基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬(畢業(yè)論文)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目 基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué) 院指導(dǎo)教師職 稱講師學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué) 號設(shè)計題目基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬設(shè)計內(nèi)容目標(biāo)和要求（設(shè)計內(nèi)容目標(biāo)和要求、設(shè)計進(jìn)度等）指導(dǎo)教師簽名：年 月 日基層教學(xué)單位審核學(xué) 院審 核此表由指導(dǎo)教師填寫學(xué)院審核畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生開題報告課題名稱基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬課題來源學(xué)校課題類型ay指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué) 號0專業(yè)班級本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的及意義交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會隨著物流、出行等交通發(fā)展產(chǎn)生的一套獨(dú)特的公共管理系統(tǒng)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則

2、，還必須通過一定的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟能比較好的解決系統(tǒng)建立中硬軟件方面要求的技術(shù)難題。目前，交通控制方面的研究能完全實(shí)現(xiàn)自動智能化，甚至將整個區(qū)域整合成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍，還能根據(jù)正常時段以及特定突發(fā)時段的情況進(jìn)行科學(xué)的自動調(diào)整。交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于道路建設(shè)的暫時不足和交通工具的快速增長，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對整個交通線路車輛的多少實(shí)時調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路的分流也十分必要。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動脈，象征著一個城市的工業(yè)文明水平。現(xiàn)

3、在各大中城市交通建設(shè)已初具規(guī)模，而部分小城市建設(shè)日益加快，交通控制的提高勢在必行，研發(fā)交通控制技術(shù)是十分有潛力的。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對資源物流和人們出行都是十分有價值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時到位，甚至是生命通道的延伸。本設(shè)計嘗試模擬單個路口的交通控制，目前可以采用以單片機(jī)為核心來設(shè)計，也可以采用eda技術(shù)、數(shù)字集成電路等多種方案來實(shí)現(xiàn)。將各種方案進(jìn)行比較，本課題采用以單片機(jī)為核心的電子設(shè)計方法。充分了解控制方法以及運(yùn)用相關(guān)知識加以實(shí)現(xiàn)。通過對本課題的研究，我們將加深對交通控制控制電路的理解，為今后設(shè)計出更加精良的交通控制電路打好基礎(chǔ)。課題類型：（1）a工程

4、實(shí)踐型；b理論研究型；c科研裝置研制型；d計算機(jī)軟件型；e綜合應(yīng)用型（2）x真實(shí)課題；y模擬課題；（1）、（2）均要填，如ay、bx等。本課題的研究內(nèi)容（1）分析目前交通路口的基本控制技術(shù)以及各種通行方案，并以此為基礎(chǔ)提出自己的交通控制的初步方案。（2）確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，在這里，本設(shè)計除了有信號燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計時顯示提示，基于實(shí)際情況，又要求了對車流量檢測及自調(diào)整模擬功能，違規(guī)檢測及處理，緊急狀況處理和鍵盤可設(shè)置等強(qiáng)大功能。 （3）進(jìn)行智能傳感器的硬件電路、顯示電路等的設(shè)計和對各器件的選擇及連接

5、，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。（4）進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)匯編語言編寫，對單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時器，中斷以及延時原理，總體上完成了軟件的編寫。本課題研究的實(shí)施方案、進(jìn)度安排實(shí)施方案: 本設(shè)計模擬基本的交通控制系統(tǒng)，硬件方面用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進(jìn)行倒計時顯示提醒行駛者，車流量檢測為單片機(jī)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。據(jù)此，本設(shè)計系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測模塊，違規(guī)檢測模塊，和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊，led倒計時模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。在軟件方面

6、運(yùn)用單片機(jī)匯編語言接受按鍵的輸入設(shè)置并控制信號燈的基本變化，同時實(shí)時處理各檢查裝置輸入的數(shù)據(jù)，判斷產(chǎn)生對信號燈的變化控制以實(shí)現(xiàn)交通燈的設(shè)計模擬。進(jìn)度安排：3月15日3月31日 撰寫開題報告。4月01日4月25日 著手進(jìn)行方案的實(shí)施，并開始撰寫論文初稿。4月26日5月05日 在梅老師的指導(dǎo)下進(jìn)行論文初稿的修改。5月06日5月15日 將修改后的論文交給劉老師進(jìn)行審閱。5月15日5月25日 準(zhǔn)備論文答辯工作。已查閱的主要參考文獻(xiàn)l邊海龍，孫永奎. 單片機(jī)開發(fā)與典型工程項(xiàng)目實(shí)例詳解j.電子工業(yè)出版社，2008，(10)：143-160.2王為青，邱文勛. 51單片機(jī)開發(fā)案例精選j.人民郵電出版社，20

