基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)

1、 智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要 本設(shè)計(jì)介紹了一種智能型交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。具體描述了系統(tǒng)控制方案、硬件選擇及單片機(jī)程序設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)由車(chē)輛檢測(cè)電路，主控制器，緊急通行請(qǐng)求中斷，指示燈及數(shù)碼管顯示等組成。依據(jù)車(chē)多通行時(shí)間長(zhǎng)及可同時(shí)通行兩車(chē)道不沖突的原則，分四種交通通行狀態(tài)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用壓電傳感器檢測(cè)車(chē)輛數(shù)，在軟硬件方面對(duì)現(xiàn)行交通燈控制進(jìn)行改進(jìn)，從而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)各方向的通行時(shí)間，大大提高了交通燈配時(shí)的時(shí)效性和車(chē)道組合的靈活性。關(guān)鍵詞：壓電傳感器；車(chē)流量檢測(cè)；AT89S51；數(shù)碼管顯示；智能控制Design of Intelligent Traffic Light Control System

2、 (College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University, Jishou,Hunan 416000)AbstractThe design introduces a way of an intelligent light control system design. .Detailed description of the system control program, hardware selection and microcontroller programming.The system consi

3、sts of vehicle detection circuit, the main controller, interrupt request for emergency access, light and digital display and other components.Based vehicles pass a long time and can also access two-lane no conflict of principle, the four sub-state program designed traffic access, the number of vehic

4、les using piezoelectric sensors detected, the hardware and software for the existing traffic light control improvements that can dynamically adjustThe direction of the passage of time, greatly increased the traffic light with the timeliness and the Drive when the combination of flexibility.Key Words

5、: Piezoelectric sensors；Flow Rate of Vehicles detection；AT89S51；Digital display; Intelligent Control目錄第一章 緒 論1第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制要求2 2.2 系統(tǒng)方案分析與實(shí)現(xiàn)3第三章 系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu)4 3.1 系統(tǒng)總體描述及總體組成方框圖4 3.2 單片機(jī)概述4 3.3 傳感器選擇8 3.3.1 壓電晶片的連接方式8 3.3.2 壓電式傳感器的測(cè)量電路8 3.3.3 電壓放大器（阻抗變換器）9 3.4 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與原理9第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11 4.1 智能交通

6、燈控制系統(tǒng)總電路原理圖11 4.2 交通燈的主體部分電路設(shè)計(jì)原理12 4.3 車(chē)輛檢測(cè)電路原理及實(shí)現(xiàn)12 4.3.1 車(chē)流量檢測(cè)工作原理方框圖12 4.3.2 傳感器鋪設(shè)13 4.3.3 AD轉(zhuǎn)換器13 4.4 車(chē)輛通行及人行通行情況指示及實(shí)現(xiàn)16 4.5 緊急情況處理功能及實(shí)現(xiàn)16 4.6 倒計(jì)時(shí)顯示功能及實(shí)現(xiàn)16第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)17 5.1 軟件設(shè)計(jì)思路17 5.2 軟件設(shè)計(jì)程序流程圖及程序19第六章 系統(tǒng)功能說(shuō)明與測(cè)試22 6.1 系統(tǒng)功能說(shuō)明22 6.2 狀態(tài)燈顯示測(cè)試22第七章 結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24附錄2533智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 緒論第一章 緒 論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 人

7、口、車(chē)輛數(shù)量不斷增長(zhǎng)，但是有限的可用土地以及經(jīng)濟(jì)要素的制約卻使得城市道路擴(kuò)建有限，因此不可避免的帶來(lái)一系列的交通問(wèn)題。當(dāng)今世界各地的大中小城市無(wú)不存在著交通問(wèn)題。交通擁堵使得人們每天將大量的寶貴時(shí)間消耗在路上、車(chē)中，同時(shí)也導(dǎo)致商業(yè)車(chē)輛在交通運(yùn)輸中的延誤，增加了運(yùn)輸成本。交通事故率也在不斷地上升，每年都會(huì)帶來(lái)巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)美國(guó)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，到2020年，美國(guó)因交通事故。造成的經(jīng)濟(jì)損失將會(huì)超過(guò)1500億美元，而日本東京目前因交通擁堵每年造成的經(jīng)濟(jì)損失為1230億美元。為解決日益嚴(yán)重的交通問(wèn)題，各國(guó)政府采取各種措施，如對(duì)汽車(chē)加以重稅以限制汽車(chē)的數(shù)量，實(shí)施交通管制來(lái)加強(qiáng)管理。但是在做過(guò)各

