基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).

1、無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)是采用at89c51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈的智能控制，采用led數(shù)碼管顯示通行或禁行的倒計(jì)時(shí)時(shí)間。根據(jù)交通燈控制系統(tǒng)的要求，設(shè)定四種緊急突發(fā)狀況，如加長(zhǎng)東西南北方向的通行時(shí)間，四個(gè)方向均禁行，東西方向保持通行南北方向禁行，南北方向保持通行東西方向禁行等。關(guān)鍵詞：at89c51；led數(shù)碼管；交通燈the design of intelligent traffic light control system based on mcuabstract: this design is the use

2、 of at89c51 microcontroller to realize intelligent control the traffic lights, and uses led digital tube to display the countdown time pass or cut the line. according to the traffic light control system requirements, setup four kinds of emergenc

3、y situations, such as the direction of the passage time lengthened the four corners of the world, four directions are forbidden, east-west direction to keep traffic south direction of the cut line, the north south direction to keep

4、0;traffic direction cut line etc.keywords: at89c51, led digital tube, traffic lights目錄第一章 緒論31.1 交通燈控制系統(tǒng)的背景及意義31.2國(guó)內(nèi)交通燈控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀51.3交通燈控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)51.4本次設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容6第二章 交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)82.1設(shè)計(jì)任務(wù)82.2方案介紹8第三章 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)103.1控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成及原理103.2單片機(jī)103.2.1時(shí)鐘電路113.2.2復(fù)位電路133.3按鍵電路143.4交通燈

5、電路173.5數(shù)碼管顯示電路18第四章 交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)204.1 程序設(shè)計(jì)204.2 主程序204.3按鍵掃描子程序模塊214.4定時(shí)器中斷處理程序模塊22第五章 結(jié)論與體會(huì)26第一章 緒論1.1 交通燈控制系統(tǒng)的背景及意義隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，道路交通堵塞問(wèn)題日趨嚴(yán)重，如何對(duì)交通進(jìn)行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車現(xiàn)象，成為目前我國(guó)很多地方尤其是特大城市急需解決的問(wèn)題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進(jìn)行了討論，分析了各種方案的性價(jià)比，并用軟、硬件加以實(shí)現(xiàn)。而后對(duì) “十字交叉路口交通燈控制”進(jìn)行了分析。最后，還對(duì)城市交通燈網(wǎng)的控

6、制進(jìn)行了展望。希望能給有關(guān)政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通?，F(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴(kuò)寬，人行橫道相對(duì)較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過(guò)馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。 早期的交通信號(hào)燈使用“固定配時(shí)”方式實(shí)行自動(dòng)控制，這種方式對(duì)于早期交通流量不大的情況曾起過(guò)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(shí)”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時(shí)段多方案的信號(hào)控制器開(kāi)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。 

7、 計(jì)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(gè)城市或者更大地域，而非簡(jiǎn)單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國(guó)科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通信號(hào)機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號(hào)燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計(jì)算機(jī)控制信號(hào)燈的實(shí)用化，建立了一套由ibm650型計(jì)算機(jī)控制的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)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(shuō)，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了手動(dòng)到自動(dòng)，從固定配時(shí)到靈活配時(shí)，從無(wú)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)

8、絡(luò)控制的長(zhǎng)遠(yuǎn)過(guò)程。中國(guó)要發(fā)展，交通事業(yè)決不能停步不前。所以我國(guó)交通管制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)以人性化、智能化為目的，做出相應(yīng)的改善。本論文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)單片機(jī)控制的交通信號(hào)燈模型作了較詳盡的介紹。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用單片機(jī)at89c51為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)的意義在于通過(guò)對(duì)具體的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握微機(jī)

9、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和處理問(wèn)題的思路，特別是一些常用的技術(shù)手段。在實(shí)踐設(shè)計(jì)過(guò)程中，積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓思維空間，全面提高個(gè)人的綜合能力。1.2國(guó)內(nèi)交通燈控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 我國(guó)城市交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，借鑒國(guó)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(duì)策。 隨著城市機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)速度的加快。1994年臥軌城市機(jī)動(dòng)車保有量已接近500完輛。20世紀(jì)90年代以來(lái)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展加快，從1985年到1995年，機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)率達(dá)13%左右，近幾年更是增多。 然而，在此同

