交通燈控制電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目交通燈控制電路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名xxxx學(xué)號(hào)xxxxxxx專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)xxxxxxx指導(dǎo)教師xxxx評(píng)閱教師xxxx完成日期 2016年 x月 xx日目錄TOC\o"1-3"\h\u17993摘要 交通燈控制電路設(shè)計(jì)摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。人、車、路三關(guān)系的協(xié)調(diào),已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng),它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。本文將研究設(shè)計(jì)并制作了一款智能交通燈控制系統(tǒng)。交通燈控制系統(tǒng)由單片機(jī)、信號(hào)燈控制顯示電路、數(shù)碼管控制顯示電路以及功能按鍵電路等部分組成。采用Proteus平臺(tái)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了虛擬仿真，并進(jìn)行了硬件電路的安裝與測(cè)試。軟硬件測(cè)試結(jié)果表明交通燈控制系統(tǒng)不僅具有交通控制的基本功能，還能夠手動(dòng)按鍵/串口通信實(shí)時(shí)調(diào)整通行時(shí)間。關(guān)鍵詞：交通燈控制系統(tǒng)，單片機(jī)，虛擬仿真Abstract:withthedevelopmentofsocialeconomy,urbantrafficproblemsmoreandmorepeople'sattention.Thecoordinationofpeople,vehiclesandroadshasbecomeoneoftheimportantproblemstobesolvedinthetrafficmanagementdepartment.Urbantrafficcontrolsystemisacomputerintegratedmanagementsystemforurbantrafficdatamonitoring,trafficsignalcontrolandtrafficguidance,whichisthemostimportantpartofthemodernurbantrafficmonitoringandcontrolsystem.Thispaperwillstudythedesignandproductionofanintelligenttrafficlightcontrolsystem.Thetrafficlightcontrolsystemiscomposedofasinglechipmicrocomputer,asignallightcontroldisplaycircuit,adigitalcontroldisplaycircuitandafunctionkeycircuit.ThevirtualsimulationoftrafficlightcontrolsystemiscarriedoutbyusingProteusplatform,andtheinstallationandtestingofthehardwarecircuitarealsocarriedout.Softwareandhardwaretestresultsshowthatthetrafficlightcontrolsystemnotonlyhasthebasicfunctionoftrafficcontrol,butalsocanadjustthetimeofpassagebythemanualbutton/serialportcommunication.Keywords:trafficlightcontrolsystem,singlechipmicrocomputer,virtualsimulation1研究背景本文采用MSC-51系列單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，交通燈控制系統(tǒng)分為控制器和受控電路兩部分，控制器使整個(gè)系統(tǒng)按設(shè)定的工作方式交替指揮車輛及行人的通行，并接收受控部分的反饋信號(hào)，決定其狀態(tài)轉(zhuǎn)換方向及輸出信號(hào)，控制整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程。根據(jù)車流量設(shè)置紅、綠燈點(diǎn)亮?xí)r間的功能，紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩2秒時(shí)黃燈閃爍警示；車輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。1.1研究的目的和意義交通燈控制系統(tǒng)對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力、減少交通事故都有明顯效果，使交通得以有效管制。最初的交通燈是煤氣照明燈，然后出現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)的交通燈，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無(wú)幾。隨后又出現(xiàn)自動(dòng)控制的交通燈、車輛感應(yīng)式信號(hào)控制器、氣動(dòng)橡皮管檢測(cè)器，最后出現(xiàn)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)。這些交通控制系統(tǒng)的更替，使交通管制越來(lái)越完善。交通燈在我們的日常生活中有著很重要的地位，通過(guò)對(duì)交通燈設(shè)計(jì)原理的認(rèn)識(shí)，本課題立足于經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)當(dāng)前交通控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。實(shí)踐意義：對(duì)交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)邊了解邊研究，積累有形的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。理論意義：在設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)的同時(shí)，可以了解并掌握交通燈的控制方法，還可以在設(shè)計(jì)課題的同時(shí)對(duì)單片機(jī)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。1.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 當(dāng)前世界廣泛使用的最具代表性卻有實(shí)施的城市道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)有英國(guó)的TRANSYT與SCOOTS交通控制系統(tǒng)和澳大利亞的SCATS系統(tǒng)。在信號(hào)機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，自適應(yīng)理論一直受到各研究機(jī)構(gòu)的歡迎，比如上面所說(shuō)的SCOOTS與SCATS系統(tǒng)。最近幾年，國(guó)外仍偏向于引進(jìn)自適應(yīng)理論來(lái)對(duì)交通控制系統(tǒng)進(jìn)行研制，特別是美國(guó)有十幾個(gè)大學(xué)或研制機(jī)構(gòu)正在研制自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)，具有代表性的有美國(guó)亞利桑那大學(xué)研制的RHODES.我國(guó)交通領(lǐng)域的發(fā)展起步比較晚，基本是從新中國(guó)建國(guó)之后，隨著各方面的條件的成熟以及社會(huì)發(fā)展的要求，才建立及健全交通系統(tǒng)的。城市交通是一個(gè)高度綜合而又復(fù)雜的問(wèn)題，必須從政策，機(jī)構(gòu)，體質(zhì)，管理，收費(fèi)價(jià)格，基礎(chǔ)設(shè)施和投資各個(gè)方面同時(shí)入手解決。