【基于單片機(jī)的智能交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)8600字（論文）】

基于單片機(jī)的智能交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)摘要：本系統(tǒng)以STC89C51單片機(jī)為核心，由74HC245電路以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示部件構(gòu)成。系統(tǒng)由兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過按鍵對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，且具有蜂鳴器提示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。關(guān)鍵詞：交通燈；單片機(jī)；顯示；計(jì)時(shí)目錄1引言 11.1交通信號(hào)燈簡介 11.2交通信號(hào)燈發(fā)展現(xiàn)狀 21.3本課題研究的背景、目的和意義 22系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及要求 32.1交通燈控制系統(tǒng)通行方案設(shè)計(jì) 32.2單片機(jī)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)功能要求 52.2.1顯示模塊功能 62.2.2按鍵模塊功能 62.3單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理 63系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 83.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成 83.2單片機(jī)系統(tǒng) 83.3顯示系統(tǒng) 113.3.1LED顯示系統(tǒng) 113.3.2數(shù)碼管顯示 123.4信號(hào)顯示驅(qū)動(dòng)電路 133.5鍵盤輸入電路 144系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 174.1程序主體設(shè)計(jì)流程 174.2子程序模塊設(shè)計(jì) 185結(jié)束語 20參考文獻(xiàn) 231引言1.1交通信號(hào)燈簡介如今,每個(gè)十字路口都已經(jīng)安裝了各種交通警示信號(hào)燈,已然逐漸成為人們疏導(dǎo)道路交通最常用、最有效的交通手段。它們由一種紅色、綠色和一種黃色的三個(gè)圓形大型前照燈罩所組成。它們被分別安裝在紐約第五廣場大街的一座金字塔上。紅色符號(hào)代表"停",綠色代表"走"。在1918年,有紅綠燈和紅外線燈。一個(gè)方法是需要安裝一個(gè)地下室的壓力敏感探測(cè)器,一種方法是是使用一個(gè)喇叭自動(dòng)打開一個(gè)交通燈,當(dāng)車輛司機(jī)開車遇到一個(gè)紅燈時(shí),按喇叭把一個(gè)紅燈打開變成一個(gè)綠燈,當(dāng)車輛行人已經(jīng)爬上了對(duì)壓力敏感的高速道路時(shí),可以接過街的人。紅外線和激光束照射可以將交通信號(hào)燈的出現(xiàn)紅燈時(shí)間延長很短一段時(shí)間,延遲可使車輛的動(dòng)力釋放延長時(shí)間,避免道路交通安全事故的頻繁發(fā)生,信號(hào)燈的經(jīng)常出現(xiàn)不僅可以有效率地控制道路交通,對(duì)高速驅(qū)動(dòng)道路交通的氣流起著達(dá)到重要控制作用,在1968年,聯(lián)合國在《道路交通協(xié)定》和《道路標(biāo)志和信號(hào)》中明確定義了各種交通信號(hào)的基本含義。綠燈通常是一種交通信號(hào)。綠燈前面的駕駛車輛一般可以選擇直行,左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn),除非另一個(gè)紅色標(biāo)志指示禁止有人駕駛。左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的其他車輛必須需要優(yōu)先區(qū)別考慮在這個(gè)交叉口合法進(jìn)行駕駛的其他車輛和通過這個(gè)交叉口的其他行人。紅燈和汽車禁止通行的預(yù)警信號(hào)。在交叉口,紅燈前面的其他車輛必須直接停在綠色停車線后面。黃燈信號(hào)是一個(gè)具有警告性的信號(hào)。