基于單片機(jī)智能交通燈的控制

1、 學(xué)號(hào)* 密級(jí) 公開 *本科畢業(yè)論文基于8051單片機(jī)的城市智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué) 院 名 稱：&&&&&&&專 業(yè) 名 稱：*學(xué) 生 姓 名：*指 導(dǎo) 教 師：* 二一一年五月BACHELOR'S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYThe Design of Intelligent Traffic Light System Based on 8051 SCM May 2011鄭 重 聲 明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可

2、靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 摘 要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長(zhǎng)，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重。因此，一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠等方面給予技術(shù)革新。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(jì)時(shí)、緊急處理（中斷）等模塊組成。本設(shè)計(jì)除了基本交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)顯示、緊急情況處理等相關(guān)功能。理論證明該系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效地疏

3、導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。本設(shè)計(jì)根據(jù)單片機(jī)具有功能強(qiáng)、實(shí)用方便靈活、可靠性高的特點(diǎn)，提出了用8051單片機(jī)自動(dòng)控制交通信號(hào)燈燈及時(shí)間顯示的方法，同時(shí)給出了軟硬件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法，在硬件電路中具體設(shè)計(jì)了時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、中斷電路信號(hào)燈電路設(shè)計(jì)，在軟件電路中具體編寫了中斷程序和軟件延時(shí)程序。為交通指揮自動(dòng)化提供一種新的廉價(jià)手段，具有一定的推廣意義。關(guān)鍵詞：交通控制；單片機(jī)；8051；智能ABSTRACT The ages is an automation ages nowadays and transportation light control's waiting a lot o

4、f equipments of professions all is closely related with calculator. Therefore, a good transportation light control system, will hustle for road, give technique innovation. The 8051 microcontrollre control system consists of the traffic lights display,8051 monolithic integrated circuits, and LED the

5、countdown,emergency adjustment .In addition to the basic traffic function outside ,still have time to manuallyset, and so on .theory show that the system can simple,economic and effective relieves traffic,improve the crossroads capacity. According to the design of chip mircrocotrollre has strong fun

6、ction ,convenient and flexible,hing reliablility .presented with 8051 microcontrollre control for traffic signal lights and time display method ,at the same time ,gives the hardware and softwaer design and implementation method .In the hardware circuit of the specific design of clock circuit ,an int

7、errupt circuit signal ccirrcuit design.In the software circuit specific writing interrupt program and a software program.Traffic command automation provides a new means of cheap, has popularizing significane. Key words:Traffic Control；Single Chip Microcomputer ； 8051；IntelligenceIV目 錄第1章 緒論11.1 課題研究

8、的背景及意義11.2 本文主要研究工作1第2章 道路交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案22.1 系統(tǒng)總框架22.2 電路的工作原理2第3章 硬件設(shè)計(jì)43.1系統(tǒng)總框圖43.2總的硬件電路圖設(shè)計(jì)4 3.2.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)5 3.2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)6 3.2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)7 3.2.4 LED數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)7 3.2.5 信號(hào)燈設(shè)計(jì)9 3.2.6中斷電路設(shè)計(jì)10第4章 軟件設(shè)計(jì)124.1 軟件流程圖124.2 部分函數(shù)介紹12 4.2.1 每秒鐘的設(shè)定12 4.2.2 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算124.3 軟件延時(shí)134.4 中斷響應(yīng)程序設(shè)計(jì)144.4 程序流程圖 154.5 中斷程序164.6 源程序17結(jié)

9、 論21參考文獻(xiàn)22致 謝24第1章 緒論1.1 課題研究的背景及意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長(zhǎng)，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重，道路運(yùn)輸所帶來(lái)的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染等負(fù)面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的全球性共同問(wèn)題。交通問(wèn)題已經(jīng)日益成為世界性的問(wèn)題，城市交通事故、交通堵塞和交通污染問(wèn)題愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，即大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施的辦法，在資源、環(huán)境矛盾越來(lái)越突出的今天，面對(duì)越來(lái)越擁擠的交通，有限的資源和財(cái)力以及環(huán)境的壓力，也將受到限制。這就需要依靠