我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展使得社會(huì)對(duì)交通的需求急劇增加，也對(duì)此提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此我國(guó)城市發(fā)展的規(guī)劃，建設(shè)以及運(yùn)行，在廣泛借鑒和吸取國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)建立并完善適合我國(guó)國(guó)情的城市交通系統(tǒng)。1.2.1國(guó)外交通控制系統(tǒng)發(fā)展概況早期的交通信號(hào)控制器都是按照某種固定不變的周期長(zhǎng)度和信號(hào)燈顯示時(shí)間來(lái)控制信號(hào)燈，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和交通信號(hào)感應(yīng)式控制技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在交通管理控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。1952年美國(guó)的丹佛市出現(xiàn)了采用模擬電子計(jì)算機(jī)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，1963年加拿大多倫多市出現(xiàn)了第一個(gè)將數(shù)字計(jì)算機(jī)用于區(qū)域交通信號(hào)控制系統(tǒng)，從此開(kāi)辟了交通控制發(fā)展的歷史新紀(jì)元。由于微處理器的發(fā)展及新型微處理機(jī)的出現(xiàn)，不僅出現(xiàn)了以微處理機(jī)作為主控制機(jī)的區(qū)域交通管理系統(tǒng)，而且各種終端控制設(shè)備也相繼出現(xiàn)。1969年，英國(guó)學(xué)者設(shè)計(jì)的區(qū)域控制系統(tǒng)優(yōu)化程序TRANSYT(TrafficNetworkStudyTool)被世界各國(guó)廣泛采用，從而把交通控制技術(shù)推向了一個(gè)更高的發(fā)展階段。20世紀(jì)70年代初期，英國(guó)先后在倫敦和格拉斯哥市建立了實(shí)驗(yàn)性區(qū)域交通管理系統(tǒng)。從上世紀(jì)70年代開(kāi)始許多國(guó)家開(kāi)始了自適應(yīng)交通管理系統(tǒng)的研究，其中被廣泛采用的有英國(guó)的“STOOT”系統(tǒng)，與第一代區(qū)域控制不同的是，新的控制系統(tǒng)是一種數(shù)據(jù)反饋?zhàn)钥刂葡到y(tǒng)，它是根據(jù)道路網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)情況，利用上位機(jī)不斷對(duì)信號(hào)配時(shí)方案進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)的控制效果。同時(shí)還有澳大利亞的“SCATS”系統(tǒng)等。在此之后，美國(guó)、日本、法國(guó)等也隨之成立了以計(jì)算機(jī)控制為核心的區(qū)域交通管理系統(tǒng)。1993年，Chand和Chiu提出了分布式交通控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用模糊自適應(yīng)控制器的原理來(lái)研究交通控制問(wèn)題。1997年，Michael和Kiseok應(yīng)用遺傳算法對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)的路口信號(hào)相位進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)的不斷發(fā)展，交通控制技術(shù)也在不斷完善，這就使得交通控制的研究出現(xiàn)了新的局面。2、國(guó)內(nèi)交通控制系統(tǒng)發(fā)展概況我國(guó)的智能交通控制系統(tǒng)研究起步較晚，在20世紀(jì)70年代開(kāi)始交通道路協(xié)調(diào)管理的研究。在上世紀(jì)80年代中后期，我國(guó)城市道路交通問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)家采取了一系列相關(guān)措施進(jìn)行交通管理，例如UTSM技術(shù)，它是研究城市中心交通的改善。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的交通控制系統(tǒng)，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況建立了一些交通管理系統(tǒng)，例如北京等城市引進(jìn)了英國(guó)和澳大利亞的新一代控制系統(tǒng)，這一舉措對(duì)我國(guó)大中城市的交通管理系統(tǒng)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，我國(guó)多數(shù)大城市都建立了區(qū)域交通管理系統(tǒng)。最近幾年我國(guó)也自主研發(fā)了一些適合于我國(guó)交通情況的管理系統(tǒng)，例如南京城市交通管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了固定配時(shí)、電纜聯(lián)動(dòng)和實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制，系統(tǒng)在MVAX/VMX操作系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)，采用PASCAL高級(jí)語(yǔ)言。西工大開(kāi)發(fā)的XATM系列智能交通信號(hào)管理系統(tǒng)以及上海交通大學(xué)研發(fā)的交通自適應(yīng)系統(tǒng)SUATS這些系統(tǒng)都采用了多時(shí)段、多相位控制方式，克服了早期簡(jiǎn)單的兩相位、單時(shí)段控制帶來(lái)缺點(diǎn)。同時(shí)在功能上也有很大的增強(qiáng)，比如XATM系列智能交通信號(hào)機(jī)，其在控制模式、事故監(jiān)測(cè)、應(yīng)急方案、聯(lián)網(wǎng)功能、控制優(yōu)化算法等方面都比從前的控制器有大的提高。1.2.2交通控制燈的發(fā)展趨勢(shì)1、有效減少車流量較多一方向的擁堵現(xiàn)象的方法。當(dāng)某一方向車流量較多時(shí)，由于通行時(shí)間較短，造成此方向擁堵而另一方向沒(méi)有車輛等待通行，解決這一現(xiàn)象需要改變車流量多的方向通行時(shí)間加長(zhǎng)，可以使用按鍵來(lái)控制路口兩方向的通行時(shí)間和暫緩?fù)ㄐ袝r(shí)間，車流量較多的方向可以加長(zhǎng)通行時(shí)間，車流量較少的方向可以相對(duì)減少通行時(shí)間，這樣就解決了當(dāng)單向車流量較多時(shí)造成的擁堵，使路口的通行車輛流量達(dá)到最大。2、交通燈控制系統(tǒng)原理圖元器件的選擇與布局。原理圖中元器件的選擇是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，需要通過(guò)設(shè)計(jì)所要達(dá)到的要求選擇元器件。此系統(tǒng)可分為兩個(gè)功能模塊，一是完成普通的交通燈控制系統(tǒng)，根據(jù)此功能要求先選擇出要用到的元器件，二是能用按鍵控制其通行時(shí)間和暫緩?fù)ㄐ袝r(shí)間，根據(jù)此功能再一次選擇元器件，最后根據(jù)要求完成原理圖。這樣可以避免元器件的多選，也便于編程工作的展開(kāi)。1.3交通信號(hào)燈的管理1.3.1交通信號(hào)燈的概念交通信號(hào)燈及其控制技術(shù)隨著社會(huì)的發(fā)展而發(fā)展,早期的交通信號(hào)燈只有紅燈、綠燈兩種,后來(lái)由于車輛數(shù)量的增加,出現(xiàn)了紅、黃、綠三種顏色的交通燈。面對(duì)紅燈時(shí)車輛和行人禁止通行,綠燈表示允許通行,黃燈是對(duì)駕駛?cè)藛T的提醒,紅燈即將出現(xiàn),車輛及行人必須停止前行。隨著車輛數(shù)的不斷增加,在交叉路口的各個(gè)方向車輛之間的沖突和人與車輛之間的沖突日益凸顯,這就要求在空間上對(duì)車輛和行人進(jìn)行分離。計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展也為設(shè)計(jì)適合需求的交通燈管理系統(tǒng)提供了良好條件,同時(shí)出現(xiàn)了不同類型的交通信號(hào)控制器。