有些亮黃燈的小型車輛不能安全越過你的停車線,但當(dāng)它們因?yàn)殡x你的停車線太近而不能安全進(jìn)行停車時(shí),它們?nèi)匀豢梢灾毙羞M(jìn)入交叉口。電子機(jī)械科學(xué)信息技術(shù)的不斷迅猛發(fā)展為其帶來了巨大的社會(huì)改變,現(xiàn)代家用電子技術(shù)與現(xiàn)代機(jī)械科學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合進(jìn)而逐步催生和產(chǎn)生了大量先進(jìn)的家用電子產(chǎn)品。其中國在單片式主機(jī)鄰域的行業(yè)發(fā)展愈發(fā)迅速。由于它的特殊部件結(jié)構(gòu),在諸多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了普通數(shù)控微機(jī)所可能無法直接完成的各種控制功能,具有各種高性能、低部件價(jià)格、高集成度、小部件尺寸、高可靠性、控制系統(tǒng)功能強(qiáng)、低電壓的諸多特點(diǎn)。單片機(jī)在各種鄰域中都有廣闊的應(yīng)用前景。1.2交通燈的發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)在,交通安全信號(hào)燈的品牌種類很多。有些用了cpld來直接實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通運(yùn)行信號(hào)燈的自動(dòng)控制。有些用戶用plc來自動(dòng)控制道路交通燈。有的用單片機(jī)用來控制道路交通燈。在中國,交通燈往往都是設(shè)置在十字路口。紅,綠,黃三個(gè)調(diào)色燈分別用來表示不同的道路交通信號(hào),并且還兼具倒計(jì)時(shí)交通顯示器的功能可用來實(shí)時(shí)控制道路行人和其他車輛的正常通行。一般來說,這種燈能保證行人和車輛的暢通和安全。但是,從現(xiàn)在我國交通流量不斷增加的發(fā)展情況來看,還存在很多不足的方面。比如,如果車輛放行時(shí)間是固定的,那么交叉口東西向和南北向的車流相差很大,那么如何給車流較大的主干道更多的放行時(shí)間就成了一個(gè)問題。1.3本課題研究的背景、目的和意義隨著我國城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量的不斷增加,諸多城市出現(xiàn)了十字路口車輛堵塞,交通超負(fù)荷運(yùn)作的問題。自上世紀(jì)80年代末以來,許多城市紛紛修建了高速路用來解決此類問題。在高速路建成的初期,這一決定一定程度上解決了車輛堵塞的現(xiàn)象。然而,隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的迅猛發(fā)展、人民生活水平的不斷提高,以及城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加和高速公路教高的發(fā)展成本,該決策逐漸失去了原有的預(yù)期效果。用何種有效方法運(yùn)用來最大最高限度地有效緩解城市交通出行壓力,已逐漸成為城市交通管理者和相關(guān)城市規(guī)劃建設(shè)部門當(dāng)前急需解決的重大問題。當(dāng)前,我國各大城市仍普遍采用的是傳統(tǒng)的沒有紅綠燈的自動(dòng)控制通行方式。隨著現(xiàn)代城市國民經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展以及其對(duì)交通流量的需求不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)的交通紅綠燈的自動(dòng)控制放行方式所可能存在的一些問題愈發(fā)明顯:每當(dāng)車輛開始放行時(shí),交叉口往往都會(huì)出現(xiàn)不同的車道交通量和車流量,而各主干道的車輛放行截止時(shí)間卻是一致的。如此造成大量車輛停駛和擁堵,但僅僅改變主干道開通的時(shí)間在這段時(shí)間形成的盲點(diǎn),無法最大限度地緩解交通壓力。當(dāng)主路車輛較多,車流較大時(shí),不能及時(shí)改變交通時(shí)間,延長主路交通時(shí)間,造成交通擁堵。為了更好地解決這類問題，本文介紹的系統(tǒng)通過紅外感應(yīng)裝置對(duì)車流量進(jìn)行檢測(cè)并顯示，隨即利用單片機(jī)對(duì)路口的交通流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并計(jì)數(shù)，然后執(zhí)行處理程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈的智能控制，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)交通流量對(duì)交通信號(hào)燈的進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。