10、除限制需求和提供道路設(shè)施之外的其他辦法來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的交通需求。在現(xiàn)有的道路交通條件下，實(shí)施交通控制和管理，充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力正是解決這一矛盾的途徑之一，大量事實(shí)已經(jīng)證明這種方法的有效性。通過(guò)對(duì)城市主要十字路口交通控制規(guī)律的觀察發(fā)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)有交通燈控制系統(tǒng)的一個(gè)缺陷：當(dāng)有緊急車輛通過(guò)時(shí)沒(méi)有響應(yīng)的措施讓緊急車輛優(yōu)先通過(guò)，本設(shè)計(jì)針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)了當(dāng)有緊急車輛來(lái)時(shí)優(yōu)先讓其通過(guò)。1.2 本文主要研究工作 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化，本設(shè)計(jì)分析應(yīng)用了單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通

11、路口的通行能力1。本設(shè)計(jì)主要做以下幾方面的工作：一、對(duì)交通信號(hào)燈的研究意義和交通燈的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括交通燈控制系統(tǒng)通常要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等各項(xiàng)應(yīng)有功能，增加在緊急情況下能夠手動(dòng)切換信號(hào)燈讓緊急車輛優(yōu)先通行的功能。二、基于8051單片機(jī)設(shè)計(jì)出城市智能交通燈控制系統(tǒng)，并進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)總的硬件電路以及各個(gè)部分的硬件電路。三、進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，尤其詳細(xì)說(shuō)明了定時(shí)器、中斷以及延時(shí)程序的設(shè)計(jì)。第2章 道路交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2.1 系統(tǒng)總框架 本設(shè)計(jì)針對(duì)一個(gè)大型十字路口設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。東西方向和南北方向各設(shè)有紅燈、黃燈、綠燈各一組。指揮車輛和行人安全通行。紅

12、燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換2。狀態(tài)一南北方向上紅燈亮25秒，東西方向上綠燈亮20秒，狀態(tài)二東西方向上綠燈閃爍2秒再接著黃燈閃爍3秒，狀態(tài)三東西方向上紅燈亮25秒，東西方向上綠燈亮20秒，狀態(tài)四南北方向上綠燈閃爍2秒再接著黃燈閃爍3秒。這樣四個(gè)狀態(tài)一直循環(huán)下去，并有數(shù)碼管顯示時(shí)間。除了可以實(shí)現(xiàn)基本交通燈功能外，亦能實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)和緊急情況下的中斷處理。2.2 電路的工作原理 本系統(tǒng)共設(shè)有12個(gè)LED，其中紅色的4個(gè)，綠色的4個(gè)，黃色的4個(gè)。 所有LED在該設(shè)計(jì)中采用共陰極接法4。 交通燈應(yīng)滿足兩個(gè)方向的工作時(shí)序：東西道綠燈和黃燈亮的時(shí)間等于南北道紅燈亮的時(shí)

13、間；南北道綠燈和黃燈亮的時(shí)間等于東西道紅燈亮的時(shí)間。若假設(shè)每個(gè)單位脈沖周期為1秒，則東西道綠燈、黃燈、紅燈分別亮的時(shí)間為22秒、3秒、25秒，而相應(yīng)的南北道紅燈、綠燈、黃燈分別亮的時(shí)間為25秒、22秒、3秒。一次循環(huán)為50秒。東西方向黃燈亮?xí)r，南北方向紅燈以1Hz的頻率閃爍；南北方向黃燈亮?xí)r，東西方向紅燈以1Hz的頻率閃爍。 各個(gè)方向的信號(hào)燈亮?xí)r，需配合有時(shí)間提示，以數(shù)字顯示出來(lái)，方便行人與機(jī)動(dòng)車觀察。信號(hào)燈亮的時(shí)間均以每秒減“1”的計(jì)數(shù)方式工作，直至減到“0”后各信號(hào)燈自動(dòng)轉(zhuǎn)換。由軟件設(shè)置交通燈的初始時(shí)間，數(shù)碼管的段碼用不同的口線，東西方向的是用的P0口，南北的使用P3口，用單片機(jī)來(lái)控制各種