隨著交通系統(tǒng)的發(fā)展,也相應(yīng)地產(chǎn)生了符合多種空間和時(shí)間分離方法的現(xiàn)代交通信號(hào)燈,除了紅、黃、綠燈之外,還有閃爍燈、指示方向的燈及倒計(jì)時(shí)器,專用于自行車的信號(hào)燈和專用于行人的信號(hào)燈。紅燈閃警告車輛禁止通行,黃燈閃表示車輛可以通行但要很小心方向燈中的綠色箭頭燈表示指示的這個(gè)方向可以通行,紅色表示所指方向禁止通行,黃色的方向箭頭燈表示對(duì)這個(gè)方向的行駛提醒。使用交通信號(hào)燈管理的目的主要是使各種交通流有序的進(jìn)行通行,一般來(lái)說(shuō),當(dāng)交通量發(fā)展到接近停車或道路標(biāo)志交叉路口所能處理的能力時(shí),在交叉路口上設(shè)置交通信號(hào)燈。合理正確地設(shè)置交通信號(hào)燈,不僅可以提高交通道路的通行能力、疏通交通流,而月可以減少交通事故的發(fā)生,設(shè)置交通燈管理系統(tǒng)的原則大多是依據(jù)交通路口的通行能力和路口的延誤來(lái)決定的。1.3.2交通信號(hào)燈的管理參數(shù)通常，在交通燈的管理控制過(guò)程中，其中至少存在3個(gè)基本參數(shù)是可以由交通燈控制器直接控制的，這就是C(周期)、tos(相位差)和λ(綠信比)。另外，一些控制器還可以對(duì)相位的數(shù)量進(jìn)行控制，比如從4相位變成2相位或者相反的變換等。1、信號(hào)周期用于交通指揮的信號(hào)燈總是隨著時(shí)一間而變化的,每個(gè)循環(huán)變化都是由幾個(gè)步伐組成,組成一個(gè)循環(huán)變化的各個(gè)步伐的步長(zhǎng)相加的和稱之為周期,即信號(hào)周期。信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)也就是所有顏色的信號(hào)燈都顯示一遍所需要的時(shí)間,即不同顏色信號(hào)燈顯示時(shí)間之和或是某個(gè)主要相位的綠燈從開(kāi)始亮到下一次亮所需要的時(shí)間。2、信號(hào)相位一般來(lái)說(shuō),在交通管理控制中,為了減少及避免交叉路口各個(gè)方向車輛之間及車輛及行人之間的沖突,采用各交通流分時(shí)控制的方法,即在周期的某一時(shí)段允許某一方向或某些方向的交通流通行,而其他方向的交通流禁止通行。在某一周期內(nèi),某一個(gè)方向或某些方向的交通流允許通行,這個(gè)通行權(quán)就稱作相位。一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)有幾個(gè)相位就稱這個(gè)交通燈控制系統(tǒng)是幾相位系統(tǒng)。相位可以用有向線段表示,有向線段的箭頭指示交通流的通行方向。例如,一個(gè)交叉路口的信號(hào)控制是四相位的控制系統(tǒng),相位表示南北方向交通流直行,相位表示南北方向左轉(zhuǎn)通行,相位表示東西方向直行,相位表示東西方向左轉(zhuǎn)通行,右轉(zhuǎn)方向的通行均不進(jìn)行控制。3、步伐和步長(zhǎng)在交叉路口對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行控制的時(shí)候,某些燈將被點(diǎn)亮。某一時(shí)刻,交叉路口各方向的各種交通信號(hào)燈狀態(tài)所組成的一組確定的信號(hào)燈燈色狀態(tài)稱之為步伐。例如信號(hào)控制器在七點(diǎn)開(kāi)機(jī),此時(shí),東西方向左轉(zhuǎn)綠燈和紅燈亮,南北方向的紅燈亮,所有人行信號(hào)燈紅燈亮,其他燈都不亮。若該狀態(tài)維持秒,那么我們就認(rèn)為這是管理方案中的一個(gè)步伐,步長(zhǎng)是秒。4、綠信比綠信比是周期內(nèi)各個(gè)相位的有效綠燈的時(shí)間和周期之比值,若設(shè)是某周期內(nèi)相信號(hào)的綠燈時(shí)間,為周期時(shí)間長(zhǎng)度,那么該相位信號(hào)的綠信比，λk為:在上式中,0<λk<1凡,綠信比反映了該方向交通流一個(gè)周期內(nèi)需要的綠燈時(shí)一間長(zhǎng)度,經(jīng)過(guò)優(yōu)化的綠信比能夠給各交通流合理地分配通行時(shí)間,從而盡可能減少交通流的延誤時(shí)間。上式中的第k相位的有效綠燈時(shí)間的計(jì)算如下式所示其Gk表示綠燈時(shí)間,Yk表示黃燈時(shí)間,Lk表示損失的時(shí)間。在某個(gè)信號(hào)相位上,黃燈時(shí)間和綠燈時(shí)間的和是交通流的可通行時(shí)間。然而,綠燈時(shí)間不可能得到充分的利用,當(dāng)綠燈開(kāi)始亮,等待的車隊(duì)需要發(fā)動(dòng)車子,這時(shí)的使出率是比較低的,這樣就引發(fā)了啟動(dòng)損失的時(shí)間lk1。在綠燈滅,黃燈開(kāi)始亮?xí)r,不允許車輛越過(guò)停車線,而允許在綠燈時(shí)間內(nèi)越過(guò)停車線的車輛繼續(xù)前行。這段時(shí)間內(nèi)車輛流量的大小逐漸減為零,故而黃燈期間又損失掉一部分時(shí)間,這個(gè)損失時(shí)間為lk2。第相位的信號(hào)損失時(shí)間為；在實(shí)際的交通管理中,如果要精確地計(jì)算出損失時(shí)間是相當(dāng)困難的,而且必要性也不大。因此,常用綠燈時(shí)間和周期時(shí)間的比值表示綠信比,于是得到的綠信比公式為1.3.3交通信號(hào)燈管理系統(tǒng)整體分析在城市道路交叉口的信號(hào)燈控制中,大多數(shù)系統(tǒng)的控制選擇定周期方式,一旦選定了綠信比和信號(hào)周期之后就保持不變,但是這種控制方式造成交通燈的管理與實(shí)際交通狀況不符的情況可能性很大。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)不具有管理的實(shí)時(shí)性,不能及時(shí)處理交通現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況。在功能的實(shí)現(xiàn)上,本系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)交通燈控制的基本功能外,還具有以下功能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主控計(jì)算機(jī)對(duì)交通燈的協(xié)調(diào)控制,系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)交通信息制定燈控方案,通過(guò)紅外遙控對(duì)交通燈一進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制,交通燈故障檢測(cè)及報(bào)警功能等,這就提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化。基于以上的功能要求和實(shí)際的需求分析,本課題所研究的交通燈管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：交通信號(hào)燈的基本控制功能；實(shí)時(shí)采集交通流信息；根據(jù)交通現(xiàn)場(chǎng)的情況可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；通過(guò)紅外遙控控制；交通燈主控計(jì)算機(jī)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交通燈控制；信號(hào)燈故障檢測(cè)。2交通燈控制電路的設(shè)計(jì)研究設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通信號(hào)燈控制電路，因?yàn)閮芍Ц傻儡嚨罃?shù)不同，車流量不同，故按照實(shí)際需要一條車道設(shè)置為主干道，另一條車道為支干道，十字路口紅、綠、黃燈工作情況有所不同，具體要求如下:(1)兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，主干道放行28s，支干道放行20s。(2)綠燈熄滅后，黃燈先亮4s(另一干道的紅燈不變)，當(dāng)黃燈滅后紅燈才亮，此時(shí)方可變換運(yùn)行車道。(3)黃燈亮?xí)r，每秒閃爍一次，提醒駕駛員減速停車等待紅燈。(4)夜間所有紅、綠燈熄滅，兩條道路的黃燈亮，且每秒閃爍一次；(5)南北和東西方向的通行時(shí)間可用按鍵分別調(diào)整（增加或者減少）；(6)根據(jù)實(shí)際車流量可以設(shè)置三個(gè)不同工作時(shí)段，分別為“忙”、“不忙”和“閑”，三個(gè)時(shí)段的南北和東西方向的交通燈的時(shí)間是不一樣的，“忙”的時(shí)間大于“不忙”，“不忙”的時(shí)間大于“閑”；(7)三個(gè)時(shí)段通過(guò)串口通信設(shè)置，串口通信數(shù)據(jù)格式為兩個(gè)字節(jié)，前一個(gè)字節(jié)表示地址，后一個(gè)字節(jié)表示時(shí)段。