該系統(tǒng)具有成本低，實(shí)用性好，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及要求2.1單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)通行方案設(shè)計(jì)設(shè)置在十字路口，分為東西向和南北向。在任何時(shí)間，交通只有一個(gè)方向，同時(shí)另一個(gè)方向是禁止通行的。并且它會(huì)持續(xù)一段時(shí)候。在較短的時(shí)間延時(shí)后，通行的方向會(huì)發(fā)生改變。具體情況如圖2.1所示。注：黑表示打開，白表示關(guān)閉。業(yè)務(wù)狀態(tài)從狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)6，然后循環(huán)到狀態(tài)1。通過對(duì)交叉口紅綠燈狀態(tài)的論證和分析，能小結(jié)出這四種狀態(tài)，如圖2．1所示。圖2.1交通狀態(tài)東西方向紅燈熄滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈熄滅，同時(shí)紅燈亮，倒數(shù)20秒。這種狀態(tài)下禁止東西通行，允許南北通行。東西方的綠燈熄滅。同時(shí)黃色的燈亮。南北方向紅燈亮。倒計(jì)時(shí)是5秒。在這種狀態(tài)下，已經(jīng)通行中的其他車輛需要等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。南北方向紅燈熄滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈熄滅，同時(shí)紅燈亮，倒數(shù)30秒。這種狀態(tài)允許東西通行，禁止南北通行。南北方向綠燈熄滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅信號(hào)亮，倒數(shù)5秒。在這種狀態(tài)下，除了已經(jīng)通行以外還需要等待車輛的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。下面我們可以用表2.1表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系：表2.1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)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東,西,北,南四個(gè)路口分別有紅,綠,黃三個(gè)亮色燈和四個(gè)紅色數(shù)碼管。在任何一個(gè)交叉口,紅燈都是禁止車輛通過,綠燈則允許行人通過,然后黃色綠燈亮起就表示每個(gè)通行燈的狀態(tài)即將發(fā)生變化。狀態(tài)和紅綠燈狀態(tài)見表2．1。注：0表示關(guān)，1表示開。2.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計(jì)主要用于實(shí)現(xiàn)了基本的城市道路交通運(yùn)行信號(hào)指示控制信息顯示系統(tǒng)的各種應(yīng)用功能，分別用紅色，綠色和黃色來分別表示禁止通行，允許通行和等待的含義，也有倒計(jì)時(shí)顯示的功能。按鍵可實(shí)現(xiàn)緊急模式，深夜模式，復(fù)位，東西方向通行，南北方向通行，時(shí)候增加，時(shí)間減少，模式切換等各種功能。一共有四個(gè)2位的陰極數(shù)碼管，東南西北每個(gè)方向都各一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示時(shí)間，四個(gè)數(shù)碼管的陰極都直接接到STC89C51的P1口，它的陽極則直接接到74HC245芯片上，通過它的P0口來控制74HC245芯片，就能起到驅(qū)動(dòng)放大的作用。共12個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)路口各有一個(gè)紅（禁行）、綠（允許通過）、黃（警告等待）發(fā)光二極管，四個(gè)路口的二極管接到P2端口，按鍵接P3端口，蜂鳴器接P3.0。2.2.1顯示模塊功能顯示模塊分為數(shù)字管和LED顯示兩部分。倒計(jì)時(shí)燈表示如果信號(hào)顏色發(fā)生變化，駕駛員在停止和通過之間做出正確的選擇。