14、信號(hào)燈的燃亮?xí)r間，通過(guò)單片機(jī)的P2口控制5?？刂齐娐穲D如下圖2.1所示：倒計(jì)時(shí)顯示8051系統(tǒng)處理交通信號(hào)燈圖2.1 控制電路框圖本系統(tǒng)每個(gè)信號(hào)指示燈接一個(gè)對(duì)應(yīng)的I/O口，通過(guò)對(duì)I/O口賦值控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)來(lái)指揮交通。在此基礎(chǔ)上按鍵可以觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)入中斷，進(jìn)而控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)6。 第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總框圖 交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如下圖3.1所示：圖3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案框圖時(shí)鐘電路LED燈顯示 8051 信號(hào)燈時(shí)間顯示部分中 斷部 分復(fù) 位電 路3.2總的硬件電路圖設(shè)計(jì) 圖3.2 總硬件電路圖（其中R表示紅燈,Y表示黃燈,G綠燈）3.2.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控

15、制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，利用芯片內(nèi)部反相器和電阻組成的振蕩電路，在XTAL1和XTAL2引腳上跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，形成單片機(jī)的時(shí)鐘電路(如下圖3.3所示)，可穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用7。每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在

16、共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)7。本設(shè)計(jì)中取晶體振蕩器的頻率，電容C1、C2的主要作用是幫助振蕩器起振，其值的大小對(duì)振蕩器的頻率有微調(diào)作用，典型值為C1=C2=33pF。 圖3.3 時(shí)鐘電路3.2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。51系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位8（本設(shè)計(jì)中需要2us以上的高電平就能

17、復(fù)位）。除進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。具體電路如圖3.4所示： 圖3.4 復(fù)位電路3.2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 圖3.5 最小系統(tǒng)電路圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)（如上圖3.5所示）以8051為核心，外加時(shí)鐘和復(fù)位電路,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，成本相對(duì)較低，非常符合本設(shè)計(jì)的所有要求。時(shí)鐘電路在單片機(jī)的外部通過(guò)XTAL1、XTAL2這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器.本系統(tǒng)采用的為12MHz的晶振，一個(gè)機(jī)器周期為1us，C1、C2為33pF9。復(fù)位電路分為上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位，RST引腳是復(fù)位

18、信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效。上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)電容C3和電阻R2來(lái)實(shí)現(xiàn)，按鍵手動(dòng)復(fù)位是圖中復(fù)位鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的10。3.2.4 LED數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，東西和南北方向的信號(hào)燈時(shí)間不一樣，所以就利用單片機(jī)的P0和P3口來(lái)做數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)，東西方向和南北方向的位線可以公共來(lái)使用，可以節(jié)約單片機(jī)的口線11。數(shù)碼管可以使用共陰數(shù)碼管4，數(shù)碼管的每段的電流是10毫安。電路如下圖3.6所示： 圖3.6單片機(jī)與數(shù)碼管連線圖其數(shù)碼管顯示原理13：數(shù)碼管按段數(shù)分為7段數(shù)碼管和8段數(shù)碼管。7段數(shù)碼管是由七段條形發(fā)光二極管組成的“8”字形的LED顯示器，每段分別用a、b、c、d、e、f、g表示；

19、8段數(shù)碼管則是在7段的基礎(chǔ)上再加一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管，用dp表示。由于連接方式的不同，數(shù)碼管又分共陽(yáng)極接法和共陰極接法，接法不同，段碼值不同12。在本設(shè)計(jì)中采用共陰極接法，具體段碼值確定如下表3.1所示：表3.1 采用共陰極連接顯示數(shù)值dp g f e d c b a驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制）00 0 1 1 1 1 1 13FH10 0 0 0 0 1 1 006H20 1 0 1 1 0 1 15BH30 1 0 0 1 1 1 14FH40 1 1 0 0 1 1 066H50 1 1 0 1 1 0 06DH60 1 1 1 1 1 0 07DH70 0 0 0 0 1 1 107H80 1