地址字節(jié)為0x01、0x02、0x03等，分別表示不同小組的地址。時(shí)段字節(jié)為：0x00、0x01和0x02，分別表示不同時(shí)段，即“閑”、“不忙”和“忙”。例如傳輸數(shù)據(jù)0x01,0x00時(shí)，表示第一組的“閑”時(shí)段。2.1參考元器件(1)集成電路7474X2、74LS164X1、74LS08、74LS32、74LS04若干。(2)4MHz石英晶振1片。(3)電位器、電阻、電容若干。2.2基本原理及設(shè)計(jì)方法十字路口由一條主干道和一條支干道匯合而成，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號(hào)燈二紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示允許通行，黃燈亮表示提醒變道(給行駛中的車輛有時(shí)間停在禁行線以內(nèi))，主干道放行時(shí)間較長(zhǎng)。要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的放行時(shí)間，各干道紅、黃、綠燈的運(yùn)行情況如圖1所示二其中主干道:綠燈亮28s、黃燈閃爍4s、紅燈亮24s;支干道:綠燈亮20s、黃燈閃爍4s、紅燈亮32s;夜間模式:紅燈和綠燈熄滅，黃燈每秒閃爍，提醒注意。交通信號(hào)燈控制電路框圖如圖2所示。控制系統(tǒng)由秒脈沖發(fā)生器、分頻器、控制電路、譯碼電路和信號(hào)顯示電路等部分組成。秒脈沖發(fā)生器給系統(tǒng)提供1Hz的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，譯碼電路輸出兩組信號(hào)燈的控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作二控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制譯碼電器的工作，現(xiàn)分別介紹主要單元電路。2.2.1秒脈沖發(fā)生器時(shí)鐘電路是數(shù)字系統(tǒng)不可缺少的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)閿?shù)字電路只有在時(shí)鐘電路的驅(qū)動(dòng)下才可正常工作。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，不同數(shù)字電路選擇使用不同類型的時(shí)鐘發(fā)生器。因交通燈控制系統(tǒng)的秒信號(hào)精度不高，故可選用555定時(shí)器，也可選用RC環(huán)行振蕩器，考慮到紅燈亮的時(shí)間與倒計(jì)數(shù)的時(shí)間一致，本系統(tǒng)選用CD4060計(jì)數(shù)器來(lái)得到一個(gè)時(shí)鐘脈沖。2.2.2分頻器十字路口主干道紅、黃、綠燈亮的時(shí)間分別為24s、4s和28s，選4s為一個(gè)時(shí)間單位，其亮燈時(shí)間比例分別為6:1:7，支干道比例為8:1:5。每4秒一個(gè)時(shí)間單位的輸出可采用集成電路7474構(gòu)成四分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3所示，圖中CP0，為1Hz的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖。2.2.3控制電路控制器是交通信號(hào)燈管理的核心，由圖1所示的交通信號(hào)燈運(yùn)行框圖可知，主干道和支干道紅、黃、綠燈亮的工作循環(huán)周期為14個(gè)時(shí)間單位，因此選用14進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)構(gòu)建工作周期。計(jì)數(shù)器的種類很多，這里我們選用中規(guī)模74LS164組成扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。74LS164是一個(gè)八位移位寄存器，引腳排列如圖4所示，其中:A、B—串行輸入數(shù)據(jù)端;—異步清零端;CP—移位脈沖輸入端(即CP端);QA~QH—數(shù)據(jù)輸出端。74L5164移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)以下邏輯功能:（1）=0，實(shí)現(xiàn)異步清零，即:(2)=1且CP上升沿時(shí)，輸出為:將74LS164的Q(12腳)通過(guò)非門(mén)引回A、B作為輸入信號(hào)，即可構(gòu)成14進(jìn)制扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，電路如圖5所示，工作循環(huán)如表1中74LS164的QA~QH的輸出狀態(tài)。當(dāng)夜間開(kāi)關(guān)“s”斷開(kāi)時(shí)，=1，扭環(huán)形計(jì)數(shù)器工作，當(dāng)開(kāi)關(guān)“s”閉合時(shí)，=0，計(jì)數(shù)器異步清零。作為夜間控制信號(hào)送譯碼電路。2.2.4譯碼電路在一個(gè)工作循環(huán)周期內(nèi)(14個(gè)時(shí)間單位)，紅、綠、黃燈的變化規(guī)律如狀態(tài)表1所示.要使信號(hào)燈按照設(shè)計(jì)要求運(yùn)行，只需找出74LS164的輸出與信號(hào)燈之間的邏輯關(guān)系即可。根據(jù)控制信號(hào)燈的譯碼電路狀態(tài)表，從QF、QG。、QH。中尋找滿足紅、綠、黃燈變化規(guī)律的邏輯控制關(guān)系，從而找到各信號(hào)燈的函數(shù)關(guān)系。(1)主干道信號(hào)燈的邏輯表達(dá)式紅燈：黃燈:綠燈:(2)支干道信號(hào)燈的邏輯表達(dá)式紅燈：黃燈:綠燈:根據(jù)主干道和支干道的邏輯表達(dá)式連接十字路口信號(hào)譯碼電路，如圖6所示。在白天，夜間控制開(kāi)關(guān)“S”斷開(kāi)輸出高電平，紅、黃、綠燈按設(shè)計(jì)的邏輯表達(dá)式正常工作，當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，夜間控制開(kāi)關(guān)“S”閉合，出高電平，紅、黃、綠燈按設(shè)計(jì)的邏輯表達(dá)式正常工作，當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，夜間控制開(kāi)關(guān)“S”閉合，輸出低電平，關(guān)閉紅燈和綠燈，黃燈閃爍。輸出低電平，關(guān)閉紅燈和綠燈，黃燈閃爍。3組裝和調(diào)試結(jié)果分析3.1硬件電路板的調(diào)試當(dāng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)從原理圖、制板到實(shí)物焊接安裝完成之后，就開(kāi)始進(jìn)行硬件的調(diào)試。硬件調(diào)試的常用工具有仿真器、萬(wàn)用表等。硬件調(diào)試時(shí)會(huì)遇到一些問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)一些問(wèn)題可能考慮不周全，那么出現(xiàn)的問(wèn)題就要在調(diào)試階段解決。在硬件電路板調(diào)試的過(guò)程中，如果出現(xiàn)系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定情況，可能的原因主要有以下幾種:主板負(fù)載過(guò)大;電源系統(tǒng)供電不足;公共地線接觸不良等，根據(jù)出現(xiàn)具體的的問(wèn)題查出原因再解決。本系統(tǒng)的硬件調(diào)試是在節(jié)省時(shí)間、資源和保證成功率的前提下，進(jìn)行分模塊調(diào)試，在調(diào)試己經(jīng)成功的模塊基礎(chǔ)上，逐漸加入未調(diào)試模塊，然后分級(jí)調(diào)試下去，保證逐級(jí)調(diào)試，在最有效的時(shí)間內(nèi)，使整塊開(kāi)發(fā)板能經(jīng)過(guò)調(diào)試并按預(yù)先的要求正常運(yùn)行。對(duì)于電源電路、時(shí)鐘電路、LED顯示電路、硬件電路板調(diào)試以及主控芯片、控制單元接口電路、下載線配置電路電路的調(diào)試需要注意幾個(gè)問(wèn)題:(1)接口的連接點(diǎn)是否連接好。(2)LED燈是否完好。(3)各焊點(diǎn)焊接是否可靠。