10、時(shí)，城市道路建設(shè)規(guī)模也在加大，我國(guó)城市普遍存在道路密度，道路面積率偏低的問(wèn)題，這是我國(guó)城市喲其是大城市有機(jī)的一個(gè)重要原因。我國(guó)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(guó)家就已到達(dá)20km每平方千米。20世紀(jì)90年代，我國(guó)部分城市道路面積率，北京為5.9%，上海為6.4%，而國(guó)外東京為13.8%，巴黎為25%，普遍高于我國(guó)。近幾年，國(guó)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(zhǎng)速度，且與世界其他國(guó)家相比，差距仍很大。出租車以及公交的發(fā)展運(yùn)營(yíng)情況并不盡如人意，雖然車輛和線路長(zhǎng)度增長(zhǎng)，但運(yùn)營(yíng)速度成了瓶頸，新增的運(yùn)力被運(yùn)輸效率低下所抵消。 1.3交通燈控

11、制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn) 道路交通控制的目的可定義為：在確定的行政規(guī)定約束下，采用合適的營(yíng)運(yùn)方法來(lái)確保公共和私人運(yùn)輸方式具有最佳的交通運(yùn)行狀態(tài)。圍繞這一目的研制出的道路交通控制系統(tǒng)，把受控對(duì)象看成一個(gè)整體，采用對(duì)交通流科學(xué)地時(shí)間分割的方法，最大限度地保證交通流運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性，使受控區(qū)域的交通流減少?zèng)_突，同時(shí)平穩(wěn)地、有規(guī)則地運(yùn)動(dòng)。道路交通控制的作用主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）改善交通秩序，增加交通安全。（2）減少交通延誤，提高經(jīng)濟(jì)效益。    （3）降低污染程度，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 （4）節(jié)省能源和土地消耗。1.4本次設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容 基于整個(gè)交通控制系統(tǒng)的發(fā)

12、展情況，本設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)通行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)主要做了如下幾方面的工作：  一、確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，在這里，本設(shè)計(jì)除了有信號(hào)燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計(jì)時(shí)顯示提示，緊急狀況處理和鍵盤可設(shè)置等強(qiáng)大功能。 二、硬件電路的設(shè)計(jì)和對(duì)各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊的基本功能要求。三、進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于本系統(tǒng)，程序采用c語(yǔ)言編寫，因?yàn)閏語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，還有著豐富的數(shù)據(jù)類型。

13、與和匯編語(yǔ)言相比，c語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng)；具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。對(duì)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(shí)器，中斷以及延時(shí)原理，總體上完成了軟件的編寫。本課題是基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使其能模仿城市十字路口交通燈的功能，并能滿足特殊的控制要求。第二章 交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)一、控制東西南北方向的紅黃綠燈正常工作：東西和南北方向分時(shí)通行和禁行，通行時(shí)間均為30s或60s（可以進(jìn)行控制轉(zhuǎn)換）；通行方向亮綠燈30s或60s后，通行方向黃燈閃爍3秒（每秒閃一次），禁行方向亮紅燈。 二、led顯示剩余時(shí)間：四個(gè)方向均采用led數(shù)碼管顯示通行或禁行

14、的剩余時(shí)間。三、緊急狀態(tài)的設(shè)計(jì) 在交通狀況出現(xiàn)以下四種特殊情況時(shí)，可以通過(guò)按鍵操作進(jìn)入特殊情況執(zhí)行任務(wù)： （1）加長(zhǎng)東西南北方向的通行時(shí)間；（2）四個(gè)方向均禁行；（3）東西方向保持通行南北方向禁行；（4）南北方向保持通行東西方向禁行。當(dāng)特殊情況結(jié)束時(shí)，按鍵操作進(jìn)入正常狀態(tài)。2.2方案介紹 本設(shè)計(jì)以89c51單片機(jī)為核心處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬十字路口交通燈的控制。在實(shí)驗(yàn)中交通燈用12個(gè)紅、黃、綠單色led燈模擬。用單片機(jī)直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，而接入led數(shù)碼管就可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了緊急狀態(tài)下的運(yùn)行。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單

15、片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由獨(dú)立式鍵盤模塊、復(fù)位電路模塊、晶振電路模塊產(chǎn)生輸入，led信號(hào)燈狀態(tài)模塊，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)模塊接受輸出。鍵盤設(shè)置模塊對(duì)系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時(shí)間設(shè)置的信號(hào)，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(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到led數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過(guò)程中還要實(shí)時(shí)緊急按鍵信號(hào)，以達(dá)到對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的目的。第三章 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成及原理 本設(shè)計(jì)硬件模塊主要采用以下基本模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)、按鍵輸入模塊、數(shù)碼管顯示模塊、交通燈控制模塊。 本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)原理是由按鍵輸入指令信息，通過(guò)單片機(jī)控制數(shù)碼管的顯示以及交通