7、01，(5)：45-47.3張鑫，華臻，陳書謙. 單片機(jī)原理及應(yīng)用j.電子工業(yè)出版社，2008(5).4張洪潤，張亞凡.單片機(jī)原理及應(yīng)用j. 清華大學(xué)出版社，2005，(4).5黃智偉.凌陽單片機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)j. 北京航空航天大學(xué)出版社，2007，(6)6蔣輝平，周國雄. 基于proteus的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真實(shí)例m.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.7張毅坤. 單片微型計算機(jī)原理及應(yīng)用，m西安電子科技大學(xué)出版社 1998 8余錫存 曹國華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.陜西:西安電子科技大學(xué)出版社,2000.79雷麗文 等.微機(jī)原理與接口技術(shù)m.北京：電子工業(yè)出版社，1997.2指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名

8、： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生申請答辯表課 題 名 稱基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬指導(dǎo)教師（職稱）梅菲（講師）申 請 理 由學(xué)分修滿，申請答辯學(xué)生所在學(xué)院專業(yè)班級學(xué)號 學(xué)生簽名： 日期：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評審表序號評分項(xiàng)目（理工科、管理類）評分項(xiàng)目(文科)滿分評分1工作量外文翻譯152文獻(xiàn)閱讀與外文翻譯文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述103技術(shù)水平與實(shí)際能力創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平254研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識論證能力255文字表達(dá)文字表達(dá)106學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求15是否同意參加答辯：總分評語 指導(dǎo)教師簽名： 另附畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄冊 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評

9、審表學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號設(shè)計（論文）題目基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬評閱人評閱人職稱序號評分項(xiàng)目（理工科、管理類）評分項(xiàng)目(文科)滿分評分1工作量外文翻譯152文獻(xiàn)閱讀與外文翻譯文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述103技術(shù)水平與實(shí)際能力創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平254研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識論證能力255文字表達(dá)文字表達(dá)106學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求15總分評語 評閱人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯表學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號設(shè)計（論文）題目基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬序號評審項(xiàng)目指 標(biāo)滿分評分1報告內(nèi)容思路清新；語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確；實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用

10、價值。402報告過程準(zhǔn)備工作充分,時間符合要求。103創(chuàng) 新對前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見解。104答 辯回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準(zhǔn)確，深入。40總分答辯組評語答辯組組長（簽字）： 年 月 日 答辯委員會意見答辯委員會負(fù)責(zé)人（簽字）： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定總表 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與模擬成績類別成績評定指導(dǎo)教師評定成績評閱人評定成績答辯組評定成績總評成績×40%+×20%+×40%評定等級注：成績評定由指導(dǎo)教師、評閱教師和答辯組分別給分(以百分記)，最后按“優(yōu)(90-100)”、“良(80-8

11、9)”、“中(70-79)”、“及格(60-69)”、“不及格(60以下)”評定等級。其中， 指導(dǎo)教師評定成績占40%，評閱人評定成績占20%，答辯組評定成績占40%。摘 要交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會隨著物流、出行等交通發(fā)展產(chǎn)生的一套獨(dú)特的公共管理系統(tǒng)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的科技手段加以實(shí)現(xiàn)。本文在對目前交通控制進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用檢測傳感、實(shí)時調(diào)整智能化控制的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，將傳感器監(jiān)測、實(shí)時調(diào)整車輛通行時間的算法與單片機(jī)控制作用相結(jié)合，提出了基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)設(shè)計方案。8051單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)由8051單片機(jī)、交通燈顯示、led倒計時

12、、車流量檢測及調(diào)整、違規(guī)檢測、緊急處理、時間模式手動設(shè)置等模塊組成。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有通行時間手動設(shè)置、可倒計時顯示、急車強(qiáng)行通過、車流量檢測及調(diào)整、交通異常狀況判別及處理等相關(guān)功能。理論證明該系統(tǒng)能夠簡單、經(jīng)濟(jì)、有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。本設(shè)計主要做了如下幾方面的工作：一是確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，二是進(jìn)行傳感器的硬件電路、顯示電路等的設(shè)計和基本功能要求。三是進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)匯編語言編寫，總體上完成了軟件的編寫。關(guān)鍵詞：交通控制，傳感檢測，at89c52，倒計時顯示，異常狀

13、況判別及處理abstracttraffic control system is a modern society with logistics, travel etc of traffic development a unique set of public management system. to ensure the effective safety traffic, except for a series of traffic rules, still must through certain technological means to achieve. based on analy

14、sis of traffic control, based on real-time detection sensor, adjust the implementation technology of intelligent control, real-time monitoring, sensor adjust vehicles time algorithm and single-chip microcomputer control function is proposed, which combines the traffic control system based on single

15、chip design scheme.the 8051 microcontroller control system consists of the traffic lights display, 8051 monolithic integrated circuits, and led the countdown, traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules. in addition to the basic traffic function outside, still hav