3.2軟件調(diào)試與仿真軟件調(diào)試與所選擇的程序設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件結(jié)構(gòu)有關(guān)，經(jīng)過(guò)檢查系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場(chǎng)、I/O口的狀態(tài)和RAM的內(nèi)容，檢驗(yàn)程序執(zhí)行結(jié)果是否符合要求。通過(guò)調(diào)試檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)程序中錯(cuò)誤，比如機(jī)器碼錯(cuò)誤、死循環(huán)、轉(zhuǎn)移地址錯(cuò)誤等，同時(shí)也可以檢測(cè)出系統(tǒng)中的軟件算法、硬件故障及設(shè)計(jì)錯(cuò)誤?？梢栽谡{(diào)試檢測(cè)過(guò)程中不斷進(jìn)行系統(tǒng)硬件和軟件調(diào)整。本系統(tǒng)是分模塊調(diào)試，首先單片機(jī)控制器及ARM控制板模塊進(jìn)行調(diào)試，然后把它們與主控計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行綜合調(diào)試。反復(fù)調(diào)試運(yùn)行多次，除了觀察系統(tǒng)穩(wěn)定性之外，還要觀察系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的功能是否符合預(yù)定的設(shè)計(jì)要求等，必要的話可以做適當(dāng)?shù)男拚?。交通燈原理圖如下：我們用proteus軟件對(duì)此原理圖進(jìn)行仿真。仿真圖如下：3.3系統(tǒng)調(diào)試本硬件模擬系統(tǒng)是模擬城市交叉路口的交通控制,實(shí)物只考慮十字路口情況,信號(hào)燈設(shè)置為紅、黃、綠三色和倒計(jì)時(shí)器,運(yùn)行系統(tǒng)的控制方案,實(shí)現(xiàn)交通燈管理系統(tǒng)的控制功能。交叉路口單片機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)的控制命令,直接控制交通燈及倒計(jì)時(shí)器的輸出。模擬系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行,設(shè)定定周期控制方案,系統(tǒng)能穩(wěn)定執(zhí)行控制方案,信號(hào)燈能按照預(yù)設(shè)方案顯示。在模擬系統(tǒng)中人為制造信號(hào)燈故障,當(dāng)燈出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)檢測(cè)出故障并發(fā)出警報(bào),實(shí)現(xiàn)路口定時(shí)控制及信號(hào)燈一故障檢測(cè)等預(yù)設(shè)的功能。3.4結(jié)果分析通過(guò)實(shí)物模擬運(yùn)行,交通燈控制的基本工作過(guò)程運(yùn)行良好。紅、綠、黃信號(hào)燈及倒計(jì)時(shí)器顯示正常。定周期控制,通過(guò)多次設(shè)定定時(shí)燈控方案,觀察系統(tǒng)的運(yùn)行情況,調(diào)試結(jié)果表明系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。分時(shí)段控制,在一天中交通流量可分為兒種狀態(tài)高、一般、低,對(duì)應(yīng)將一天分為兒個(gè)時(shí)段,每個(gè)階段設(shè)置對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)間方案,系統(tǒng)模擬運(yùn)行,人工設(shè)定分時(shí)段燈控方案,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)這種有效控制。應(yīng)急響應(yīng)控制,系統(tǒng)模擬交通道路現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的急通情況,通過(guò)紅外遙控,系統(tǒng)接收到控制信號(hào),立即轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序,執(zhí)行緊急燈控方案,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)緊急情況的出現(xiàn)。故障檢測(cè),在模擬系統(tǒng)中人為制造信號(hào)燈故障,當(dāng)燈出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)發(fā)出警報(bào),并向上位機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤代碼。多次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能及時(shí)檢測(cè)出故障。上位機(jī)根據(jù)信息采集制定控制方案,根據(jù)車流量動(dòng)態(tài)改變信號(hào)燈運(yùn)行結(jié)果,因不能對(duì)實(shí)際道路的車輛情況取樣,根據(jù)傳感器工作原理,人為制造不同輸入,系統(tǒng)會(huì)因輸入的不同而產(chǎn)生不同的輸出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的交通信息,輸出不同的燈控方案。經(jīng)過(guò)多次模擬調(diào)試實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明系統(tǒng)可以按照控制方案進(jìn)行穩(wěn)定地運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能。4結(jié)論與展望4.1結(jié)論科技的進(jìn)步推動(dòng)了交通工具的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則使交通量急劇增長(zhǎng)并加劇了交通堵塞。規(guī)模龐大的交通系統(tǒng)以及傳統(tǒng)交通管理方法的局限性，迫使人們要利用更高的智能化技術(shù)解決交通控制問(wèn)題。隨著智能交通管理系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)交叉路口交通信號(hào)控制器的要求也不斷提高。我國(guó)的城市道路交通系統(tǒng)復(fù)雜而龐大，良好的交通燈管理系統(tǒng)可以對(duì)城市道路交通進(jìn)行有效管理，可以減少甚至消除可能引起事故的交通沖突點(diǎn)，可以使交通流的延誤時(shí)間最小，增加與交叉路口各車道的通行能力，對(duì)實(shí)現(xiàn)道路交通的安全、快速與舒適具有現(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。本論文的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)電路等各方面優(yōu)化與之前的設(shè)計(jì)，通過(guò)多次的制作驗(yàn)證，本電路能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作，效果良好，能對(duì)交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)人員起到很高的參考價(jià)值。本論文研究的交通燈管理系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點(diǎn):(1)本系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的信號(hào)燈管理系統(tǒng)。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)一般不具有互聯(lián)網(wǎng)控制功能，不能實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)控制。本系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了交通燈系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制，這樣可以對(duì)城市交通整體進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提高城市交叉路口的通行效率，改善城市的交通狀況。