倒計(jì)時(shí)是減少駕駛員改變燈顏色時(shí)復(fù)雜判斷的方法。那個(gè)告訴司機(jī)燈顏色變化的時(shí)間。幫助司機(jī)在停車和通過之間做出正確的選擇。兩個(gè)顯示器的結(jié)合，使設(shè)計(jì)更加合理和可靠。2.2.2按鍵模塊功能本數(shù)控系統(tǒng)對(duì)所要求的常用按鍵數(shù)量控制不多，且I／0口足夠，可直選擇采用按鍵獨(dú)立的模式。按此設(shè)置系統(tǒng)的軟件即可實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。在完全禁止?fàn)顟B(tài)下,數(shù)碼管綠燈會(huì)顯示00,紅燈顯示亮。重置系統(tǒng)按鈕將自動(dòng)重置整個(gè)系統(tǒng)的所有狀況。東西方向的通行這個(gè)方向變成綠色，變成南北方向的紅色。往南走，這個(gè)方向的綠燈亮，東西方向的紅燈亮。切換按鈕可以切換加減速方向。通過安全模塊的控制，整個(gè)系統(tǒng)靈活實(shí)用。2.3單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理十字路口，行人熙熙攘攘，來往車輛秩序井然。那么我們應(yīng)該怎樣才能實(shí)現(xiàn)這樣的控制效果呢？紅綠燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)控制信號(hào)的方法有很多。該系統(tǒng)采用STC89C51單片機(jī)、74HC245驅(qū)動(dòng)電路及周邊觸控按鍵及數(shù)字晶體管顯示器等構(gòu)成部分核心部分，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)方案。用兩個(gè)人一體的陰極數(shù)字管表示，用按鈕可以設(shè)定時(shí)機(jī)。這個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，操作簡單，擴(kuò)展性和開發(fā)功能強(qiáng)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)提高交通運(yùn)輸質(zhì)量和管理效率的功能。根據(jù)高峰路段開通后的交通情況來適當(dāng)調(diào)整主要使用干線高速道路的列車開通高峰時(shí)間,可以有效減少道路交通堵塞。交通安全控制報(bào)警系統(tǒng)還具有緊急交通控制報(bào)警功能。像這樣救護(hù)車和救護(hù)車通過的話，兩個(gè)方向的紅燈就會(huì)亮。救護(hù)車、消防車通過后，恢復(fù)原狀，提高特殊危險(xiǎn)情況應(yīng)急處理能力。這個(gè)交通燈系統(tǒng)。直接用來控制道路信號(hào)傳輸狀態(tài)的不斷變化,基本上能指導(dǎo)具體的道路交通的正常運(yùn)行。當(dāng)然，如果連接LED的數(shù)字管的話，可以顯示倒計(jì)時(shí)提醒駕駛員。人性化及安全性兼?zhèn)?。在此基礎(chǔ)上,單片機(jī)對(duì)具體控制指令進(jìn)行處理,進(jìn)而及時(shí)調(diào)整控制命令。如圖2.2所示。鍵盤運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定控制模塊對(duì)系統(tǒng)鍵盤輸入動(dòng)作模式的自動(dòng)選擇和具體的鍵盤通行動(dòng)作時(shí)間自動(dòng)設(shè)定控制信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入正常動(dòng)作處理狀態(tài),執(zhí)行控制信號(hào)實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行控制，實(shí)時(shí)顯示輸入時(shí)間數(shù)據(jù)的LED數(shù)字管。為了真正達(dá)到體現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制緊急交通事態(tài)的工作目的,需要實(shí)時(shí)自動(dòng)捕捉違反交通規(guī)則的車輛檢查和緊急狀態(tài)按鈕的警報(bào)信號(hào)。緊急停止啟動(dòng)按鈕和用戶違反軟件時(shí)，將隨時(shí)中斷或停止。據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為最小控制系統(tǒng)的核心，組成最小控制系統(tǒng)，和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，信號(hào)燈狀態(tài)模塊，LED倒計(jì)時(shí)模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如圖2.2所示。