16、燈的狀態(tài)變化。3.2單片機(jī)單片機(jī)是一種集成電路芯片，采集超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微型處理器,隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）、只讀程序存儲(chǔ)器（rom）、輸入/輸出電路（i/o）,可能還包括定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口（sci）、顯示驅(qū)動(dòng)電路（lcd或led驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路（pwm）、模擬多路轉(zhuǎn)化器及a/d轉(zhuǎn)化器等電路集成到一片芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小而又完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效的完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。本次設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)是at89c51單片機(jī)，其引腳圖如圖3-1所示。圖3-1 at89c51單片機(jī)

17、引腳圖單片機(jī)的工作就是執(zhí)行用戶程序、指揮各部分硬件完成既定任務(wù)。除了單片機(jī)外，單片機(jī)能夠工作的最小電路還包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，通常稱為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路。3.2.1時(shí)鐘電路在mcs51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為xtal1，輸出端為xtal2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本次設(shè)計(jì)采用的時(shí)鐘電路圖如圖3-2所示。圖3-2單片機(jī)時(shí)鐘電路在內(nèi)部方式時(shí)鐘電路中，必須在xtal1和xtal2引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容構(gòu)成振蕩電路，通常c1和c2一般取30

18、pf，晶振的頻率取值在1.2mhz12mhz之間。對(duì)于外接時(shí)鐘電路，要求xtal1接地，xtal2腳接外部時(shí)鐘，對(duì)于外部時(shí)鐘信號(hào)并無(wú)特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率低于12mhz即可。晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從xtal2端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，它將該振蕩信號(hào)二分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)p1和p2供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為狀態(tài)時(shí)間s，它是振蕩周期的2倍，p1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期p2信號(hào)有效。cpu就是以兩相時(shí)鐘p1和p2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。3.2.2復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕

19、電腦內(nèi)部的程序從頭開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開(kāi)始執(zhí)行。 單片機(jī)復(fù)位電路如下圖3-3所示。圖3-3單片機(jī)復(fù)位電路51單片機(jī)要復(fù)位只需要在第9引腳接個(gè)高電平持續(xù)2us就可以實(shí)現(xiàn)。 在單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會(huì)復(fù)位。所以可以通過(guò)按鍵的斷開(kāi)和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。 在電路圖中，電容的大小是22uf，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5v，所以充電到0.7倍即為3

20、.5v），需要的時(shí)間是10k*22uf=0.22s。 復(fù)位電路的原理是單片機(jī)rst引腳接收到2us以上的電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于2us，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。 按鍵按下系統(tǒng)復(fù)位，是電容處于一個(gè)短路電路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起的。3.3按鍵電路單片機(jī)組成的小系統(tǒng)中，有的需要人機(jī)交互功能，按鍵是最常見(jiàn)的輸入方式。最常見(jiàn)的按鍵電路大致有，一對(duì)一的直接連接（如圖3-4）和動(dòng)態(tài)掃描的矩陣式連接（如圖3-5）兩種。圖3-4獨(dú)立按鍵電路左右兩個(gè)電路作用一樣，區(qū)別是左邊cpu的輸入端常態(tài)為高電位，按下按鍵時(shí)為低電位；右邊的常態(tài)為低電

21、位，按下按鍵是高電位。 這樣的電路簡(jiǎn)單直接，一個(gè)按鍵獨(dú)占一個(gè)端口，在按鍵數(shù)量較少端口數(shù)量富裕時(shí)可以直接使用。很多場(chǎng)合需要的按鍵數(shù)比較多，要盡量少地占用端口就必須使用矩陣式的按鍵鏈接。圖3-5矩陣按鍵電路圖中將按鍵按行列矩陣的方式排列，其中的每一行公用一根行線，每一列公用一根列線。以此圖為例，16個(gè)按鍵，按一對(duì)一方式連接的話需要16個(gè)端口，而按這樣的矩陣方式鏈接只需要8個(gè)端口， 本次設(shè)計(jì)因?yàn)槭褂玫陌存I個(gè)數(shù)不多，所以采用的按鍵電路是獨(dú)立按鍵電路如圖3-6。圖3-6 按鍵電路當(dāng)單片機(jī)i/o口p3.0為低電平時(shí)，s1鍵按下；p3.1為低電平時(shí)，s2鍵按下；p3.2為低電平時(shí)，s3鍵