(2)采用ARMS和AT89S52單片機(jī)共同作為控制器的核心控制部件，傳統(tǒng)的交通燈控制器通常采用一種微處理器，本系統(tǒng)充分利用了各種微處理器的特點(diǎn)，使各個(gè)處理器的優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮，從而控制器的功能更強(qiáng)大。(3)交通信息實(shí)時(shí)采集，地感線圈采集到的交通信息通過(guò)單片機(jī)傳送給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)的交通信息進(jìn)行控制方案的調(diào)整。(4)紅外遙控實(shí)時(shí)控制。根據(jù)交通現(xiàn)場(chǎng)的要求，比如當(dāng)交通現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可以通過(guò)紅外遙控的方式現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)燈的狀態(tài)，從而達(dá)到方便、有效地控制。(5)信號(hào)燈故障檢測(cè)。系統(tǒng)硬件電路特別添加了信號(hào)燈故障檢測(cè)電路，檢測(cè)方法包括電流檢測(cè)法和電壓檢測(cè)法，當(dāng)信號(hào)燈損壞、電路斷路以及可控硅出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以通過(guò)檢測(cè)電路檢測(cè)到。4.2展望智能交通燈管理系統(tǒng)是基于多學(xué)科的高科技產(chǎn)物，得益于多種科技領(lǐng)域的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)、通信等領(lǐng)域的發(fā)展成果。隨著交通道路的發(fā)展，道路情況日益復(fù)雜，對(duì)交通信號(hào)燈管理系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。由于時(shí)間緊迫且個(gè)人水平有限，難以對(duì)各個(gè)方面都進(jìn)行細(xì)致而深入的研究。本課題還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究:1、研究更有效的交通控制算法，使城市交通信號(hào)管理系統(tǒng)更加人性化、智能化。2、交通信號(hào)采集系統(tǒng)可以采用更先進(jìn)的信息采集器，比如視頻檢測(cè)器，它是基于圖像識(shí)別技術(shù)的。利用高速攝像機(jī)拍攝交通現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，并用數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)畫(huà)面進(jìn)行處理，從而得到被測(cè)車道上的車流量、車速、車型等交通控制參數(shù)，為交通管理提供準(zhǔn)確的交通信息數(shù)據(jù)，達(dá)到更加有效的交通管理和控制，有很好的使用前景。3、隨著高科技的發(fā)展，作為道路交通控制系統(tǒng)應(yīng)能為車輛提供準(zhǔn)確、及時(shí)、多樣的信息，在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)在城市中建立與控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)的集中式GPS誘導(dǎo)系統(tǒng)，并與公路的智能車輛公路系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱WHS)相銜接。致謝這篇論文的完成，標(biāo)志著我在三峽大學(xué)科技學(xué)院的學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。四年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)瞬即逝，在這四年當(dāng)中我不僅學(xué)到了豐富的知識(shí)還培養(yǎng)了學(xué)習(xí)能力，還學(xué)會(huì)了如何跟他人相處更好的適應(yīng)社會(huì)，使我受益終生。即將離別母校，更覺(jué)感激與不舍。本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師翁漢琍老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到論文的最終完成，翁老師為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心，雖身負(fù)教學(xué)、科研重任，仍多次詢問(wèn)我的研究進(jìn)程，為我指點(diǎn)迷津。翁老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，讓我學(xué)到了很多。感謝李雪華學(xué)長(zhǎng)，我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到問(wèn)題的時(shí)候總會(huì)細(xì)心的指導(dǎo)講解，直到我弄懂為止。學(xué)長(zhǎng)解決問(wèn)題是開(kāi)闊的視野清晰地思路嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度是我以后學(xué)習(xí)生活的榜樣。感謝我的室友同學(xué)。我們?cè)谝黄鸲冗^(guò)了很多快樂(lè)開(kāi)心的日子。在他們的幫助下我順利的解決了生活中遇到的各種困難。最后深深的感謝呵護(hù)我成長(zhǎng)的父母。每當(dāng)我遇到困難的時(shí)候父母總是第一個(gè)給我鼓勵(lì)的人?；仡?0多年來(lái)走過(guò)的路每一個(gè)腳印都浸滿著他們無(wú)私的關(guān)愛(ài)和諄諄教誨10年的在外求學(xué)之路寄托著父母對(duì)我的殷切期望。他們?cè)诰裆虾臀镔|(zhì)上的無(wú)私支持堅(jiān)定了我追求人生理想的信念。父母的愛(ài)是天下最無(wú)私的最寬厚的愛(ài)。大恩無(wú)以言報(bào)惟有以永無(wú)止境的奮斗期待將來(lái)輝煌的事業(yè)讓父母為之驕傲。我亦相信自己能達(dá)到目標(biāo)。最后向所有關(guān)心我的親人、師長(zhǎng)和朋友們表示深深的謝意。參考文獻(xiàn)[1]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).北京:清華大學(xué)出版社,1998.[2]馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.[3]蔡美琴.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2004.53[4]陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用:基于KeilC與Proteus.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2010.[5]陳志旺,陳志如,閻巍山.51系列單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京:電子工業(yè)出版社,2010.[6]陸坤.電子設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.119[7]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程:入門(mén)、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略.北京:電子工業(yè)出版社,2009.[8]張志良.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.127.[9]毛敏.MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2006.[10]張積東.單片機(jī)51/98開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.97.[11]崔寶俠,楊繼平.城市交通燈信號(hào)配時(shí)控制器優(yōu)化的一種新策略[J].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,10:554-559.[12]查振亞,葉向陽(yáng).智能交通燈控制系統(tǒng)[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào).2005,25(3):255-260.