8、種嘗試，花費(fèi)了巨大的管理成本之后，交通狀況依然難有根本改觀。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，交通系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，單獨(dú)從道路或者車(chē)輛的角度來(lái)考慮，都將很難解決交通問(wèn)題，必須把車(chē)輛和道路綜合起來(lái)，考慮如何在有限的道路資源條件下，提高道路資源的利用率，這才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。同時(shí)自20世紀(jì)后期以來(lái)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用也給以上解決思路提供了有效的技術(shù)手段支持。在這樣的背景下，智能交通的概念應(yīng)用而生，并成為研究應(yīng)用的熱點(diǎn)。智能交通系統(tǒng)是指將先進(jìn)的信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感器技術(shù)等有機(jī)地運(yùn)用于整個(gè)交通控制中而建立的一種控制系統(tǒng)除了通過(guò)修路改善交通外,對(duì)交通信號(hào)燈的控制已成為現(xiàn)代城市交通監(jiān)

9、控指揮系統(tǒng)中重要的組成部分和技術(shù)手段。現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車(chē)，對(duì)于一般情況下的安全行車(chē)、車(chē)輛分流發(fā)揮著作用。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈控制方法往往是以路口的狀態(tài),按丁字、十字與多路口分時(shí)段進(jìn)行紅綠黃燈控制各路口依次通行,往往存在車(chē)多的路口綠燈通行時(shí)間短、無(wú)車(chē)或少車(chē)的路口卻亮著綠燈,而且哪個(gè)路口在何時(shí)間段車(chē)多又比較隨機(jī),對(duì)交通信號(hào)燈的控制不好人為預(yù)設(shè)定,沒(méi)有考慮通過(guò)時(shí), 兩車(chē)道應(yīng)采取的措施, 譬如, 有消防車(chē)通過(guò)執(zhí)行緊急任務(wù)時(shí), 兩車(chē)道的車(chē)都應(yīng)停止, 讓緊急車(chē)。為克服這種少車(chē)路口綠燈時(shí)無(wú)車(chē)通行或多車(chē)路口綠燈通行時(shí)間短而堵車(chē)等

10、資源浪費(fèi)的現(xiàn)象,出現(xiàn)了智能交通燈控制系統(tǒng)，同時(shí)也解決了緊急車(chē)通行。目前的智能交通燈控制系統(tǒng)有以紅外感應(yīng)車(chē)流量的、有按預(yù)定時(shí)間段改變通行時(shí)間的、有以電視監(jiān)控信息來(lái)干預(yù)的等多種方法與手段,各有特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是一個(gè)以車(chē)流量為核心且考慮緊急車(chē)通行情況的十字路口智能交通燈控制系統(tǒng),通過(guò)使用壓電傳感器檢測(cè)車(chē)流量,中斷控制緊急車(chē)輛通行，從而實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的智能控制。智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案  目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多, 有應(yīng)用C P L D 實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì),有應(yīng)用P L C 實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法。由于

11、A T 8 9 S 5 1 單片機(jī)自單帶有2計(jì)數(shù)器, 6 個(gè)中斷源, 能滿(mǎn)足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。用單片機(jī)設(shè)計(jì)不但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 而且成本低, 用其設(shè)計(jì)的交通燈也滿(mǎn)足了要求, 所以本文采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈。采用A T 8 9 S 5 1 單片機(jī)作為控制器, 通行倒記時(shí)顯示采用L E D 數(shù)碼管, 通行指示燈采用發(fā)光二極管, L E D 顯示采用動(dòng)態(tài)掃描, 以節(jié)省端口數(shù)。特殊緊急車(chē)輛通行采用實(shí)時(shí)中斷完成, 車(chē)流量大小采用壓電傳感器檢測(cè)電路完成。按以上系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì), 單片機(jī)端口剛好滿(mǎn)足要求。該系統(tǒng)具有電路簡(jiǎn)單, 設(shè)計(jì)方便, 耗電較少,可靠性高等特點(diǎn)。2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制要求 交通燈控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正

