交通信號燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、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)用地磁線圈檢測車流量、實(shí)時調(diào)整智能化控制的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，將地磁線圈監(jiān)測、單片機(jī)監(jiān)控保護(hù)、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。at89系列單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)由at89c52單片機(jī)、交通燈顯示、led倒計時、車流量檢測及調(diào)整、盲人通行報警提示、緊急處理、時間模式手動設(shè)置、看門狗監(jiān)控保護(hù)等模塊組成。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有通行

2、時間手動設(shè)置、可倒計時顯示、緊急情況處理、車流量檢測及調(diào)整、盲人通行提示等相關(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)交通控制系統(tǒng)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)擁有的各項功能，二是進(jìn)行系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計和基本功能要求，包括系統(tǒng)硬件的介紹。三是進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要介紹了系統(tǒng)主程序及設(shè)計中個別重要模塊的程序流程圖。本設(shè)計是以硬件和軟件相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，文中給出了具體的硬件電路圖和軟件流程圖。關(guān)鍵詞：交通控制；地磁線圈檢測；at89c52；盲人通行提示abstracttraffic co

3、ntrol system is a modern society with logistics, transportation and other transportation development a unique set of public management system. to ensure the effective safety traffic, except for a series of traffic rules, also must pass a certain scientific and technological means to achieve. based o

4、n current traffic control based on the thorough analysis, application of geomagnetic induction coil detection of traffic flow, real-time adjustment of intelligent control technology, the magnetic coil, single-chip microcomputer monitoring protection monitoring, real-time adjustment of traffic time a

5、lgorithm and single chip microcomputer to control the effect of the combination, put forward based traffic control system design.at89 series of intelligent traffic light control system consists of at89c52 single chip microcomputer, display of traffic lights, led countdown, vehicle flow detection and

6、 adjustment of blind pass, alarm, emergency treatment, the temporal pattern of manual settings, watchdog monitoring and protection module. in addition to the basic traffic function, also has a passage of time, can be manually set the countdown show, emergency handling, vehicle flow detection and adj

7、ustment of blind pass, tips and other related functions. theory shows that the system can simple, economic and effective relieves traffic, improving the traffic capacity of intersection traffic.the design made the following main aspects : one is the work of the traffic control system design, includi

8、ng crossroads, specific restricted design and system should be with each function, two is the system hardware circuit design and the basic functional requirements, including system hardware introduction. three is the software design of the system, this paper mainly introduces the system design of ma

9、in program and some important modules of the program flow chart. the design is based on the combination of hardware and software to achieve, this paper gives the specific hardware circuit diagram and software flow chart.keywords: traffic control；geomagnetic coil detection;；at89c52; blind passage hin

10、ts 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書目 錄摘要i abstractii 1 緒論11.1單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的選題背景21.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義21.3國內(nèi)外交通燈研究現(xiàn)狀及其發(fā)展41.4本文的主要研究內(nèi)容51.5小結(jié)52 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計2.1方案論證與比較62.1.1單片機(jī)交通燈控制方法簡介82.1.2單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)通行設(shè)計82.2單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求102.2.1倒計時顯示102.2.2車流量檢測112.2.3時間手動設(shè)置112.2.4盲人快速通行提示功能112.2.5緊急情況處理112.2.6看門狗電路功能122.3單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理12

11、3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1單片機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計原則143.2系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成及原理143.2.1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成153.2.2系統(tǒng)工作原理153.3單片機(jī)的選擇163.3.1 at89c52芯片的主要性能173.3.2 at89c52芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖203.3.3 at89c52芯片最小系統(tǒng)2048 3.4其他硬件電路設(shè)計223.4.1電源電路223.4.2按鍵接口電路233.4.3車流量檢測電路253.4.4盲人快速通行電路283.4.5倒計時顯示電路283.4.6看門狗電路303.4.7信號燈顯示電路313.5其他硬件介紹323.5.1可編程并行接口8255323.5.2集成譯碼器74l

12、s373333.5.3線驅(qū)動器74hc244343.5.4音頻譯碼器lm567344交通燈系統(tǒng)軟件設(shè)計364.1程序主體設(shè)計流程圖364.2車輛檢測中斷服務(wù)程序384.3定時中斷服務(wù)程序384.4緊急情況與盲人快速通行軟件設(shè)計404.5看門狗軟件設(shè)計41結(jié)論44致謝45參考文獻(xiàn)46附錄47河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書1 緒論在人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們無時無刻不與交通打交道。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人口的快速增加，人們對各種交通車輛的需求更是越來越大，交通工具的迅猛發(fā)展以及道路資源的局限性，給城市交通帶來巨大的壓力，交通擁堵問題已成為影響現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展