16、e time to manually set, can pass the countdown, car that forced through traffic, inspection and adjustment, transportation and processing abnormal discriminant functions. theory shows that the system can simple, economic and effective relieves traffic, improve the crossroads capacity.this design mai

17、nly do the following aspects: one is the work of the traffic control system design, including the crossroads, specific design and system should be restricted with each function, two is that the sensor, the hardware circuit design of the circuit and the basic function and requirement. three is softwa

18、re system design, this system for i mcu assembly language, overall finished writing software.key words: traffic control, sensing detection, display, and countdown at89c52 abnormal discrimination and processing.目 錄摘 要iabstractii目 錄iii1 緒 論51.1單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的選題背景51.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義51.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展71.3.1國內(nèi)外

19、交通控制技術(shù)71.3.2交通控制存在的問題71.4單片機(jī)交通控制系統(tǒng)主要研究的內(nèi)容82 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計92.1單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計92.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求102.3單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理123 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計133.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理133.1.1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成133.1.2系統(tǒng)工作原理133.2單片機(jī)的選擇153.2.1單片機(jī)的概述153.2.2 at89c52芯片的主要性能153.2.3 at89c52芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖153.2.4 at89c52芯片最小系統(tǒng)163.3其它硬件介紹及連接173.3.1車流量檢測電路及模擬173

20、.3.2違規(guī)檢測電路及模擬183.3.3八段led數(shù)碼管193.3.4其它器件214 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計234.1程序主體設(shè)計流程234.2理論基礎(chǔ)知識244.3子程序模塊設(shè)計264.4源程序314.5系統(tǒng)軟件調(diào)試36結(jié) 論39參考文獻(xiàn)40致 謝41411 緒 論1.1單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的選題背景隨著人口快速的增多，交通工具的爆炸性的發(fā)展，以及道路資源的有限性，交通控制就應(yīng)運(yùn)而生，在人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們的出行都無時不刻與交通打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展帶動整個交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，從而催生了單獨(dú)的交通控制學(xué)問與管理機(jī)構(gòu)。交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會隨著物流

21、、出行等交通發(fā)展產(chǎn)生的一套獨(dú)特的公共管理系統(tǒng)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代人類科學(xué)技術(shù)，特別是電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟能比較好的解決系統(tǒng)建立中硬軟件方面要求的技術(shù)難題。目前，交通控制方面的研究能完全實(shí)現(xiàn)自動智能化，甚至將整個區(qū)域整合成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍，還能根據(jù)正常時段以及特定突發(fā)時段的情況進(jìn)行科學(xué)的自動調(diào)整。交通對于社會的工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人們的生活生產(chǎn)中有著十分重要的意義。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，交通自動監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價格比，逐步取代傳統(tǒng)的交通控制措施。1.2

22、單片機(jī)交通控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義城市道路交通自動控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個歷史階段當(dāng)時的最新科技成果應(yīng)用到交通自動控制中來，從而促進(jìn)了交通自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展。早在1850年，城市交叉口處不斷增長的交通就引發(fā)了人們對安全和擁堵的關(guān)注。世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕，1868年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個世紀(jì)。1914年及稍晚一些時

23、候，美國的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號燈，它們采用電力驅(qū)動，與現(xiàn)在意義上的信號燈已經(jīng)相差無幾。1926年英國人第一次安裝和使用自動化的控制器來控制交通信號燈，這是城市交通自動控制的起點(diǎn)。早期的交通信號燈使用“固定配時”方式實(shí)行自動控制，這種方式對于早期交通流量不大的情況曾起過一定的作用。但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、交通流量增加、隨機(jī)變化增強(qiáng)，采用以往那種單一模式的“固定配時”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時段多方案的信號控制器開始出現(xiàn)并逐步取代了傳統(tǒng)的只有一種控制方案的控制器。 20世紀(jì)30年代初，美國最早開始用車輛感應(yīng)式信號控制器，之后是英國，當(dāng)時使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測

24、器。車輛感應(yīng)控制器的特點(diǎn)是它能根據(jù)檢測器測量的交通流量來調(diào)整綠燈時間的長短，使綠燈時間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時間延誤，比定時控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點(diǎn)刺激了車輛檢測器技術(shù)的發(fā)展。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達(dá)、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測器相繼問世。當(dāng)今在城市道路交通自動控制、交通監(jiān)測和交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣的是環(huán)形線圈車輛檢測器。超聲波檢測器主要在日本等少數(shù)國家得到廣泛應(yīng)用。計算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實(shí)現(xiàn)了以一個城市或者更大地域，而非簡單的一個路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國科羅拉多州丹佛市