[13]荊便順.交通控制工程[M].北京:人民交通出版社,1995.[14]李明.基于微波檢測(cè)器交通燈智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版.2007,33(4):284-288.[15]陳賾,朱如琪.在系統(tǒng)可編程技術(shù)實(shí)際教程[M].北京:科學(xué)出版社,2002.[16]ZengSuqiong.InquiryintoEDATechnologyintheExperimentofDigitalSystemCircuitDesign.ExperimentScienceandTechnology.2005[17]MaXiaojun,TongJiarong.DesignandImplementationofANewFPGAArchitecture.5~(th)InternationalConferenceonASICProceedings.2003[18]ZhangHuanren.TheapplicationofLanguageVHDLinPowerStationControlSystem.ProceedingsIMECE‘2003the5~(th)InternationalMarineElectrotechnologyConference.[19]LANYunwei(GuangdongElectronPowerIndustrySchool,Guangzhou,510520,China).SimulationofTrafficLightControlSystemBasedonFPGA.ModernElectronicsTechnique.2006[20]ZHAOKeping,WANGWei(InformationandCommunicationEngineeringCollege,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin,300160,China).DesignaboutDisplayforLatticeArrayBasedonControlofFPGA.ModernElectronicsTechnique.2006[21]ZhouWeiHeJianyingNieJugeng(GPSEngineeringResearchCenter,WuhanUniversity,Wuhan430079).ImplementationoftheProgrammingandConfiguringofCPLDandFPGA.Computer&DigitalEngineering.2006附件：源程序代碼#include<reg52.h> //調(diào)用單片機(jī)頭文件#defineucharunsignedchar//宏定義"uchar"代替"unsignedchar"。#defineuintunsignedint //宏定義"uint"用來(lái)定義無(wú)符號(hào)整型數(shù)。#include"eeprom52.h"http://數(shù)碼管段選定義0123 4 5 6 7 8 9 ucharcodesmg_du[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,// A B C D EF 不顯示 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff}; //斷碼 uchardis_smg[8]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}; ucharsmg_i=4;//顯示數(shù)碼管的個(gè)位數(shù)//數(shù)碼管位選定義sbitsmg_we1=P2^0; //數(shù)碼管位選定義sbitsmg_we2=P2^1;sbitsmg_we3=P3^6;sbitsmg_we4=P3^7;chardx_s=0; //東西南北倒計(jì)時(shí)變量sbitdx_red=P2^4; //東西紅燈sbitdx_green=P2^3; //東西綠燈sbitdx_yellow=P2^2; //東西黃燈sbitnb_red=P2^7; //南北紅燈sbitnb_green=P2^6; //南北綠燈sbitnb_yellow=P2^5; //南北黃燈 ucharflag_jtd_mode;//交通燈的模式根據(jù)時(shí)間bitflag_1s=0;bitflag_500ms;bitflag_dx_nb; //東西南北模式ucharflag_5m_value;uchari;ucharflag_alarm; //模式uchardx_time=30,nb_time=20;//東西、南北的時(shí)間ucharflag_jdgz;//交通管制/***********************數(shù)碼位選函數(shù)*****************************/voidsmg_we_switch(uchari){ switch(i) { case0:smg_we1=0;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=1;break; case1:smg_we1=1;smg_we2=0;smg_we3=1;smg_we4=1;break; case2:smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=0;smg_we4=1;break; case3:smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=0;break; } }/******************把數(shù)據(jù)保存到單片機(jī)內(nèi)部eeprom中******************/voidwrite_eeprom(){ SectorErase(0x2000); byte_write(0x2000,dx_time); byte_write(0x2001,nb_time); byte_write(0x2058,a_a); }/******************把數(shù)據(jù)從單片機(jī)內(nèi)部eeprom中讀出來(lái)*****************/voidread_eeprom(){ dx_time=byte_read(0x2000); nb_time=byte_read(0x2001); a_a=byte_read(0x2058);}/**************開(kāi)機(jī)自檢eeprom初始化*****************/voidinit_eeprom() ///開(kāi)機(jī)自檢eeprom初始化{ read_eeprom(); //先讀 if(a_a!=1) //新的單片機(jī)初始單片機(jī)內(nèi)問(wèn)eeprom { a_a=1; dx_time=30; nb_time=20;//東西、南北的時(shí)間 write_eeprom(); //保存數(shù)據(jù) } }/*********************************************************************名稱:delay_1ms()*功能:延時(shí)1ms函數(shù)*輸入:q*輸出:無(wú)***********************************************************************/voiddelay_1ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<110;j++);}/*********************************************************************名稱:display()*功能:數(shù)碼管顯示*輸入:無(wú)*輸出:無(wú)***********************************************************************/voiddisplay(){ uchari; for(i=0;i<smg_i;i++) { P0=0xff; //消隱 smg_we_switch(i); //位選 P0=dis_smg[i]; //段選 delay_1ms(3); }}/*********************定時(shí)器0、定時(shí)器1初始化******************/voidtime0_init() { EA=1; //開(kāi)總中斷 TMOD=0X11; //定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1 ET0=1; //開(kāi)定時(shí)器0中斷 