能价格比受到人们的重视和关注，应用很广，发展很快。单片机体积小，重量轻，抗干扰能力强，环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性高，开发较为容易。单片机诞自20世纪70年问世以来，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。[1]目前单片机渗透到我们生活的各个领域，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制

2、，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。目前正以前所未有的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有地位。[2]因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科技人才。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？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。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

3、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。[3]基于MCS-51系列单片机和可编程并行I/O接口芯片为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过芯片的PC口输出至双位数码管）；

4、车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并通过双位数码管显示。使得系统实用性强、操作简单、扩展功能强。单片机是靠程序的，可以随时修改。单片机的通过你编写的程序不同的可以实现高智能，高效率，以及高可靠性功能。由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言。未来高级语言和低成本的结合的单片机将占据很大优势。[4]二、主题2.1单片机研究背景及意义单片机也被称为微控制器（Microcontroller），它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解

5、计算机原理与结构的最佳选择。[5]单片机自问世以后有了许多种类：8051单片机，最早有Intel公司推出8051/31类单片机,也是世界上使用量最大的几种单片机之一.，还有Atmel单片机、Microchip单片机、TI公司的MSP430系列单片机、Motorola单片机、Zilog单片机、Scenix单片机、NEC单片机、东芝单片机、富士通单片机、Epson单片机、NS单片机、1STC单片机、三星单片机、华帮单片机、SST单片机、凌阳单片机等。[6]单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自

6、然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。[7]以下是单片机的应用领域：在智能仪器仪表上的应用在工业控制中的应用单片机在医用设备领域中的应用在计算机网络和通信领域中的应用在家用电器中的应用。在各种大型电器中的模块化应用Microchip安防、单片机和技术开发部副总裁SteveDrehobl表示：“Microchip不断拓展8位单片机的应用领域。这些6引脚以很高的成本效益取代了分立逻辑或机械功能、减少了原件数量及板空间，同时赋予工程师

7、更大的设计灵活性。”单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着广泛的用途。[8]2.2交通信号控制器的背景和意义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。它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”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