12、常循環(huán)運(yùn)行”、“急車(chē)強(qiáng)行控制”和“交通異常狀況處理”三種控制方式。（1）正常循環(huán)運(yùn)行控制系統(tǒng)受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制。當(dāng)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)時(shí), 系統(tǒng)開(kāi)始工作; 當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí), 所有信號(hào)燈熄滅。系統(tǒng)工作時(shí),先東西綠燈亮27s，且南北方向人行通道放行，同時(shí)南北紅燈維持60s，黃燈亮3 s后亮紅燈；30S后東向北左轉(zhuǎn)和西向南左轉(zhuǎn)綠燈亮27s，黃燈亮3 s后亮紅燈；然后南北綠燈亮27s,且東西方向人行通道放行，同時(shí)東西紅燈維持60s，黃燈亮3 s后亮紅燈；30S后北向西左轉(zhuǎn)和南向東左轉(zhuǎn)綠燈亮27s，黃燈亮3 s后亮紅燈。如此循環(huán)。（2）緊急車(chē)強(qiáng)行控制急車(chē)強(qiáng)通信號(hào)受緊急開(kāi)關(guān)控制。無(wú)急車(chē)時(shí),信號(hào)燈按正常時(shí)序控制。有急

13、車(chē)來(lái)時(shí), 將緊急開(kāi)關(guān)接通, 不管原來(lái)信號(hào)燈的狀態(tài)如何, 一律強(qiáng)制讓急車(chē)來(lái)車(chē)方向的綠燈亮, 使急車(chē)放行, 直至急車(chē)通過(guò)為止。急車(chē)一過(guò), 將緊急開(kāi)關(guān)斷開(kāi), 信號(hào)燈的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車(chē)來(lái)車(chē)方向的綠燈閃亮3 秒, 隨后按正常時(shí)序控制。急車(chē)強(qiáng)通信號(hào)同一時(shí)間只能響應(yīng)一路方向的急車(chē), 若兩個(gè)方向先后來(lái)急車(chē), 則按先、后次序依次響應(yīng); 若兩個(gè)方向同時(shí)來(lái)急車(chē), 則按東西, 南北向依次響應(yīng)。（3）交通異常狀況處理當(dāng)任何一方向路段傳感器檢測(cè)到東西(或南北) 方向有車(chē)輛在20 s 沒(méi)有移動(dòng), 而南北(或東西) 方向交通狀況正常, 這時(shí)單片機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)交通狀況異常處理方式, 強(qiáng)制東西方向(或南北方向) 綠燈的點(diǎn)亮?xí)r間延長(zhǎng)

14、到50 s, 直至在這一方向上的傳感器不再返回對(duì)應(yīng)信號(hào)(表明此路段的車(chē)輛排列長(zhǎng)度小于200m )。2.2系統(tǒng)方案分析與實(shí)現(xiàn)考慮交通規(guī)則和車(chē)輛安全性，在同一時(shí)段內(nèi)，僅允許其中不沖突的兩車(chē)道通行。由于本系統(tǒng)車(chē)道通行時(shí)間是根據(jù)待通行車(chē)輛數(shù)實(shí)時(shí)分配的，因此控制車(chē)道組合會(huì)隨之而改變。依照上述方案進(jìn)行通道轉(zhuǎn)換，能保證十字路口總有兩車(chē)道通行，最大限度地利用了道路資源。當(dāng)然所用待通行時(shí)間都必須大于一個(gè)最小值，即行人、非機(jī)動(dòng)車(chē)通行時(shí)間。且每次轉(zhuǎn)換需3秒黃燈過(guò)渡時(shí)間，以保障交通的安全性車(chē)輛。車(chē)輛通過(guò)十字路口時(shí)有三種情況即左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)。綜合考慮車(chē)輛通行等各種情況同時(shí)兼顧行人的通行，將實(shí)際通行狀況控制為如下四種連