20、 1 1 1 1 1 17FH90 1 1 0 1 1 1 16FH3.2.5 信號(hào)燈設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的P2口驅(qū)動(dòng)和控制各種信號(hào)燈的燃亮和燃亮?xí)r間，在實(shí)際中，交通燈的信號(hào)燈需要用高電壓控制，在這里我們只是模擬一下它的控制信號(hào)，所以我們就只用單片機(jī)的信號(hào)引腳直接來(lái)控制發(fā)光二極管，電路圖見(jiàn)圖3.8所示14。鎖存器-74HC573八進(jìn)制三態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，高性能硅門CMOS 器件。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL 輸出兼容。當(dāng)鎖存使能端為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說(shuō)輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存

21、15。管腳安排如下圖3.7所示：圖3.7 鎖存器74HC573管腳圖主要特點(diǎn)：1） 輸出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接口上2） 操作電壓范圍：2.0V-6.0V3） 低輸入電流：1.0uA4） CMOS 器件的高噪聲抵抗特性其功能表如表3.2所示：表3.2 鎖存器74HC573功能表輸入輸出輸出使能輸入鎖存D QLHHHLHLLLLX不變HXXZX：不用關(guān)心Z：高阻抗 圖3.8 單片機(jī)與信號(hào)燈連接圖 (其中R表示紅燈，Y表示黃燈，G表示綠燈)3.2.6中斷電路設(shè)計(jì)16當(dāng)緊急情況發(fā)生時(shí)，按下緊急按鍵（外部中斷INT1），單片機(jī)輸出緊急信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài)17。中斷硬件顯示如下圖3.

22、9所示： 圖3.9 中斷硬件連接圖 第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件流程圖開始系統(tǒng)初始化設(shè)置時(shí)間初值初值送緩沖單元初值減到“0”？返回圖4.1 主程序流程調(diào)用顯示子程序初值自減拆分程序YN4.2 部分函數(shù)介紹4.2.1 每秒鐘的設(shè)定 延時(shí)方法可以有兩種一中是利用MCS-51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟件延時(shí)的方法18。4.2.2 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計(jì)算通式： TC=M-C

23、式中，M為計(jì)數(shù)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28。 計(jì)算公式：T=（MTC）T計(jì)數(shù) 或TCMTT計(jì)數(shù)T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期T的12倍；TC為定時(shí)初值。如單片機(jī)的主脈沖頻率為T12MHz，經(jīng)過(guò)12分頻：方式0TMAX213*1微秒8.192毫秒方式1TMAX216*1微秒65.536毫秒顯然秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題。4.3 軟件延時(shí) MCS-51的工作頻率為212MHz。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/6M）=2us

24、。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定1秒的時(shí)間19。 具體的延時(shí)程序分析： DELAY: MOV R4,#08H 延時(shí)1秒子程序 DE2: LCALL DELAY1 DJNZ R4 , DE2 RETDELAY1: MOV R6,#0 延時(shí)125ms 子程序 MOV R5,#0DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RETMOV RN， #DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為2 機(jī)器周期數(shù)為1所以此指令的執(zhí)行時(shí)間為2ms DELAY1 為一個(gè)雙重循壞，循環(huán)次數(shù)為256*256=65536，所以延時(shí)時(shí)間=65536*2=131072us 約為125us。DEL