13、的重要因素。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)。作為車輛通行瓶頸所在的十字路口，通過研究其車輛通行規(guī)律，找出提高其車輛通行效率，對緩解交通擁堵，提高道路暢通率具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。國內(nèi)的在十字路口的交通燈，一般用紅 、綠 、黃三種顏色的指示燈和一個倒計時的顯示計時器來控制行車。且絕大多數(shù)交通燈的時間都是設(shè)定好的?，F(xiàn)在十字路口的交通燈存在著兩車道的車輛輪流放行時間相同且固定，一般主干道車輛較多，放行時間長些；副干道車輛較少 ，放行時間短些的問題，甚至可能出現(xiàn)一條車道上排著很長的車隊，而另一條車道上沒有車輛的情況；還有欠缺對盲人這個特殊群體穿過道口時

14、所遇困難的考慮。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)存在的這些缺點(diǎn)，說明傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前城市交通發(fā)展的要求，不能最高效地利用城市的交通道路資源。城市交通控制系統(tǒng)是一個綜合度高而又復(fù)雜的問題，關(guān)系到政策、機(jī)構(gòu)、體制、管理、成本、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和投資各方面問題。道路交通控制系統(tǒng)在近百年的發(fā)展中，經(jīng)歷了從手動到自動、從無感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制、從固定配時到靈活配時、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)發(fā)展歷程。我國的交通是從新中國成立之后才開始發(fā)展的，起步較晚，但隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會高速發(fā)展對交通的需求急劇增加，對原有交通控制系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。城市交通發(fā)展的規(guī)劃應(yīng)在廣泛借鑒和吸取國外先

15、進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國城市交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀和存在的問題，建立并健全適合我國交通的城市交通控制系統(tǒng)。針對整個交通控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，本設(shè)計根據(jù)道路交通擁擠，十字路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況，運(yùn)用智能、集成，且功能強(qiáng)大的單片機(jī)芯片為控制核心，設(shè)計出了十字路口智能交通燈控制系統(tǒng)，以改善十字路口實(shí)時通行狀況。本設(shè)計與傳統(tǒng)交通燈比較，有以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施：可根據(jù)十字路口的各道口車流量自動調(diào)節(jié)通行時間；擁有車流量檢測電路模塊，設(shè)計緊急切換開關(guān)；設(shè)置盲人提示音電路，考慮到社會弱勢群體通行問題；進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計，采用匯編語言編寫，簡單、方便。智能交通燈控制系統(tǒng)將有效地解決日趨嚴(yán)重的道路擁擠現(xiàn)象，緩解城市的交通壓力，

16、減少交通事故發(fā)生率；減少了交通管理人員的大部分工作量，并為人們的出行節(jié)省了大量時間，創(chuàng)造出更多的社會價值，提高經(jīng)濟(jì)效益。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、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)。現(xiàn)代人類科

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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)外交通燈研究現(xiàn)狀及其發(fā)展當(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

23、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)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)驗的基礎(chǔ)上，建立并完善適合我國國情的城市交通系統(tǒng)交通燈存在的問題：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

24、市交通管理的先進(jìn)經(jīng)驗，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，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。2

25、0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。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

26、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本文的主要研究內(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，盲人語言提示功能，看門狗電路，緊急狀況處理和鍵盤可設(shè)置等強(qiáng)大功能。二是進(jìn)行

27、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)設(shè)計，對本系統(tǒng)，對單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，大體上完成了軟件的了解。1.5小結(jié)本章對單片機(jī)做了簡單的介紹，以及它的背景及發(fā)展，同時了解了國內(nèi)外交通燈控制的發(fā)展及問題，本文以at89c52單片機(jī)為設(shè)計對象。2 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計2.1方案論證與比較方案一：plc控制交通燈此方案選用三菱fx0n系列plc作為核心控制器。plc可編程控制器核心是一臺微型計算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機(jī)。它具有高可靠性豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力；它采用