25、首次利用模擬計算機(jī)和交通檢測器實(shí)現(xiàn)了對交通信號機(jī)網(wǎng)的配時方案自動選擇式信號燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計算機(jī)控制信號燈的實(shí)用化，建立了一套由ibm650型計算機(jī)控制的交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個具有電子數(shù)字計算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑?？梢哉f，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號控制系統(tǒng)經(jīng)歷了手動到自動，從固定配時到靈活配時，從無感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制，從單點(diǎn)控制到干線控制，從區(qū)域控制到網(wǎng)絡(luò)控制的長遠(yuǎn)過程。交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于道路建設(shè)的暫時不足和交通工具的快速增長，就要使更多的車輛安全高效

26、的利用有限的道路資源，避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對整個交通線路車輛的多少實(shí)時調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路的分流也十分必要。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動脈，象征著一個城市的工業(yè)文明水平。交通關(guān)系著人們對于財產(chǎn)，安全和時間相關(guān)的利益。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對資源物流和人們出行都是十分有價值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時到位，甚至是生命通道的延伸。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展1.3.1國內(nèi)外交通控制技術(shù)當(dāng)前世界各國廣泛使用的最具代表性卻有實(shí)施的城市道路交通信號控制系統(tǒng)有英國的transyt與scoots交通控制系統(tǒng)和澳大利亞的scats系統(tǒng)。在信號機(jī)的發(fā)展

27、歷程中，自適應(yīng)理論一直受到各研究機(jī)構(gòu)的歡迎，比如上面所述的scoots和scats系統(tǒng)。最近幾年，國外仍偏向于引進(jìn)自適應(yīng)理論來對交通信號控制系統(tǒng)進(jìn)行研制，特別是美國有十幾個大學(xué)或研制機(jī)構(gòu)正在研制自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng)，具有代表性的有美國亞利桑那大學(xué)研制的rhodes。我國交通領(lǐng)域的發(fā)展起步較晚，基本是從新中國建國之后，隨著各方面的條件的成熟以及社會發(fā)展的要求，才建立及健全交通控制系統(tǒng)的。城市交通是一個高度綜合而又復(fù)雜的問題，必須從政策，機(jī)構(gòu)，體制，管理，收費(fèi)價格，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和投資各個方面同時入手解決。我國城市經(jīng)濟(jì)和社會的高速發(fā)展使得社會對交通的需求急劇增加。也對此提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，一句城市發(fā)

28、展的規(guī)劃，建設(shè)以及運(yùn)行原照，在廣泛借鑒和吸取國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立并完善適合我國國情的城市交通系統(tǒng)1.3.2交通控制存在的問題我國城市交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀和存在的問題，借鑒國外城市交通管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)建立城市交通管理體制的重要性，提出加強(qiáng)城市交通研究的交通規(guī)劃，建立穩(wěn)定的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的資金出道，實(shí)行公交優(yōu)先政策，建立先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)等對策。隨著城市機(jī)動車增長速度的加快。1994年臥軌城市機(jī)動車保有量已接近500完輛。20世紀(jì)90年代以來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展加快，從1985年到1995年，機(jī)動車增長率達(dá)13%左右，近幾年更是增多。然而，在此同時，城市道路建設(shè)規(guī)模也在加大，我國城市普遍存在道路密度

29、，道路面積率偏低的問題，這是我國城市喲其是大城市有機(jī)的一個重要原因。我國城市道路的密度只有6.8km每平方千米，而在20世紀(jì)80年代，世界發(fā)達(dá)國家就已到達(dá)20km每平方千米。20世紀(jì)90年代，我國部分城市道路面積率，北京為5.9%，上海為6.4%，而國外東京為13.8%，巴黎為25%，普遍高于我國。近幾年，國家雖不斷加大城市道路建設(shè)的力度，但仍趕不上車輛的增長速度，且與世界其他國家相比，差距仍很大。出租車以及公交的發(fā)展運(yùn)營情況并不盡如人意，雖然車輛和線路長度增長，但運(yùn)營速度成了瓶頸，新增的運(yùn)力被運(yùn)輸效率低下所抵消。交通管理方面水平還欠發(fā)展，隨著交通需求越來越旺盛，而我國城市中小交通管理和交通安

30、全的現(xiàn)代化設(shè)施卻做得不足。在車輛，道路和交通管理系統(tǒng)，城市交通信號控制系統(tǒng)，城市交通管制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，信息 采集和信息提供技術(shù)等方面都與發(fā)達(dá)國家有很大差距。近幾年，雖然有部分城市研究和引進(jìn)一些國外先進(jìn)的交通信號管理系統(tǒng)，但是由于交通管理設(shè)施不足等原因，我國交通事故率居高不下。城市車流行駛速度逐年下降，目前不少城市交通運(yùn)量年年增長，但運(yùn)輸速度普遍下降，這都源于交通通行不佳。1.4單片機(jī)交通控制系統(tǒng)主要研究的內(nèi)容基于整個交通控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，本設(shè)計主要進(jìn)行如下方面的研究：用智能，集成，且功能強(qiáng)大的單片機(jī)芯片為控制中心，設(shè)計出一套十字路口的交通控制系統(tǒng)，以指揮該路口的實(shí)時通行狀態(tài)。本設(shè)計主要