單片機(jī)單片機(jī)紅黃綠信號(hào)燈8段LED數(shù)碼管報(bào)警提示電路最小系統(tǒng)外圍接口按鍵控制驅(qū)動(dòng)顯示圖2.2系統(tǒng)的總體框圖3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成為準(zhǔn)確達(dá)到本次設(shè)計(jì)所提出各種要求的功能，可選用STC89C51單片機(jī)及外圍設(shè)備組成最小自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中的12個(gè)彩色發(fā)光信號(hào)二極管由紅、綠、黃4個(gè)燈構(gòu)成來具體顯示其對(duì)應(yīng)的各種燈光模式。8個(gè)LED由東、西、南、北組成逆計(jì)算顯示模塊。多個(gè)鍵盤配置時(shí)間設(shè)定、模式選擇按鈕和緊急按鈕。該系統(tǒng)以宏處理器為中心進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的圖像處理和自動(dòng)控制的功能。系統(tǒng)硬件電路由宏處理器、狀態(tài)燈、LED顯示器、驅(qū)動(dòng)電路、按鈕等構(gòu)成。具體硬件電路圖如圖3.1所示。3.2單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)也就是由串口集成控制電路和單芯片的各種接口組件全部集成而來組成的微型電子計(jì)算機(jī),包括中央處理器的CPU、RAM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器的ROM、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘組件和I／O接口電路的集成。單片機(jī)以其結(jié)構(gòu)體積小、價(jià)格低、可靠性高、開發(fā)快和應(yīng)用方便等幾大優(yōu)點(diǎn),在我國現(xiàn)代通用電子技術(shù)和機(jī)械工業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的技術(shù)應(yīng)用。在開發(fā)智能醫(yī)療儀器設(shè)備方面,單片機(jī)技術(shù)是其最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在自動(dòng)控制系統(tǒng)方面,人們?cè)絹碓蕉嗟仃P(guān)注利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的低部件成本、小部件體積、可靠性和自動(dòng)控制的系統(tǒng)靈活性。在各種測(cè)試儀器中,單片機(jī)的廣泛引入應(yīng)用使各種測(cè)試儀器更加智能化,提高了各種測(cè)試的儀器自動(dòng)化管理程度和儀器測(cè)試操作精度,提高了各種計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算運(yùn)行速度,簡化了各種儀器的內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),提高了效率。單片機(jī)的四個(gè)I／O口均為8位雙向口，結(jié)構(gòu)基本相同但各有特點(diǎn)。單片發(fā)電機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振蕩產(chǎn)生主要有兩種驅(qū)動(dòng)方式:一種方法是內(nèi)部電路時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)方式,另一種方式是外部電路時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)方式,單片發(fā)電機(jī)內(nèi)部同時(shí)存在兩個(gè)電路板的振蕩。當(dāng)一個(gè)石英光電晶體與一個(gè)單片機(jī)的兩個(gè)xtal1和c的xtal2aos單片相連時(shí),在這個(gè)單片的電機(jī)內(nèi)部就會(huì)形成一個(gè)小型自激脈沖振蕩器,產(chǎn)生一個(gè)放在手表上的脈沖振動(dòng)信號(hào),圖中c1和c和c2電容器的主要作用之一是穩(wěn)定振動(dòng)頻率,快速降壓啟動(dòng)手表振動(dòng)。