28、一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程;該控制系統(tǒng)由啟動按鈕、復(fù)位按鈕、plc控制器件、東西通道的燈指示與計時、南北通道的燈指示與計時、定時器組成。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，編程簡單，安裝簡單，維修方便。如圖所示是plc硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1 所示：圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖方案二：fpga控制方式 此方案采用fpga作為主控器，采用狀態(tài)設(shè)計，每來一個時鐘1hz脈沖倒計時數(shù)碼減一和箭頭指示；用500hz的時鐘頻率掃描數(shù)碼管顯示, 用12mhz時鐘分頻成兩個時鐘頻率。fpga除了完成交

29、通燈控制、存儲和顯示功能外，還可進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)定時器延時可調(diào)。交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2-2所示。它主要由箭頭指示、倒計時顯示、語音提示、fpga控制器、鍵盤、定時器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時器和譯碼器的工作。狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程：表2-1 狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程狀態(tài)直行燈（南北）左轉(zhuǎn)燈（南北）直行燈（東西）左轉(zhuǎn)燈（東西）有效時間狀態(tài)紅黃綠紅黃綠紅黃綠紅黃綠s010010010000160s110010011000140s21001000010

30、0130s31001100110010s410000110000115s51101100100015s600100110000145s70110111000015圖2-2 交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖方案三：利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)由于at89c系列單片機(jī)集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能強(qiáng)，中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器，硬件的加、減、乘、除法器和布爾處理機(jī)及各種邏輯運(yùn)算和轉(zhuǎn)移指令，這給我們利用單片機(jī)提供了極大的便利。單片機(jī)把微型計算機(jī)的主要部件都集成在一塊芯片上，使得數(shù)據(jù)傳送距離大大縮短，各功能部件在芯片中的布局和結(jié)構(gòu)達(dá)最優(yōu)化，工作亦相對穩(wěn)定。因此，測控系統(tǒng)中，使用單片機(jī)是最理想的

31、選擇。單片機(jī)屬于典型的嵌入式系統(tǒng)，所以它是低端控制系統(tǒng)最佳器件。單片機(jī)的開發(fā)環(huán)境要求較低，軟件資源十分豐富，開發(fā)工具的和語言也大大簡化。 對于本交通控制系統(tǒng)使用at89c系列的單片機(jī)，不需要外擴(kuò)展存儲器，就能實(shí)現(xiàn)顯示、預(yù)制狀態(tài)、動態(tài)調(diào)節(jié)的功能，因而整體結(jié)構(gòu)簡單。單片機(jī)系統(tǒng)用l數(shù)碼管顯示倒計數(shù)時間，用led燈顯示方向的狀態(tài)，由程序輸入設(shè)定值或者通過由計算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)修改與其他控制。方案比較：方案一該設(shè)計采用plc控制器件作為系統(tǒng)的控制核心，模塊化結(jié)構(gòu)，編程簡單，安裝簡單由于plc可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)性好，功能完善，接中多樣，程序簡單。方案二該設(shè)計采用fpga（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）作為系統(tǒng)

32、的控制核心，由于fpga具有強(qiáng)大的資源，使用方便靈活，易于能擴(kuò)展進(jìn)行功，特別是結(jié)合了eda，可以達(dá)到很高的效率，系統(tǒng)的多個部件如分頻器電路，定時器電路，譯碼器電路等，都可以集成到一塊芯片上，大大減小了系統(tǒng)的體積，并且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但硬件設(shè)計復(fù)雜成本較高，適合大型系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。方案三該由于at89c系列單片機(jī)集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能強(qiáng)，中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器，這給我們利用單片機(jī)提供了極大的便利。單片機(jī)把微型計算機(jī)的主要部件都集成在一塊芯片上，使得數(shù)據(jù)傳送距離大大縮短，運(yùn)行速度更快，可靠性更高，抗干擾能力更強(qiáng)。綜合比較后，確定采用第三種方案設(shè)計。

33、2.1.1單片機(jī)交通燈控制方法簡介目前，國內(nèi)的交通燈設(shè)計方案有很多，有應(yīng)用plc對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)計；有應(yīng)用cpld實(shí)現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計；有應(yīng)用單片機(jī)對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)計。交通燈一般設(shè)置在十字路口，用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，并加上顯示倒計時的計時器來控制車輛通行。本設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)at89c52單片機(jī)作為控制器，采用2位led數(shù)碼管顯示通行倒計時；左拐、右拐、直行及行人的通行指示燈采用的是高亮發(fā)光二極管；led顯示采用動態(tài)掃描，以節(jié)省端口數(shù)。特種車輛通行采用紅外線發(fā)射及接收識別方法實(shí)施中斷完成，采用地磁線圈檢測電路完成車流量大小的檢測，以及蜂鳴器實(shí)現(xiàn)語音提示功能，由于