31、做了如下幾方面的工作：一是確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，在這里，本設(shè)計除了有信號燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計時顯示提示，基于實(shí)際情況，又要求了對車流量檢測及自調(diào)整模擬功能，違規(guī)檢測及處理，緊急狀況處理和鍵盤可設(shè)置等強(qiáng)大功能。 二是進(jìn)行智能傳感器的硬件電路，顯示電路等的設(shè)計對各器件的選擇及連接，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。三是進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)匯編語言編寫，對單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時器，中斷以及延時原理，總體上完成了軟件的編寫。2 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計2

32、.1單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時刻只有一個方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時間，經(jīng)過短暫的過渡時間，將通行禁行方向?qū)Q。其具體狀態(tài)如下圖所示。說明：黑色表示亮，白色表示滅。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開始變換，直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀態(tài)1，周而復(fù)始，即如圖2.1所示：圖2.1 交通狀態(tài) 通過具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個狀態(tài)歸納如下：東西方向紅燈滅，同時綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時20秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。東西方向綠燈滅，同時黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計時2秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等

33、待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時20秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。南北方向綠燈滅，同時黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計時2秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：狀態(tài)1狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)6東西向禁行等待變換通行等待變換南北向通行等待變換禁行等待變換東西紅燈1100東西黃燈0001東西綠燈0010南北紅燈0011南北綠燈1000南北黃燈0100表2.1 交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)東西南北四個路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個，在任一個路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃

34、燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表2.1所示。說明：0表示滅，1表示亮。2.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進(jìn)行倒計時顯示，車流量檢測及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。（1）倒計時顯示倒計時顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計時顯示的信號控制方式，并且認(rèn)為有倒計時顯示的路口更安全。倒計時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變的關(guān)鍵時刻做出復(fù)雜判斷的1種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時間，幫助駕駛員在“停止”和“通過”兩者

35、間作出合適的選擇 。（2）車流量檢測及調(diào)整隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市人口和機(jī)動車擁有量在急劇增長，交通流量日益加大，交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通事故時有發(fā)生。車輛檢測器作為智能交通系統(tǒng)的基本組成部分，在智能交通系統(tǒng)中占有重要的地位?，F(xiàn)階段，車輛檢測器檢測方式有很多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如紅外線檢測器、地磁檢測器、機(jī)械壓電檢測器，磁頻檢測器、波頻檢測器、視頻檢測器等。一般車流量檢測器采用傳感器+單片機(jī)+外圍器件來實(shí)現(xiàn)。 而且，目前國內(nèi)使用的紅綠燈都是固定的紅綠燈時間，并自動切換。紅燈時間和綠燈時間，是根據(jù)道口東西向和南北向的車流量，利用統(tǒng)計方法確定的。交通警察不斷觀察十字路口的兩個方向，根據(jù)車

36、輛密度和流速決定是否切換紅綠燈，以保證最佳的道路交通控制狀態(tài)。（3）時間手動設(shè)置 除系統(tǒng)根據(jù)車流量自動控制調(diào)整，也可以通過鍵盤進(jìn)行手動設(shè)置，增加了人為的可控性，避免自動故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈。鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)接口，一般情況下有獨(dú)立式和行列式兩種。前者軟件編寫簡單，但在按鍵數(shù)量較多時特別浪費(fèi)i0口資源，一般用于按鍵數(shù)量少的系統(tǒng)。后者適用于按鍵數(shù)量較多的場合，但是在單片機(jī)i0 口資源相對較少而需要較多按鍵時，此方法仍不能滿足設(shè)計要求。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且i0口足夠，可直接采用獨(dú)立式。（4）緊急處理 交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救

37、護(hù)車等急行車通過等，我們都必須盡量允許其暢通無阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭的，時時刻刻關(guān)系著公共財產(chǎn)安全，個人生死攸關(guān)等。由此在交通控制中增設(shè)禁停按鍵，就可達(dá)到想此目的。（5）違規(guī)檢測 交通規(guī)則必須人人遵守，但是違反規(guī)則，如闖紅燈等，也時有發(fā)生，交警等交通管理人員雖然可以進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管，但是耗費(fèi)精力，在路口設(shè)置檢測傳感器就可以進(jìn)行自動的警報提示。2.3單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理單片機(jī)設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入led數(shù)碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了違規(guī)檢測電路和車流量檢測電路為單