電容頻率值為5-30pf,典型頻率值為30pf,頻率測(cè)量范圍分別為1.2-12mhz,典型頻率值為12mhz和11.0592mhz。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)stc89c51引腳引入高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)，就會(huì)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作（如果引腳保持高電平，MCU將處于周期復(fù)位狀態(tài)）。復(fù)位電路一般采取直接按下復(fù)位按鍵來實(shí)現(xiàn)以及上電自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位兩種實(shí)現(xiàn)方式，在最簡單的自動(dòng)復(fù)位中，自動(dòng)復(fù)位電源是由外部的復(fù)位電路來完成的，只要VCC增加時(shí)間小于1ms，電源便可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，當(dāng)時(shí)鐘頻率為6mhz時(shí)，C為22uF，R為1K937；有時(shí)需要手動(dòng)按下復(fù)位按鈕。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)采用直接按下復(fù)位按鍵來實(shí)現(xiàn)復(fù)位的模式，手動(dòng)復(fù)位方式有電平模式和脈沖模式兩種，RST端子通過電阻與電源相連，進(jìn)行電平復(fù)位。系統(tǒng)如圖3．1所示。圖3.1單片機(jī)系統(tǒng)原理圖3.3顯示系統(tǒng)3.3.1LED顯示發(fā)光二極管,是一種新型的非固態(tài)晶體發(fā)光二極半導(dǎo)體器件,它能實(shí)現(xiàn)直接將直接將光轉(zhuǎn)化為彩色的可見高頻光,它也極有可能直接將高頻交流電直接轉(zhuǎn)化為光電能為彩色可見光。它完全徹底改變了傳統(tǒng)日光鐵絲白熾燈和鐵絲鹵鎢燈日光鐵絲粉末原色白熾燈和鐵絲日光粉末節(jié)能燈三極發(fā)光管鐵絲原色白熾燈和日光粉末原色熒光燈的傳統(tǒng)工作狀態(tài)原理,并重新設(shè)計(jì)采用了原色光電場照明。據(jù)分析,led產(chǎn)品具有使用時(shí)間上線教長,光照強(qiáng)度高,有害輻射教低,功耗低等明顯性能特征，已成為21世紀(jì)最為具有發(fā)展前途的照明設(shè)備,經(jīng)過近四十年的快速發(fā)展,led照明產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于大型景觀建筑照明和普通建筑照明,中國中國是目前世界上最大的普通照明設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)國和第二大照明出口國。隨著我國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)光光電材料的不斷發(fā)展、制造工程技術(shù)的不斷進(jìn)步以及新發(fā)光材料(環(huán)氧氮化物和環(huán)氧磷酸鈣晶體)的不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用,各種不同顏色的超高超低亮度白光得到了新的大力發(fā)展。圖3.2LED燈3.3.2數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示是一個(gè)用在半導(dǎo)體上的發(fā)光數(shù)碼器件,它的基本組成單元也就是一個(gè)發(fā)光數(shù)碼二極管，根據(jù)LED單元的連接方式，分為共陽極數(shù)碼管和共陽極陰極射線管。共陽極數(shù)碼管是一種數(shù)碼管連接所有的陽極形成一個(gè)共陽極的類型。使用共陽極數(shù)碼管時(shí)，它的公共陽極必須都連接到5V的端口。當(dāng)給定磁場中的LED陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)的磁場將點(diǎn)亮。當(dāng)給定磁場中的陰極為高電平時(shí)，普通數(shù)字陰極射線管是一種數(shù)碼管（COM），它把一根線連接到導(dǎo)管陰極上，形成一個(gè)普通陰極。當(dāng)使用普通數(shù)字陰極射線管時(shí)，必須把普通電極連接到地線上。由于其價(jià)格低廉、使用簡單，在家用電器領(lǐng)域，特別是家用電器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。