34、at89c52單片機(jī)自身帶有2個定時/計數(shù)器、5個中斷源，端口剛好滿足要求。該系統(tǒng)具有電路簡單，設(shè)計方便，顯示亮度高，耗電少，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。2.1.2單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)通行設(shè)計本設(shè)計研究的是基于at89c52單片機(jī)的交通燈智能控制系統(tǒng)。根據(jù)交通控制系統(tǒng)的設(shè)計原理，闡述了硬件和軟件方面開發(fā)的整個過程。主控系統(tǒng)采用at89c52單片機(jī)作為控制器，通過at89c52與并口芯片8255連接來控制通行倒計時，以及與74hc244連接來控制右拐、右拐、直行、行人的通行，在控制發(fā)光二極管電路中通過蜂鳴器的連接來控制語音提示，給盲人提供語音服務(wù)，車輛檢測電路中通過地磁線圈來檢測脈沖信號，通過音頻譯碼器lm

35、567來檢測車流量，占用端口少，耗電也最小。系統(tǒng)電源采用獨(dú)立的+5v穩(wěn)壓電源，有各種成熟電路可供選用，使此方案可靠穩(wěn)定。該設(shè)計可直接在i/o口上接按鍵開關(guān)，精簡并優(yōu)化了電路。結(jié)合實(shí)際情況，顯示界面采用點(diǎn)陣led數(shù)碼管動態(tài)掃描的方法，滿足了倒計時的時間顯示輸出和狀態(tài)燈提示信息輸出的要求，減少系統(tǒng)的復(fù)雜度。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1，周而復(fù)始，即如圖2-3所示：直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀態(tài)1，通過具

36、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：圖2-3 交通狀態(tài)東西方向紅燈滅，同時綠燈亮，行人道上行人燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈亮，行人道上行人燈滅，蜂鳴器語音提示禁止通行，倒計時40秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。東西方向綠燈滅，同時黃燈亮，行人道上行人燈滅，南北方向紅燈滅，同時黃燈亮，行人道上行人燈滅，倒計時5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。南北方向黃燈滅，同時綠燈亮，行人道上行人燈亮，東西方向黃燈滅，同時紅燈亮，行人道上行人燈滅，蜂鳴器語音提示禁止通行，倒計時40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，

37、同時黃燈亮，行人道上行人燈滅，東西方向紅燈滅，同時黃燈亮，行人道上行人燈滅，倒計時5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2-2表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：表2-2 燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系方向狀態(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東西行人燈0010南北行人燈1000東西南北四個路口均有紅綠黃3燈及行人燈1個和數(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，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。狀態(tài)及紅

38、綠燈狀態(tài)如上表所示。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)計能實(shí)現(xiàn)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，車流量檢測及盲人語音提示，交通緊急處理等功能。通過這些設(shè)計完善了交通燈系統(tǒng)中的智能控制問題，同時在實(shí)際應(yīng)用中能夠得到更好的操作與控制，能有效的處理交通運(yùn)行情況，更好的維持交通運(yùn)行狀態(tài)，緩解城市交通嚴(yán)重堵塞問題，為社會、國家更好的服務(wù)。2.2.1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

39、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”兩者間作出合適的選擇 。2.2.2車流量檢測隨著我國經(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。現(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)。本設(shè)計采用地磁線圈檢測脈沖

40、來檢測車流量。 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)。2.2.3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)i/o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

41、是在單片機(jī)i/o 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i/o口足夠，可直接采用獨(dú)立式。2.2.4盲人快速通行提示功能當(dāng)行人在信號燈綠燈亮起的情況下通行時，語音提示功能將通過蜂鳴聲音頻率的變化，提醒行人，特別是盲人信號燈綠燈的延續(xù)時間，隨著綠燈放行時間的不斷減少，提示音會越來越急促，告知行人綠燈即將結(jié)束應(yīng)加緊通行。在紅燈亮起時，蜂鳴聲隨即停止，以直觀的提醒方式最大限度地保證行人的安全。盲人提示音電路是和行人道行人燈同步的模塊，可以保證盲人準(zhǔn)時過馬路，同時也可催促行人及時的過馬路。2.2.5緊急情況處理交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，