38、片機(jī)采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)對此進(jìn)行具體處理，及時調(diào)整控制指揮，為了超越視覺指揮的局限性，同時接上蜂鳴器，在聽覺上加強(qiáng)了指揮提醒作用。圖2.2 系統(tǒng)的總體框圖據(jù)此，本設(shè)計系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測模塊，違規(guī)檢測模塊，和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊，led倒計時模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。鍵盤設(shè)置模塊對系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時間設(shè)置的信號，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時將時間數(shù)據(jù)倒計時輸入到led數(shù)碼管上實(shí)時顯示。在此過程中還要實(shí)時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達(dá)到對異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制的目的。急停按鍵和違規(guī)檢測隨時調(diào)

39、用中斷。在模式選擇上，若為自動模式，將不斷調(diào)用車流量檢測模塊對車流量進(jìn)行檢測統(tǒng)計，到達(dá)一定時間將修正通行時間一滿足不同路況的需要。3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實(shí)現(xiàn)本設(shè)計要求的具體功能，可以選用at89c52單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8個led東西南北各兩個構(gòu)成倒計時顯示模塊，車流量檢測傳感器采集流量數(shù)據(jù)，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號，若干按鍵組成時間設(shè)置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用1個蜂鳴器進(jìn)行報警。3.1.1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，組成一個集車流量采集、處理、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系

40、統(tǒng)硬件電路由車流量檢測電路、單片機(jī)、違規(guī)檢測電路，狀態(tài)燈，led顯示，按鍵，蜂鳴器組成。其具體的硬件電路總圖如圖3.1所示。其中p0，p1，用于送顯兩片led數(shù)碼管，p2用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，xtal1和xtal2接入晶振時鐘電路，rest引腳接上復(fù)位電路，p3.2即int1接違規(guī)檢測電路和緊停東西時間設(shè)置鍵j，p3.3即int1接車流量檢測電路，p3.6接南北時間設(shè)置鍵s，p3.7接自動模式選擇返回鍵f，p3.4接蜂鳴器。3.1.2系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復(fù)位之后，系統(tǒng)等待模式選擇設(shè)置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時間自動和紅綠燈時間設(shè)置。若此時f鍵按下，則設(shè)置為自動模式，若此時按下的是s

41、鍵，則設(shè)置為時間設(shè)置模式，依次按s若干次，j鍵若干次可設(shè)置好兩個方向的紅綠燈時間，再按f鍵確認(rèn)。其實(shí)這個過程就是將存儲時間值的寄存器進(jìn)行設(shè)置，以及標(biāo)志是否要進(jìn)行車流量檢測及調(diào)整。接下來，系統(tǒng)必須先顯示狀態(tài)燈及l(fā)ed數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯p2口，將要顯示的時間值的個位和十位分別送顯p0和p1口，在此同時以50ms為周期，用軟件方法計時1秒，到達(dá)1s就要將時間值減1，刷新led數(shù)碼管。時間到達(dá)一個狀態(tài)所要全部時間，則要進(jìn)行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時間值，當(dāng)然，還要開啟兩個外部中斷，其一為違規(guī)信號或禁停信號輸入，一旦信號有效，中斷開始，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，開啟蜂鳴器禁止全部

42、通行，當(dāng)按下f鍵，中斷結(jié)束返回。其二為車流量檢測信號輸入，若檢測到車輛經(jīng)過，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲車流量的寄存器加1，然后中斷結(jié)束返回。每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動模式，則須將檢測到的車流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個方向的交通輕重緩急狀況，再調(diào)整下次狀態(tài)循環(huán)的紅綠燈時間，以達(dá)到自動控制的目的。圖3.13.2單片機(jī)的選擇3.2.1單片機(jī)的概述單片微型計算機(jī)簡稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計算機(jī)。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時器/計數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)，因此，適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智

43、能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。正是由于這一原因，國際上逐漸采用微控制器(mcu)代替單片微型計算機(jī)(scm)這一名稱?！拔⒖刂破鳌备芊从硢纹瑱C(jī)的本質(zhì)，但是由于單片機(jī)這個名稱已經(jīng)為國內(nèi)大多數(shù)人所接受，所以仍沿用“單片機(jī)”這一名稱。單片機(jī)的主要特點(diǎn)有：1)具有優(yōu)異的性能價格比。2)集成度高、體積小、可靠性高。3)控制功能強(qiáng)。4)低電壓，低功耗。3.2.2 at89c52芯片的主要性能芯片at89c52是atmel公司生產(chǎn)的帶2k字節(jié)快閃存儲器的8位單片機(jī)。它具有如下的一些特性：指令和89c51產(chǎn)品兼容 內(nèi)含2k字節(jié)可重復(fù)編程快閃存儲器耐久性1,000寫/擦除周期 2.7v6v的工作電壓范圍全靜