圖3.3數(shù)碼管顯示3.4信號(hào)顯示驅(qū)動(dòng)電路74HC245譯碼器能接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0，A1和A2），并在啟用時(shí)提供8個(gè)互斥低效輸出（Y0到Y(jié)7）。74hc245有三個(gè)獨(dú)特的用戶使用功能模式輸入:兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。74HC138將保持所有有效，直到E1和E2設(shè)置為低，E3設(shè)置為高。通過此復(fù)合激活功能，只需要四個(gè)74h245芯片和一個(gè)逆變芯片就可以方便地進(jìn)行并行擴(kuò)展，并結(jié)合一個(gè)1-32（5線對(duì)32）譯碼器，如果選擇一個(gè)低使能輸入作為輸入數(shù)據(jù)，另一個(gè)使能輸入作為選通的目的，74h245也可以作為輸出8，未使用能力的投入應(yīng)處于適當(dāng)?shù)挠行Щ驘o效狀態(tài)。該編碼原理主要適用于典型高性能快速存儲(chǔ)器或在線傳輸電路時(shí)延較短的高速數(shù)據(jù)在線傳輸編碼系統(tǒng)的快速譯碼,在一個(gè)典型的高速編碼系統(tǒng)中，解碼器的延遲時(shí)間和性能存儲(chǔ)器的快速激活延遲通常使用高性能存儲(chǔ)器中有效的快速編碼延遲電路，這就意味著在有效密鑰編碼系統(tǒng)中，由于譯碼器延遲而引起的有效定位系統(tǒng)的譯碼時(shí)間可以完全忽略不計(jì)。hc138將八個(gè)16位輸出輸入轉(zhuǎn)換為基于三個(gè)16位二進(jìn)制輸入碼的一個(gè)低電平插入輸出,并重新啟用每個(gè)輸入設(shè)定條件。兩個(gè)有效的高或低電平輸入允許兩種輸入,一個(gè)有效的低或高電平輸入允許一個(gè)輸入可以減少一個(gè)擴(kuò)展電路所需的一個(gè)外門或者內(nèi)門的輸入數(shù)量。電纜網(wǎng)絡(luò)解碼器24不一定需要外部連接服務(wù)。電纜電源解碼器32只電纜需要外部電源逆變器。在調(diào)制解調(diào)器中的應(yīng)用中,啟用的一個(gè)輸入端口可以直接用作讀取輸入端的數(shù)據(jù)。圖3.474HC245電路圖設(shè)計(jì)中將1腳接VCC，19腳接地，在芯片的輸入端輸入高則輸出端輸出高，輸入端輸入低則輸出端輸出地，即僅僅起到驅(qū)動(dòng)作用。3.5鍵盤輸入電路單片機(jī)鍵盤的鍵盤輸入控制模式有兩種：獨(dú)立式控制鍵盤和一個(gè)矩陣控制鍵盤。在獨(dú)立市控制鍵盤的模式下，單片機(jī)的每個(gè)I／O口只接一個(gè)按鍵鍵，該按鍵的另一端口接電源或接地（一般接地）。這種連接模式具有易控制，操作簡單，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的特性。本文選擇獨(dú)立式的鍵盤控制方式。獨(dú)立的鍵盤方法是根據(jù)I/O口的電平狀況來判斷是否已經(jīng)按下了按鈕。通常鍵的一端接地，另一端連接到I/O端口。程序開始時(shí)，I/O端口為高電平。一般狀況下若沒有按鍵輸入，I/O端口保持高電平。按鍵時(shí)，I／O端口和接地之間的短路會(huì)迫使I／O端口處于低電平。釋放按鍵后，MCU內(nèi)部的上拉電阻將I／O端口保持在高電平。我們需要做的是在程序中查找I／O端口的級(jí)別狀態(tài)，然后才能知道是否有鍵操作。硬件電路如圖3．5所示：圖3.5鍵盤控制電路圖4系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)4.1程序主體設(shè)計(jì)流程整個(gè)交通系統(tǒng)控制顯示處理程序?qū)嶋H上大致可以再細(xì)分為幾個(gè)主要組成模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，控制燈光狀態(tài)程序，LED顯示程序，子狀態(tài)判斷和處理程序，緊急停車或違法判斷程序，中斷服務(wù)子程序，交通車流量的計(jì)數(shù)程序，紅綠燈時(shí)長調(diào)改程序等。整個(gè)軟件程序主要分為兩部分：按鍵處理程序和50ms掃描程序。流程圖如圖4．1所示。