42、救護(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。通過這樣的設(shè)計可以適當(dāng)?shù)淖柚菇煌ㄊ鹿实陌l(fā)生，減少交通事故的頻率。2.2.6看門狗電路功能在工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)行的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，由于壞境惡劣，常 有強(qiáng)磁場、電源尖峰、電火花等外界干擾，這些干擾可能造成儀表中單片機(jī)的程序運(yùn)行出現(xiàn)“跑飛”現(xiàn)象，引起程序混亂，輸出或顯示不正確，甚至“死機(jī)”。系統(tǒng)無法繼續(xù)正常的運(yùn)行，處在一種癱瘓狀態(tài)，它的硬件電路并沒有損壞，只是內(nèi)部程序運(yùn)行出現(xiàn)了錯誤，這時，即使干擾消失，系統(tǒng)也不會恢復(fù)正常，這就需要采取一

43、些措施來保障系統(tǒng)失控后能自動恢復(fù)正常，“程序運(yùn)行幾天來視系統(tǒng)”（watchdog看門狗）就是常用的一種抗干擾措施，用以保證系統(tǒng)因干擾失控后能自動復(fù)位。為了提高儀表可靠性及抗干擾能力，通常在智能儀表中采用“看門狗”技術(shù)?？撮T狗電路它實(shí)質(zhì)上是一個可由cpu復(fù)位的定時器，它的定時時間是固定不變的，一旦定時時間到，電路就產(chǎn)生復(fù)位信號或中斷信號。當(dāng)程序正常運(yùn)行時，在小于定時時間隔內(nèi)，單片機(jī)輸出一信號刷新定時器，定時器處于不斷的重新定時過程，因此看門狗電路就不會產(chǎn)生復(fù)位信號或中斷信號，反之，當(dāng)程序因出現(xiàn)干擾而“跑飛”時，單片機(jī)不能刷新定時器，產(chǎn)生復(fù)位信號或產(chǎn)生中斷信號使單片機(jī)復(fù)位或中斷，在中斷程序中使其返

44、回到起始程序，恢復(fù)正常。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2-4 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，通過接入74l373鎖存并口芯片8255，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測模塊，盲人語音提示模塊，電源電路輸入模塊，看門狗電路模塊，和按鍵設(shè)置

45、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)的總體框圖如上圖2-4所示。本系統(tǒng)運(yùn)用單片機(jī)對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)施控制，通過連接74hc244控制信號燈的狀態(tài)變化，指揮交通的具體運(yùn)行，運(yùn)用了led數(shù)碼管顯示倒計時以提醒行駛者，更添加了盲人提示音電路，方便視力障礙群體通行，更具人性化。在此基礎(chǔ)上，加入地磁線圈檢測車流量，經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行具體處理，及時調(diào)整通行時間。由此，本設(shè)計系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，構(gòu)成最小系統(tǒng)，根據(jù)車輛檢測模塊、按鍵設(shè)置模塊（緊急情況模塊）、看門狗電路模塊及電源電路模塊等產(chǎn)生輸入，由信號燈狀態(tài)模塊，led倒計時模塊和盲人提示音模塊輸出。系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，

46、led數(shù)碼管實(shí)時顯示數(shù)據(jù)倒計時，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，在此過程中若有控制信號和實(shí)時車流量檢測信號，可對異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制，隨時調(diào)用中斷，達(dá)到修正通行時間滿足不同時間不同路況的需求。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)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

47、單片機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計原則一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩部分內(nèi)容：是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如rom、ram、i/o、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計相應(yīng)的電路。是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、a/d、d/a轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路。系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置應(yīng)遵循以下原則：盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)

48、。但必須注意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時間比硬件實(shí)現(xiàn)長，且占用cpu時間。系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。 如選用cmos芯片單片機(jī)構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低功耗產(chǎn)品?？煽啃约翱垢蓴_設(shè)計是硬件設(shè)計必不可少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道隔離等。單片機(jī)外圍電路較多時，必須考慮其驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動器增強(qiáng)驅(qū)動能力或減少芯片功耗來降低總線負(fù)載。盡量朝“單片”方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強(qiáng)，功耗也增大，也不可避免地降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)擴(kuò)展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系

49、統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開發(fā)。3.2系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成及原理本系統(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，盲人通行報警提示為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測電路、單片機(jī)、并口芯片，緊急處理電路，盲人語音提示電路，看門狗及電源電路，狀態(tài)燈，led顯示，按鍵，蜂鳴器組成。其中p1，p2，用于接入74hc244送入交通燈紅黃綠及行人燈狀態(tài)顯示，p0用于接入并口芯片8255來控制數(shù)碼管顯示，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接并口