25、AY R4設(shè)置的初值為8，主延時(shí)程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒。由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。4.4 中斷響應(yīng)程序設(shè)計(jì) 在現(xiàn)實(shí)生活中，通常會(huì)有一些緊急車輛出現(xiàn)（例如救護(hù)車）。此時(shí)應(yīng)強(qiáng)行中斷正常的交通燈運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有緊急車輛的車行方向保持通行狀態(tài)。無(wú)緊急車輛時(shí)，交通信號(hào)燈按正常時(shí)序控制。有緊急車輛來(lái)時(shí)，若緊急車通行方向?yàn)榫G燈狀態(tài)，則無(wú)需處理。若緊急車通行方向?yàn)榧t燈狀態(tài)，則按下緊急通行開關(guān)使此方向維持紅燈狀態(tài)，另一個(gè)方向也為紅燈狀態(tài)。，一般情況下交通燈按照車流量大小合理分配通行時(shí)間，按一定規(guī)律變化，但考慮緊急車通行車況，設(shè)計(jì)緊急通行開關(guān)20。中斷服務(wù)程序的流程圖

26、如圖4.2所示。返回 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制南北東西方向?yàn)榧t燈數(shù)碼顯示時(shí)間中斷完畢？恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制南北方向或者東西方向?yàn)榫G燈數(shù)碼顯示時(shí)間 否中斷完畢？ 是恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 圖4.2 中斷流程圖交通燈的中斷處理流程：（1）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)：有緊急車輛要通過(guò)時(shí)要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括信號(hào)燈，時(shí)間顯示電路。（2）中斷打開和中斷關(guān)閉：按一下緊急車輛通行開關(guān)就可以打開中斷，關(guān)閉緊急車輛通行開關(guān)也要關(guān)閉中斷。（3）中斷服務(wù)程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的要執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：東西南北方向全是紅燈。（4

27、）中斷返回：執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即交通燈信號(hào)回到中斷前狀態(tài)，顯示時(shí)間也和中斷之前一樣。4.4 程序流程圖 開始 初始化 設(shè)定初值 南北紅燈計(jì)時(shí)25S東西綠燈計(jì)時(shí)20S東西綠燈閃2S東西黃燈閃3S 南北綠燈計(jì)時(shí)20S東西紅燈計(jì)時(shí)25S南北綠燈閃2S南北黃燈閃3S 圖4.3 程序流程圖4.5 中斷程序 JJ: PUSH PSW ； 緊急車中斷 PUSH ACC PUSH R6 PUSH TH0 ；保持中斷時(shí)刻時(shí)間 PUSH TL0 ；保持中斷時(shí)刻計(jì)數(shù)值 PUSH TH1 PUSH TL1 CLR TR0 CLR TR1 SETB EAMOV A,#0C3H ；東西南北全紅MOVX D

28、PTR,ALCALL DBLAYR2POP TL1POP TH1POP TL0POP TH0POP R6MOV A,R6 ；輸出中斷前狀態(tài)MOVX DPTR,APOP ACCSETB TR0SETB TR1POP PSWRETI END4.6 源程序系統(tǒng)晶振是 12 MHz ORG 0000H LJMP START ORG 0003H ;INT 0 中斷入口地址 LJMP INT0 ORG 0040H START: MOV SP,#60H MOV TMOD,#01H ;初始化 SETB ET0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#B0HCLR AMOV R1,ASETB EA LCALL

29、STATUS R0 ;初始狀態(tài)(都是紅燈) CIRCLE: LCALL STATUS R1 ;南北綠燈,東西紅燈 LCALL STATUS R2 ;南北綠燈閃轉(zhuǎn)黃燈,東西紅燈 LCALL STATUS R3 ;南北紅燈,東西綠燈 LCALL STATUS R4 ;南北紅燈,東西綠燈閃轉(zhuǎn)黃燈 LJMP CIRCLE INT0: PUSH PSW ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH R2 PUSH ACC MOV TH0,#3CHMOV TL0,#B0HINC R1MOV A,R1CJNE A,#14H,IN0MOV DPTR,#8300H MOV A,#0FH ;南北,東西都亮紅燈 MOVX DPTR,A M