44、態(tài)操作0hz24mhz 二級程序存儲器加鎖內(nèi)含128*8位內(nèi)部ram 15根可編程i/0引線2個16位的計數(shù)器/定時器 6個中斷源帶有可編程串行通訊口 可直接驅(qū)動led輸出片內(nèi)模擬電壓比較器 低功耗空載和掉電方式另外,該單片機(jī)還具有體積小,價格低等特點(diǎn)。3.2.3 at89c52芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖at89c52是一帶有2k字節(jié)快閃可編程可擦除存儲體(eeprom)的低電壓、高性能8位cmos微型計算機(jī)。它采用atmel的高密非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)mcs51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的cpl1和快閃存儲器，atmel公司生產(chǎn)的at89c52是一強(qiáng)勁的微型計算機(jī)，它對許

45、多嵌入式控制的應(yīng)用，提供了一種高度靈活和成本低的解決辦法。圖3.2為at89c52的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。圖3.2at89c2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2.4 at89c52芯片最小系統(tǒng)一個最簡單的單片機(jī)系統(tǒng)包括晶振、復(fù)位、電源、系統(tǒng)的輸入控制、輸出顯示，以及其他外圍模塊(如通信、數(shù)據(jù)采集等)。（1）時鐘電路首先介紹一下單片機(jī)的晶振電路，即時鐘電路。單片機(jī)的工作流程，就是在系統(tǒng)時鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。單片機(jī)的時鐘電路由外接的一只晶振和兩只起振電容，以及單片機(jī)內(nèi)部的時鐘電路組成，晶振的頻率越高，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度越快，系統(tǒng)功耗也會相應(yīng)增加，穩(wěn)定性也會下降。單片機(jī)系統(tǒng)常用的晶振頻率有6mh

46、z、110592mhz、12mhz、本系統(tǒng)采用110592mhz晶振，電容選22pf或30pf均可。（2）復(fù)位電路系統(tǒng)剛上電時，單片機(jī)內(nèi)部的程序還沒有開始執(zhí)行，需要一段準(zhǔn)備時間，也就是復(fù)位時間。一個穩(wěn)定的單片機(jī)系統(tǒng)必須設(shè)計復(fù)位電路。當(dāng)程序跑飛或死機(jī)時，也需要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路有很多種，有上電復(fù)位，手動復(fù)位等。 （3）ea腳的功能及接法單片機(jī)的ea腳控制程序從內(nèi)部存儲器還是從外部存儲器讀取程序。由于現(xiàn)在單片機(jī)內(nèi)部的flash容量都很大，因此基本都是從內(nèi)部的存儲器讀取程序，即不需要外接rom來存儲程序，因此，ea腳必須接高電平。本設(shè)計中復(fù)位方式采用上電按鍵手動復(fù)位方式，時鐘采用內(nèi)部時鐘。如下圖

47、3.3所示。圖3.3 本系統(tǒng)復(fù)位與時鐘方式3.3其它硬件介紹及連接3.3.1車流量檢測電路及模擬為了達(dá)到對紅綠燈的時間控制，需要對道路上的車流量進(jìn)行檢測。當(dāng)前比較流行的車流量檢測器件，是一種自感式的車輛傳感器。其工作原理是當(dāng)車輛經(jīng)過傳感器時，引起其自感的變化，考慮到單片機(jī)系統(tǒng)的便利性，本次設(shè)計用一種手動的操作方式，即車流量的檢測電路用撥斷開關(guān)代替。其基本思路為：當(dāng)車流量大時，有撥斷開關(guān)送出一個高電平。另外，再單片機(jī)和坡度按開關(guān)之間加了光電隔離。下面叫簡紹光電隔離，以tlp550為例。tlp550是日本東芝公司生產(chǎn)的一款光耦，該光耦沒有和基極連接，適合與再噪聲比較大的環(huán)境中應(yīng)用。tlp550的工

48、作原理如下：當(dāng)2.3叫的電壓為正，且能時發(fā)光二極管正常發(fā)光時，控制的發(fā)光二極管發(fā)光，使得輸出端的光敏二極管導(dǎo)通。這樣輸出端的基極相當(dāng)于與8引腳連接，其電平為高，使得三極管導(dǎo)通，及5.6兩個引腳導(dǎo)通。由于5引腳接地，這樣輸出端6叫就為低電平。再實(shí)際使用中，6.8引腳通常會連接一個電阻。這樣當(dāng)2.3引腳的電壓不足使發(fā)光二級光發(fā)光時，輸出端三極管就不到同，就相當(dāng)于輸出端6引腳通過一個電阻接到了8腳上。相對于后面的連接電路來書，其為高電平。這樣就可以通過控制2.3引腳之間的電壓，來控制輸出6引腳的電平，達(dá)到電壓耦合的隔離的作用。車流量檢測電路如下圖3.4所示。圖3.4 車流量檢測電路基于光電隔離的作用