TR0=1; //允許定時(shí)器0定時(shí)// ET1=1; //開(kāi)定時(shí)器1中斷// TR1=1; //允許定時(shí)器1定時(shí) }/*********************交通燈處理函數(shù)*********************************/voidjiaotongdeng_dis(){ if(flag_1s==1) { flag_1s=0; if(dx_s==0) { if(flag_dx_nb==1) dx_s=nb_time; //南北時(shí)間 else dx_s=dx_time; //東西時(shí)間 flag_dx_nb=~flag_dx_nb; } dx_s--; } dis_smg[0]=smg_du[dx_s%10]; dis_smg[1]=smg_du[dx_s/10]; dis_smg[2]=smg_du[dx_s%10]; dis_smg[3]=smg_du[dx_s/10];/***********************南北時(shí)間*********************************/ if(flag_dx_nb==0) { if(dx_s>5) { dx_red=1;//滅 dx_green= 0; //亮 dx_yellow=1; //滅 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //滅 nb_yellow=1; //滅 flag_5m_value=0; }elseif(dx_s<=5) //當(dāng)小于5秒時(shí)黃燈要閃了 { dx_red=1;//滅 dx_green= 1; //滅 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //滅 nb_yellow=1; //滅 if(flag_500ms==0) { dx_yellow=0;//亮 } else { dx_yellow=1;//滅 } } }/***********************東西時(shí)間*********************************/ if(flag_dx_nb==1) { if(dx_s>5) { dx_red=0;//亮 dx_green= 1; //滅 dx_yellow=1; //滅 nb_red=1;//滅 nb_green= 0; //亮 nb_yellow=1; //滅 flag_5m_value=0; }elseif(dx_s<=5) //當(dāng)小于5秒時(shí)黃燈要閃了 { dx_red=0;//滅 dx_green= 1; //滅 dx_yellow=1; //滅 nb_red=1;//滅 nb_green= 1; //滅 if(flag_500ms==0) //黃燈閃爍 { nb_yellow=0; //亮 } else { nb_yellow=1; //滅 } } } }/********************獨(dú)立按鍵程序*****************/ucharkey_can; //按鍵值voidkey() //獨(dú)立按鍵程序{ staticucharkey_new; key_can=20;//按鍵值還原 P1|=0x1f; if((P1&0x1f)!=0x1f) //按鍵按下 { delay_1ms(1); //按鍵消抖動(dòng) if(((P1&0x1f)!=0x1f)&&(key_new==1)) { //確認(rèn)是按鍵按下 key_new=0; switch(P1&0x1f) { case0x1e:key_can=1;break; //得到按鍵值 case0x1d:key_can=2;break; //得到按鍵值 case0x1b:key_can=3;break; //得到按鍵值 case0x17:key_can=4;break; //得到按鍵值 } } } else key_new=1; }ucharmenu_1,flag_s;/********************設(shè)置函數(shù)*****************/voidkey_with(){ if(key_can==4)//交通管制按鍵 { flag_jdgz++; if(flag_jdgz>5) flag_jdgz=0; if(flag_jdgz==1) //全部亮紅燈 { dx_red=0;//亮 dx_green= 1; //滅 dx_yellow=1; //滅 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //滅 nb_yellow=1; //滅 } if(flag_jdgz==2) //東西紅燈南北綠燈 { dx_red=0;//亮 dx_green= 1; //滅 dx_yellow=1; //滅 nb_red=1;//滅 nb_green= 0; //亮 nb_yellow=1; //滅 } if(flag_jdgz==3) //南北紅燈東西綠燈 { dx_red=1;//滅 dx_green= 0; //亮 dx_yellow=1; //滅 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //滅 nb_yellow=1; //滅 } if(flag_jdgz==4) //南北綠燈東西綠燈 { dx_red=1;//滅 dx_green= 0; //亮 dx_yellow=1; //滅 nb_red=1;//滅 nb_green= 0; //亮 nb_yellow=1; //滅 } if(flag_jdgz==5) //南北黃燈東西黃燈 { dx_red=1;//滅 dx_green= 1; //滅 dx_yellow=0; //亮 nb_red=1;//滅 nb_green= 1; //滅 nb_yellow=0; //亮 } } if(key_can==1) //設(shè)置鍵 { menu_1++; if(menu_1>=3) { menu_1=0; } } if(menu_1==1) //設(shè)置東西的時(shí)間 { if(key_can==2) { dx_time++; //加1 if(dx_time>99) dx_time=99; } if(key_can==3) { dx_time--; //減1 if(dx_time<=10) dx_time=10; } dis_smg[0]=smg_du[10]; //顯示為A dis_smg[1]=smg_du[10]; //顯示為A dis_smg[2]=smg_du[dx_time%10]; //顯示東西設(shè)置的時(shí)候 dis_smg[3]=smg_du[dx_time/10]; write_eeprom();//保存數(shù)據(jù) } if(menu_1==2) //設(shè)置南北的時(shí)間 { if(key_can==2) { nb_time++; //加1 if(nb_time>99) nb_time=99; } if(key_can==3) { nb_time--; //減1 if(nb_time<=10) nb_time=10; } dis_smg[0]=smg_du[11]; //顯示為B dis_smg[1]=smg_du[11]; //顯示為B dis_smg[2]=smg_du[nb_time%10]; //顯示東西設(shè)置的時(shí)候 dis_smg[3]=smg_du[nb_time/10]; write_eeprom();//保存數(shù)據(jù) }}/*********************************************************************名稱:main()*功能:實(shí)現(xiàn)燈的閃爍*輸入:無(wú)*輸出:無(wú)***********************************************************************/voidmain(){ P0=P1=P2=P3=0XFF;//IO口全部輸出為1 time0_init(); init_eeprom(); ///開(kāi)機(jī)自檢eeprom初始化 dx_s=nb_time; //東西時(shí)間 while(1) { key(); if(key_can<20) key_with();// menu_dis(); if((menu_1==0)&&(flag_jdgz==0)) jiaotongdeng_dis(); display(); }}/*********************定時(shí)器0中斷服務(wù)程序************************/voidtime0_int()interrupt1{ staticucharvalue; //定時(shí)10ms中斷一次 TH0=0x3c; TL0=0xb0;//50ms value++; flag_5m_value++; if(flag_5m_value%10==0) flag_500ms=~flag_500ms; if(value>=20) { value=0; flag_1s=1; }}基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究HYPERLI