30、OV R2,#100 ;延時(shí)10秒 LCALL DELAY POP ACC ;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) MOVX DPTR,A POP R2 POP PSW IN0:RETI STATUS R0: ;南北紅燈,東西紅燈 MOV DPTR,#8300H MOV A,#0FH MOVX DPTR,A MOV R2,#10 ;延時(shí)1秒 LCALL DELAY RET STATUS R1: ;南北綠燈,東西紅燈 MOV DPTR,#8300H MOV A,#96H ;南北綠燈,東西紅燈 MOVX DPTR,A MOV R2,#200 ;延時(shí)20秒 LCALL DELAY RET STATUS R2: ;南北綠燈閃轉(zhuǎn)黃

31、燈,東西紅燈 MOV DPTR,#8300H MOV R3,#03H ;綠燈閃3次 FLASH: MOV A,#9FH MOVX DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY MOV A,#96H MOVX DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY DJNZ R3,FLASH MOV A,#06H ;南北黃燈,東西紅燈 MOVX DPTR,A MOV R2,#10 ;延時(shí)1秒 LCALL DELAY RET STATUS R3: ;南北紅燈,東西綠燈 MOV DPTR,#8300H MOV A,#69H MOVX DPTR,A MOV R2,#200 ;延時(shí)

32、20秒 LCALL DELAY RET STATUS R4: ;南北紅燈,東西綠燈閃轉(zhuǎn)黃燈 MOV DPTR,#8300H MOV R3,#03H ;綠燈閃3次 FLASH R1: MOV A,#6FH MOVX DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY MOV A,#69H MOVX DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY DJNZ R3,FLASH1 MOV A,#09H ;南北紅燈,東西黃燈 MOVX DPTR,A MOV R2,#10 ;延時(shí)1秒 LCALL DELAY NOP RET DELAY: ;延時(shí)子程序 PUSH R2 PUSH R1

33、 PUSH R 0 DELAY R1: MOV 1,#00H DELAY R2: MOV 0,#0B2H DJNZ R0,$ DJNZ R1,DELAY R2 ;延時(shí) 100 ms DJNZ R2,DELAY R1 POP R0 POP R1 POP R2 RET END結(jié) 論 本此設(shè)計(jì)充分利用了8051芯片的I/O引角。系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過(guò)單片機(jī)芯片的P2口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；P2口和P3口外接數(shù)碼管來(lái)顯示各個(gè)信號(hào)燈的時(shí)間。系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便。本次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，使我們更進(jìn)一步了解到單片機(jī)

34、的優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)大功能,在查找資料的過(guò)程中,認(rèn)識(shí)到單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用的廣泛性和極高的性價(jià)比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本設(shè)計(jì)基本完成了設(shè)計(jì)要求，由于學(xué)生的知識(shí)水平有限和時(shí)間比較倉(cāng)促，設(shè)計(jì)的單片機(jī)交通燈系統(tǒng)還是存在一些的缺點(diǎn)和不足，譬如紅燈和綠燈的切換不夠迅速，紅綠燈規(guī)則效率不是很高，而且這些都沒(méi)有考慮到一些特殊人群如盲人與色盲，沒(méi)能實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的設(shè)計(jì)，不能根據(jù)車流量的大小來(lái)控制各方向的通車時(shí)間，應(yīng)該再加一些語(yǔ)音提示等等措施，相信如果這樣可以大大降低交通事故率。 參考文獻(xiàn)1王成勇. 智能交通燈控制系統(tǒng)J, 廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2006, (4): 92-94.2 遲曉君, 林彬. 青島市智能交通系統(tǒng)分析與展望J. 中共青島市委黨校青島行政學(xué) 院學(xué)報(bào)，2004, (1): 64-66.3 王幸之等. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M. 北京航空航天大學(xué)出版社, 1999:229-235.4 李杏春等. 8051單片機(jī)原理及實(shí)用接口技術(shù)M. 北京航空航天大學(xué)出版社, 1996:267-269.5何為民. 低功耗單片微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)M. 北京航空航天大學(xué)出版社, 1994:235-237. 6 李華. MCS-51系列單片