22、按下；p3.3為低電平時(shí)，s4鍵按下；p1.6為低電平時(shí)，s5鍵按下。其功能介紹見(jiàn)下表3-7所示。表3-7 按鍵功能表按鍵功能s1加長(zhǎng)東西南北方向的通行時(shí)間s2四個(gè)方向均禁行s3東西方向保持通行南北方向禁行s4南北方向保持通行東西方向禁行s5開(kāi)始按鍵3.4交通燈電路本次設(shè)計(jì)采用的是使用紅、綠、黃發(fā)光二極管模擬交通燈信號(hào)燈。具體電路圖如圖3-8所示。圖3-8交通燈顯示電路本設(shè)計(jì)中信號(hào)指示系統(tǒng)采用led燈指示電路，用紅、綠、黃兩組led燈分分別顯示控制東西和南北方向的通行指示情況。指示電路用共陽(yáng)極方式連接，將所有l(wèi)ed燈正極連接在一起并與電源相連接，故而當(dāng)at89s52的p1口輸出為低電平才有效。

23、指示電路與單片機(jī)的聯(lián)接時(shí)采用并行輸出方式，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由單片機(jī)的6位i/o口控制。 在交通中，當(dāng)東西方向綠燈亮的時(shí)候，南北方向的紅燈則必須同時(shí)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)最后5秒綠燈滅的同時(shí)東西方向黃燈閃亮作為提示，南北方向的紅燈依舊亮。相反，當(dāng)南北方向的綠燈亮的時(shí)候，東西方向的紅燈必須點(diǎn)亮，然后是南北方向的黃燈閃亮和東西方向上的紅燈亮。這樣的過(guò)程無(wú)限循環(huán)下去便可實(shí)現(xiàn)道路交通的有序控制。該指示電路清晰直觀，可使道路通行井然有序。3.5數(shù)碼管顯示電路本次設(shè)計(jì)使用的led數(shù)碼管顯示電路。led是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種常見(jiàn)的輸出設(shè)備，通常使用的是七段顯示。這種顯示塊有共陰極與共陽(yáng)極兩種。本次

24、設(shè)計(jì)采用的是雙位共陰極數(shù)碼管，其實(shí)物圖和管腳圖如圖3-10,3-9所示。圖3-9 led數(shù)碼管引腳定義 圖3-10 led數(shù)碼管實(shí)物圖它由8個(gè)發(fā)光二極管（7段和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）構(gòu)成，可用來(lái)顯示09，a、b、c、d、e、f、g(小數(shù)點(diǎn))。在數(shù)碼管中，若把各二極管的陰極連在一起稱為共陰極數(shù)碼管；若把各二極管的陰極連接在一起稱為共陰極數(shù)碼管；若把各二極管的陽(yáng)極連接在一起，則稱為共陽(yáng)極數(shù)碼管。在本次設(shè)計(jì)中，取單片機(jī)的p0口連接到數(shù)碼管中的8個(gè)發(fā)光二極管，雙位數(shù)碼管的十位顯示連接到p2.0口，個(gè)位顯示連接到p2.1口。數(shù)碼管顯示采用的是動(dòng)態(tài)顯示，由于十位和個(gè)位交替顯示的時(shí)間很短，人的肉眼感覺(jué)不到數(shù)碼管的十位

25、和個(gè)位是在交替顯示。當(dāng)p0口為低電平且p2.0為高電平，p2.1為低電平時(shí)，數(shù)碼管十位顯示數(shù)字，個(gè)位不顯示；當(dāng)p0口為低電平且p2.1為高電平，p2.0為低電平時(shí)，數(shù)碼管個(gè)位顯示數(shù)字，十位不顯示。具體的硬件圖如圖3-11所示。圖3-11數(shù)碼管顯示電路第四章 交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行操作都是在軟件的協(xié)調(diào)指揮下進(jìn)行的。用于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。本控制系統(tǒng)的軟件的編寫主要采用c語(yǔ)言編寫。因?yàn)閏語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，還有著豐富的數(shù)據(jù)類型。與和匯編語(yǔ)言相比，c語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng)；具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力