49、，再加上撥斷開關(guān)和led，為了避免干擾信號，可以加入光電耦合器。如圖所示，當(dāng)開關(guān)狀態(tài)如圖所示時，led點(diǎn)亮，同時低電平被單片機(jī)捕獲。當(dāng)開關(guān)撥下時led熄滅，同時高點(diǎn)平被單片機(jī)捕獲，這樣單片機(jī)通過捕獲的電平狀態(tài)做出相應(yīng)的控制，與led的狀態(tài)即車流量的狀態(tài)互相配合協(xié)調(diào)。3.3.2違規(guī)檢測電路及模擬在紅燈和黃燈期間，車輛是禁行的，為了對那些違反規(guī)則的車輛進(jìn)行檢測，可使用超聲波車輛傳感器。但是，用于受到條件的限制，本系統(tǒng)設(shè)計中只是使用了普通光敏二極管。圖3.5 違規(guī)檢測電路其基本設(shè)計思想是：將光敏二極管放在停車線上，當(dāng)車輛行駛過將光敏二極管遮住，這樣，光敏二極管就不導(dǎo)通，單片機(jī)檢測到這一信號執(zhí)行警報操

50、作。違規(guī)檢測電路如下圖3.5所示。但是除了使用光敏二極管，還需使用三極管，三極管的型號是9031.由于普通光敏二極管的開關(guān)特性不太好，所以設(shè)計在電路中加入了三極管作為開關(guān)。由于普通光敏二極管在導(dǎo)通的情況下的電阻都能達(dá)到0.5-1k，所以在設(shè)計中將光敏二極管直接連到了電源上。同時三極管還可以起到一定的隔直作用。當(dāng)光敏二極管關(guān)閉時，三極管的基極為低電平，基極與發(fā)射基之間的電壓為零，三極管關(guān)斷，檢測口的電壓為高電平。同理，當(dāng)光敏二極管導(dǎo)通時，三極管的基極電壓為高，基極與發(fā)射極之間的電平為高，三極管導(dǎo)通，檢測口的電壓為低電平?；诖司涂梢詸z測是否有違規(guī)車輛了。3.3.3八段led數(shù)碼管led顯示屏作為

51、大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。led數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。以八段共陽管為例，它有8個發(fā)光二極管(比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示sp，即點(diǎn))，每個發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖3.6所示。這樣，一個led數(shù)碼管就有i根位選線和8根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，本文主要討論共陽八段led數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。圖3.6 led數(shù)碼管led 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示

52、為，采用共陽極連接驅(qū)動代碼，代碼表如下表3.1所示。顯示數(shù)值dp,g,f,e,d,c,b,a驅(qū)動代碼011010000c0h111111001f9h210100100a4h310110000b0h41001100199h51001001092h61000001082h711111000f8h81000000080h91001000090h表3.1 驅(qū)動代碼表相應(yīng)在程序軟件上，可以通過調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過特定計算算出需要顯示的個位和十位，然后有dptr調(diào)取ledmap的代碼。led8段數(shù)碼管的設(shè)置為每個方位上的一對2為顯示器。四個方位上總共用8個led接在單片機(jī)的io口上。雖然路口不一樣，但是

53、顯示的時間在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的io口是對稱的。如圖3.7所示，其中a，b分別是p0，p1的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。圖3.7 led連接圖3.3.4其它器件（1）發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如下圖3.8所示。圖3.8 信號燈的連接（2）蜂鳴器本設(shè)計采用一般蜂鳴器，蜂鳴器使用pnp三極管進(jìn)行驅(qū)動控制，當(dāng)p1.0引腳輸出為低電平，pnp導(dǎo)通，蜂鳴器蜂鳴；當(dāng)p0.1引腳輸出高電平時，pnp截止，蜂鳴器停止蜂鳴。如下圖3.9所示圖3.9 蜂鳴器連接（3）按鍵控制本設(shè)計設(shè)置了有3個鍵：s鍵p3.2，j鍵p3.2，f鍵p3.7。每個按鍵一端接地，另一端接上拉電阻。低電平有效，當(dāng)按鍵按下端口接地，單片機(jī)捕獲到低電平，從而知道相應(yīng)的輸入信息。如下圖3.10所示圖3.9 按鍵示意圖4 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計4.1程序主體設(shè)計流程全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，led顯示程序，消抖動延時程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊?；蜻`規(guī)判斷程序，中斷服務(wù)子程序，車流量計數(shù)程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等。整個軟件程序方面主要分兩大部分：按鍵處理程序和50ms掃描程序。流程圖如圖4.1所示。