50、芯片8255，p3.4接蜂鳴器。p3.2即into及p1.7和rst接看門狗電路，vcc接電源電路。3.2.1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的具體功能，經(jīng)過比較，我選用at89c52單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，4組紅黃綠色燈及行人燈構(gòu)成信號燈指示模塊，東西南北方向分別構(gòu)成倒計時顯示模塊，地磁線圈采集脈沖通過音頻譯碼器lm567統(tǒng)計車流量，按鍵處理緊急情況，使實(shí)時中斷來響應(yīng)車輛的通行要求，通過74ls373鎖存接并口芯片8255來接入led顯示器，接入驅(qū)動器74hc244來驅(qū)動信號燈電路，由max83l看門狗電路監(jiān)控單片機(jī)的工作，設(shè)置電源電路輸入電源+5v，由蜂鳴器來產(chǎn)生語音提示。硬件原理圖如

51、圖3-1所示：圖3-1 硬件原理圖3.2.2系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)運(yùn)用單片機(jī)對交通燈控制系統(tǒng)實(shí)施控制，通過驅(qū)動電路（由驅(qū)動器74hc244組成）直接控制信號燈的狀態(tài)變化，指揮交通的具體運(yùn)行，運(yùn)用了led數(shù)碼管顯示倒計時以提醒行駛者，其輸出控制由單片機(jī)接鎖存器74ls373接并口芯片8255來控制數(shù)碼管顯示，更添加了盲人提示音電路，接入行人信號燈中，與交通信號燈組成盲人語音提示電路，方便視力障礙群體通行，更具人性化。在此基礎(chǔ)上，加入了緊急處理控制模塊和車流量檢測電路為系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行具體處理，及時調(diào)整通行方向，車流量監(jiān)測中通過地磁線圈來接收脈沖信號即車流量信號，傳送至音頻譯碼器lm567中

52、來統(tǒng)計車流量。由此，本設(shè)計系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，構(gòu)成最小系統(tǒng)，根據(jù)緊急處理控制模塊、車輛檢測模塊和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，由信號燈狀態(tài)模塊，led倒計時模塊和盲人提示音模塊輸出。系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，led數(shù)碼管實(shí)時顯示數(shù)據(jù)倒計時，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，在此過程中若有控制信號和實(shí)時車流量檢測信號，可對異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制，隨時調(diào)用中斷，達(dá)到修正通行時間滿足不同時間不同路況的需求。此外系統(tǒng)還考慮到單片機(jī)的工作環(huán)境，設(shè)置了看門狗電路來及時檢測單片機(jī)的工作情況。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

53、的是s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。系統(tǒng)上電或手動復(fù)位之后，通過電源電路產(chǎn)生電源接入單片機(jī)中，系統(tǒng)開始工作。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)燈送顯單片機(jī)p1、p2口與驅(qū)動器74hc244的驅(qū)動口中，將狀態(tài)碼值送顯并口芯片8255的pa.、pc口，將要顯示的時間值的位選分別送顯pb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

54、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通行。當(dāng)中斷結(jié)束返回后，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。每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期，因為是自動模式，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。3.3單片機(jī)的選擇單片微型計算機(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

55、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。“微控制器”更能反映單片機(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：具有優(yōu)異的性能價格比。集成度高、體積小、可靠性高?？刂乒δ軓?qiáng)。本系統(tǒng)設(shè)計中采用at單片機(jī)系列中的at89c52為設(shè)計的cpu。本設(shè)計研究的便是基于at89c52單片機(jī)的交通燈智能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。3.3.1 at89c52芯片的主要性能系統(tǒng)采用美

56、國atmel公司的at89c52單片機(jī)，其內(nèi)部含有可重復(fù)編程的flash存儲器,可進(jìn)行1000次擦寫操作,故在開發(fā)過程中可以十分容易進(jìn)行程序的修改,大大縮短了開發(fā)周期。at89c52是一種帶8k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。at89c52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。下面是對單片機(jī)at89c52主要特性進(jìn)行了

57、一些描述。在眾多的單片機(jī)系列中，at89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系列可編程flash存儲器。使用atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，也適用于常規(guī)編程。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超高效的解決方案。at89c52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32位i/o口線，3個16位定時器/計數(shù)器，一個響亮2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89c52可降至0hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