26、。4.1 程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，即整個(gè)系統(tǒng)的程序軟件由多個(gè)獨(dú)立的子程序模塊組成。按功能劃分模塊，整個(gè)軟件系統(tǒng)可分為三個(gè)大模塊，即主程序模塊、按鍵掃描子程序模塊和定時(shí)器中斷處理子程序模塊。每個(gè)模塊都具有一定的功能，每個(gè)模塊又可分為多個(gè)子模塊，既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，低級(jí)模塊可以被高級(jí)模塊調(diào)用。4.2 主程序首先開(kāi)始執(zhí)行設(shè)定好的顯示模式，并且將設(shè)定好的碼值送到數(shù)碼管顯示，其后，判斷是否到了預(yù)定的時(shí)間，若時(shí)間沒(méi)到，則繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有的命令。若預(yù)定時(shí)間到了，則執(zhí)行下一條命令，以此周期循環(huán)。主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1主程序流程圖4.3按鍵掃描子程序模塊按鍵處理程序是整個(gè)系統(tǒng)程序

27、的起點(diǎn)。只有當(dāng)開(kāi)始鍵按下，整個(gè)程序才能開(kāi)始運(yùn)行。在程序運(yùn)行的過(guò)程中，可以通過(guò)控制按鍵來(lái)改變交通燈和數(shù)碼管顯示的狀態(tài)。89c51通過(guò)對(duì)io掃描，確定是否有鍵按下，再判斷具體是那個(gè)鍵按下，根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到按鍵處理程序。本次設(shè)計(jì)中有以下四種情況會(huì)通過(guò)按鍵來(lái)改變交通燈和數(shù)碼管顯示的狀態(tài)。（1）加長(zhǎng)東西南北方向的通行時(shí)間；（2）四個(gè)方向均禁行；（3）東西方向保持通行南北方向禁行；（4）南北方向保持通行東西方向禁行。當(dāng)特殊情況結(jié)束時(shí)，按鍵操作進(jìn)入正常狀態(tài)。按鍵掃描程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2 按鍵掃描子程序流程圖4.4定時(shí)器中斷處理程序模塊本設(shè)計(jì)中采用的是定時(shí)器中斷，定時(shí)器中斷子程序主要是控制數(shù)碼管倒

28、計(jì)時(shí)顯示。定時(shí)器為16位計(jì)數(shù)器，定時(shí)時(shí)間由下式計(jì)算： 定時(shí)時(shí)間 =（65536-計(jì)數(shù)初值）*12/晶振頻率 ，計(jì)數(shù)初值=216 定時(shí)時(shí)間×晶振頻率12 。 數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描原理，在每次掃描以前要先關(guān)閉所有的位選，然后再送由剩余時(shí)間計(jì)算函數(shù)所計(jì)算出的剩余時(shí)間值的對(duì)應(yīng)的段碼，最后再開(kāi)由位選標(biāo)志位所對(duì)應(yīng)的位碼，如此便實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描。因?yàn)閯?dòng)態(tài)掃描程序是寫在定時(shí)器內(nèi)的，而定時(shí)器定時(shí)為50ms，即每50ms掃描一位數(shù)碼管，2位數(shù)碼管，故100ms循環(huán)一次。中斷系統(tǒng)由中斷請(qǐng)求、響應(yīng)中斷、中斷返回。在本設(shè)計(jì)中，中斷流程如圖4-3所示。 圖4-3 中斷處理流程圖中斷系統(tǒng)的子程序如下：void

29、 delay_1s1() interrupt 3num+;th1=0x3c;tl1=0xb0;if(num=20) num=0;second+; if(second>=2*t1+6)second=0; 第五章 結(jié)論與體會(huì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了讓我們對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識(shí)并加以綜合提高，學(xué)會(huì)將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的方法，提高分析和解決問(wèn)題的能力。對(duì)于交通燈這個(gè)題目，由于以前學(xué)單片機(jī)這個(gè)課程時(shí)，做過(guò)類似相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，覺(jué)得這個(gè)比較簡(jiǎn)單而且做出的東西也比較直觀，在確定題目之后，查閱了大量的資料，初步完成了電路設(shè)計(jì)方案。雖然感覺(jué)交通燈程序沒(méi)什

