1. 研究目的与意义
随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通管理中引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能地降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减少了工作人员的劳动强度。
高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。本设计采用单片机控制，实现交通信号灯的智能控制。结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。
2. 课题关键问题和重难点
本设计的智能交通灯中的智能既是本系统的关键部分又是设计的一个难点。主要是在处理输入信号时，如何将得到的信号与各种模式对应起来是解决问题的重中之重。还有如下一些问题：
1、如何实现交通灯东西、南北绿灯和红灯轮流工作；东西和南北方向各有两个数码管分别显示时间，倒计时最后5秒黄灯闪烁提示；
2、可以按键设置交通灯东西、南北的倒计时时间。
3. 国内外研究现状（文献综述）
本设计的成品智能交通灯，其功能主要就是用作交通疏导，避免车辆严重堵塞。另外本设计有紧急模式和夜间模式，这对于现在很多地方还是比较少见的，紧急模式可以帮助老人小孩过马路、消防车救护车等优先通行，夜间模式可以提醒司机到十字路口减速慢行。
如下图所示就是交通灯控制的基本原理框图，本设计以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系统、按键及状态显示、倒计时模块等。
电源电路 |
时钟电路 |
复位电路 |
按键电路 |
数码管显示电路 |
Led信号灯电路 |
单 片 机 |
单片机的基本结构
STC89C52单片机是一款低功耗、低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEL公司的高密度，非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容，片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储编程器来编程。因此，STC89C52是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域。
STC89S52具有以下主要性能：
① 8KB可改编程序FLASH存储器；
② 全表态工作 ：0～24HZ；
③ 256字节内部RAM；
④ 32个外部双向输入，输出（I、O）口。
（1）复位电路设计
MCS-51的复位输入引脚RST为MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在MCS-51的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作，只要RST保持高电平，则MCS-51循环复位，只有单RET由高电平变成低电平以后，MCS-51才从0000H地址开始执行程序，本系统采用按键复位方式的复位电路。
（2）外部晶振时钟电路设计
MCS-51的时钟可以由两种方式产生，采用内部振荡方式，MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成了一个自激振荡器。MCS-51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件，所以实际构成的振荡时钟电路，外接晶振以及电容C1和C2构成了并联谐振电路接在放大器的反馈回路中，对接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡频率的高低，振荡器的稳定性，起振的快速性和温度的稳定性。晶振的频率可在1.2MHZ~12MHZ之间任选，电容C1和C2的典型值在20pf~100pf之间选择，由于本系统用到定时器，为了方便计算，采用了12MHZ的晶振，采用电容选择30pf。
（3）显示模块电路设计
该模块由共阳LED数码管组成，利用数码管的动态扫描原理，由三极管进行锁存，当控制数码管的IO口P20和P21为低电平时（及三极管基极为低电平），则三极管导通，VCC通三极管给数码管供电，则数码管被点亮，利用数码管点亮的余辉和人眼的视觉暂留原理，则看起来数码管是同时被点亮的。
（4）软件模块设计
软件总体设计主要完成各部分的软件控制和协调。本系统主程序模块主要完成的工作是对系统的初始化，发送显示数据，同时对键盘进行扫描，等待外部中断，以及根据所需要的功能进行相应的操作。
交通灯根据其显示情况可以分为四个状态，可以通过定时来控制每个状态的时间；通过定时也可以向LED数码管中每隔1秒送一个数，显示该状态剩余的时间。其流程图如图所示。
（5）交通灯定时器模块
STC89C52单片机内部有3个定时器T0，T1和T2，本次设计中使用T0工作在方式1，即16位定时器，定时50ms，20次中断产生秒信号，从而控制红绿灯的点亮时间。
工作方式寄存器TMOD用来设置T0、T1的工作方式。这次设计中设置TMOD=0x01，即T0工作于方式0（16位定时器）。内部定时器/计数器用作定时器时，是对机器周期计数，每个机器周期的长度是12个振荡周期。
主要参考文献：
[1]刘京南. 电子电路基础[M]. 北京：电子工业出版社，2008
[2]谢嘉奎. 电子线路(非线性部分)（第四版）. 南京：高教出版社，1999
[3]陈永真. 全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解[M]. 北京：电子工业出版社，2009
[4]毛玉良. 微机系统原理及应用[M]. 南京：东南大学出版社，2006
[5]刘勇. 数字电路[M]. 电子工业出版社，2004
[6]杨子文. 单片机原理及应用[M]. 西安电子科技大学出版社，2006
4. 研究方案
1．控制器的选择
方案一: 系统主控芯片单片机采用MCS-8051，它内部具有128位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向，可以满足该控制系统的设计要求。
方案二:采用STC公司的单片机STC89C52作为控制器。单片机运算能力强，软件编程灵活，自由度大。它是MCS-51系列单片机的派生产品，在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，使用时容易掌握;采用 STC89C52单片机稳定可靠、应用广泛、通用性强。
5. 工作计划
第一周 接受任务书，领会课题含义，查阅相关文献，理解有关文章完成相关英文资料翻译
第二周 在理解有关文章基础上，提出完成本课题的初步方案，写出相应的开题报告一份
第三周 对初步方案的修改及理论论证，完成本课题的方案
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