初始化外部中斷設(shè)置字型碼和字位碼，完成顯示定義狀態(tài)數(shù)組宏定義初始化外部中斷設(shè)置字型碼和字位碼，完成顯示定義狀態(tài)數(shù)組宏定義返回while(1)函數(shù)進(jìn)入while(1)循環(huán)I/O初始化返回while(1)函數(shù)進(jìn)入while(1)循環(huán)I/O初始化定義字位碼函數(shù)定義字位碼函數(shù)定義共陰極字型編碼表定義共陰極字型編碼表調(diào)用顯示控制函數(shù)voiddisplay調(diào)用顯示控制函數(shù)voiddisplay（）進(jìn)入主函數(shù)main()定義函數(shù)變量并初始化定義函數(shù)變量并初始化定時(shí)器0初始化定時(shí)器0初始化調(diào)用Buzzer()函數(shù)圖4.1系統(tǒng)總的流程圖4.2子程序模塊設(shè)計(jì)按鈕模塊的控制通過調(diào)用中斷來實(shí)現(xiàn)直接控制，獨(dú)立式觸摸按鈕的實(shí)現(xiàn)方法是通過利用一張主體I/O口讀取中斷口的一個(gè)電源水平電壓高低參數(shù)直接判斷鍵盤是否已經(jīng)被按下。將普通按鈕的一端接地，將另一端連接到I/O口，在程序開始時(shí)將I/O口設(shè)為高電平，不按通常鍵時(shí)將I/O口保護(hù)為高電平。鍵被按下時(shí)，該I/O口和地的短路將I/O口強(qiáng)制降低。按下按鈕釋放后，宏處理器內(nèi)部的上拉阻力將使I/O口保持在高水平。我們應(yīng)該做的事情是在程序中查一下這個(gè)I/O口的水平，然后知道有沒有按建的動(dòng)作。INT1INT0INT1INT0南北通行南北通行東西通行東西通行東西綠燈亮南北紅燈亮東西綠燈亮南北紅燈亮東西綠燈亮南北紅燈亮保持中斷保持中斷保持中斷保持中斷中斷返回中斷返回中斷返回中斷返回圖4.2中斷子程序定時(shí)電源中斷控制是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。這個(gè)定時(shí)器重新啟動(dòng)后,它就會(huì)在之前的定時(shí)值的基礎(chǔ)上加1。如果我不把Th0和tl0放在程序的開頭，它們的默認(rèn)值是0。假設(shè)一個(gè)時(shí)鐘的頻率周期是12Mhz，時(shí)鐘頻率周期12是一個(gè)機(jī)器時(shí)鐘周期，所以機(jī)器的周期是1US。如果你需要記住Th0和tl0，你需要數(shù)字216-1，另一個(gè)溢出脈沖計(jì)數(shù)器，然后它適用于中斷的CPU。因此，我們總共需要65536溢出，約65.6ms。如果50ms必須組織，必須先設(shè)置Th0和tl0的初始值，根據(jù)這個(gè)初始值，記錄50000位數(shù)字后，每50米就有一次定時(shí)器溢出。當(dāng)我們需要編程1s時(shí)，溢出計(jì)時(shí)器就會(huì)發(fā)生。當(dāng)我們編寫程序時(shí)，當(dāng)我們產(chǎn)生20次50ms中斷時(shí)，它被認(rèn)為是1s，中斷系統(tǒng)包括輸出數(shù)據(jù)更新程序和各種狀態(tài)處理程序。中斷程序的流程圖如圖4．3所示。定義1s定時(shí)中斷入口定義1s定時(shí)中斷入口設(shè)置字型碼和字位碼，完成數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示啟動(dòng)定時(shí)器中斷設(shè)置字型碼和字位碼，完成數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示啟動(dòng)定時(shí)器中斷關(guān)閉定時(shí)器0初始化定時(shí)器0關(guān)閉定時(shí)器0初始化定時(shí)器0計(jì)數(shù)變量自加1計(jì)數(shù)變量自加1圖4.3定時(shí)中斷流程圖5結(jié)束語經(jīng)過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲了很多?？偟膩碚f，主要有以下幾個(gè)方面：（1）通過本次的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能將原來專業(yè)所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與教學(xué)實(shí)踐很好的有機(jī)結(jié)合，充分利用到了所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)亦鞏固了本科期間所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。同時(shí)，同時(shí),我也深刻意識(shí)到自己理論知識(shí)能力結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重缺陷,了解到認(rèn)真掌握學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)的巨大重要性。（2）進(jìn)