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1 绪论

1。1 交通信号灯的发展历史及研究意义

    早在1858年，伦敦街头就已经出现以燃煤为能源的机械扳手式信号灯，用来指挥马车通行，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。使用不久后，煤气灯突然爆炸，一位警察当场丧命，遂被取消。

    1914年，美国人开始使用电气启动的红绿灯。这种红绿灯由红绿黄三色投光器构成，安装在纽约的一座高塔上。

    1918年，又出现了带有控制功能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装在地下，车辆一靠近，红灯变为绿灯；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，红灯就能变为绿灯。红外线红绿灯是当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉，红外光束把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生事故。

    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。智能化和集成化是城市交通信号控制系统的发展趋势和研究前沿，因此，研究智能化的城市交通信号灯控制系统具有深远的学术价值和实用价值，从长远来看该研究具有巨大的现实意义。

1。2 城市路口交通灯控制技术现状

    随着我国机动车的不断增加，许多大中型城市出现了交通超负荷运行的情况。据此，自80年代后期，很多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，随着交通运输量的快速增长和对高澎路系统研究和控制的缺乏，高速道路并没有充分发挥出预期的效果。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藕合处交通状况的制约。所以，如何采用合理的控制方法，最大限度地利用耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道车流量的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的问题。

1。3 单片机概述

    单片微型计算机，简称单片机，就是将微处理器、存储器ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口（I/O接口）、总线和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要应用领域为智能化电子产品，一般需要嵌入仪器设备内，故又称为嵌入式微控制器。 

    单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：[ ] 

    1。 可靠性及应用水平越来越高。

    2。 和互联网连接已是一种明显的走向。 

    3。 所集成的部件越来越多。NS（美国国家半导体）公司已经把语音、图象等也集成到单片机上，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路，而不在于其功能罢了。如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。 

    4。 功耗越来越低。

    5。 和模拟电路结合越来越多。

    随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还会产生新的变革和进步。最终人们会发现：单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以辨识。

2 方案设计和论证

2。1 交通灯控制系统总体方案设计