30、么難的，就是數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示加幾個(gè)閃爍的二極管就完事，但是也許是起初想的太簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)時(shí)到了細(xì)節(jié)處，也出了不少問(wèn)題，而且很難被檢查出來(lái)，比如在用定時(shí)器中斷后，用一些選擇語(yǔ)句，程序由于判斷條件有疏漏，程序很容易跑飛，但是最后經(jīng)過(guò)我們的不斷努力，還是寫出來(lái)正確的代碼。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行了鞏固，加深了理解，提高了應(yīng)用的能力，而且提高了我們的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力。經(jīng)歷了從最初的設(shè)計(jì)到最后做出產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高了對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)及興趣，對(duì)于我們應(yīng)屆畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，對(duì)以后工作都有很大的影響。在此向我的指導(dǎo)老師表示深切的感謝和崇高的敬意，同時(shí)也對(duì)學(xué)院所提供的良好學(xué)術(shù)環(huán)境表示感激。畢業(yè)設(shè)計(jì)附

31、錄目錄：1. 智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件圖2. 智能交通燈控制系統(tǒng)的源程序3. 專業(yè)翻譯材料4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)記錄表5. 畢業(yè)答辯評(píng)審表附錄1：交通燈控制系統(tǒng)原理圖附錄2：程序#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned char /有74ls240反相器的交通燈程序sbit dx_red=p10;sbit dx_yellow=p11;sbit dx_green=p12;sbit nb_green=p13;sbit nb_yellow=p14;sbit nb_red=p15;sbit add

32、=p16;sbit case_nb=p17;sbit case_dx=p32;sbit case_dx_nb=p33;sbit p2_0=p20;sbit p2_1=p21;sbit p2_2=p22;sbit p2_3=p23;void display();void display_led();void delay_10ms();void key_scan_add();void key_scan_case_dx();void key_scan_case_nb();void key_scan_case_dx_nb(); unsigned char action,second;unsigned

33、char t1=5, num;uchar code table=0xc0,0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /數(shù)碼管顯示09void main()tmod=0x10; th1=0x3c; tl1=0xb0; ea=1; et1=1; tr1=1; p3=0xff; p1=0xc0; while(1) display();display_led();key_scan_add();key_scan_case_dx_nb(); key_scan_case_dx(); /按鍵加周期時(shí)間 key_scan_case_nb(); /按鍵減

34、周期時(shí)間 display_led(); /顯示程序 void delay_1s1() interrupt 3num+;th1=0x3c;tl1=0xb0;if(num=20) num=0;second+;if(second>=2*t1+6)second=0;void delay_10ms()unsigned char a,b;for(a=100;a>0;a-)for(b=100;b>0;b-); /按鍵掃描開(kāi)始/ void key_scan_case_dx_nb() uchar a1;if(case_dx_nb=0)delay_10ms();if(case_dx_nb=0)w

35、hile(case_dx_nb)a1=1;while(a1) dx_green=0;dx_yellow=0;dx_red=1;nb_green=0;nb_yellow=0;nb_red=1;if(case_dx_nb=0)a1=0;while(case_dx_nb); void key_scan_case_dx() /按鍵加周期時(shí)間 uchar a2; if(case_dx=0)delay_10ms();if(case_dx=0)while(case_dx)a2=1;while(a2)dx_green=1;dx_yellow=0;dx_red=0;nb_green=0;nb_yellow=0;

36、nb_red=1;if(case_dx=0)a2=0;while(case_dx); void key_scan_case_nb() /按鍵減周期時(shí)間 uchar a3;if(case_nb=0)delay_10ms();if(case_nb=0)while(case_nb)a3=1;while(a3)dx_green=0;dx_yellow=0;dx_red=1;nb_green=1;nb_yellow=0;nb_red=0;if(case_nb=0)a3=0;while(case_nb);void key_scan_add()if(add=0)delay_10ms();if(add=0)w

37、hile(add);t1=t1+1; /延長(zhǎng)紅綠燈時(shí)間/正常情況下的紅綠燈/void display()if(second<=t1) nb_green=1; nb_yellow=0; nb_red=0; dx_green=0; dx_yellow=0; dx_red=1; else if(second<=t1+3&&second>t1) nb_green=0; nb_red=0;if(second%2)nb_yellow=1;else nb_yellow=0; dx_green=0; dx_yellow=0; dx_red=1; else if(second<=2*t1+3&&second>t1+3) nb_green=0; nb_yellow=0; nb_red=1; dx_green=1; dx_yellow=0; dx_red=0; else if(second<=2*t1+6&&second>2*t1+3) nb_green=0; nb_yellow=0; nb_red=1; dx_gree