15、續(xù)的情況，如圖5所示（1）對(duì)應(yīng)于東西向直行車(chē)流通行；（2）對(duì)應(yīng)于東西向左右轉(zhuǎn)車(chē)流通行，同時(shí)為了充分利用道路資源，允許南北向右轉(zhuǎn)車(chē)流通行；（3）對(duì)應(yīng)于南北向直行車(chē)流通行；（4）對(duì)應(yīng)于南北向左右轉(zhuǎn)車(chē)流通行，同時(shí)允許東西向右轉(zhuǎn)車(chē)流通行14。圖2.1 交通路口通行狀態(tài)圖智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu)第三章 系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu) 3.1 系統(tǒng)總體描述及總體組成方框圖智能交通燈控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)組成如圖3.1，整套系統(tǒng)由五部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)模塊，交通流量檢測(cè)模塊，交通信號(hào)燈模塊，倒計(jì)時(shí)顯示模塊，緊急控制。 單片機(jī)最小系統(tǒng)接口電路緊急控制交通流量檢測(cè)LED倒計(jì)時(shí)顯示模塊交通燈控制顯示模塊圖3.1

16、 控制系統(tǒng)硬件電路總體方框圖3.2單片機(jī)概述(1) 主要特性 與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 4K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器 1000次擦寫(xiě)周期 全靜態(tài)工作：0Hz33MHz 32個(gè)可編程I/O口線 2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6個(gè)中斷源 全雙工UART串行通道 低功耗空閑和掉電模式 掉電后中斷可喚醒 看門(mén)狗定時(shí)器 雙數(shù)據(jù)指針 靈活的ISP編程（字或字節(jié)模式） 4.0-5.5V電壓工作范圍(2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖3.2 是單片機(jī)AT89S51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)總框圖。它可以劃分為CPU、存儲(chǔ)器、并行口、串行口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷邏輯幾個(gè)部分。 CPU由運(yùn)算器和控制邏輯構(gòu)成。其中包括若干特殊功能寄存器（S

17、FR） AT89S51時(shí)鐘有兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部方式和外部方式。（如圖3.3所示） AT89S51在物理上有四個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)/片外程序存儲(chǔ)大路、片內(nèi)/片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。片內(nèi)有256B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和4KB的程序存儲(chǔ)器ROM。除此之外，還可以在片外擴(kuò)展RAM和ROM，并且和有64KB的尋址范圍。 AT89S51內(nèi)部有一個(gè)可編程的、全雙工的串行接口。它串行收發(fā)存儲(chǔ)在特殊功能寄存器SFR的串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF中的數(shù)據(jù)。圖3.2 AT89S51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 AT89S51共有4個(gè)（P0、P1、P2、P3口）8位并行I/O端口，共32個(gè)引腳。P0口雙向I/O口，用于分時(shí)傳送低8位地址和8位數(shù)據(jù)信號(hào)

18、；P1、P2、P3口均為準(zhǔn)雙向I/O口；其中P2口還用于傳送高8位地址信號(hào)；P3口每一引腳還具有特殊功能（圖3.4），用于特殊信號(hào)的輸入輸出和控制信號(hào)。 AT89S51內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1。最大計(jì)數(shù)值為216-1。工作方式和定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的選擇由指令來(lái)確定。 中斷系統(tǒng)允許接受5個(gè)獨(dú)立的中斷源，即兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷以及一個(gè)串行口中斷。圖3.3 AT89S51的時(shí)鐘電路圖3.4 P3口引腳的特殊功能(3) 外部特性（引腳功能） AT89S51芯片有40條引腳，雙列直插式封裝引腳如圖3.5所示： Vcc(40)：電源+5V Vss(20): 接地 XTAL

19、1（19）和XTAL2（18）：使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，用來(lái)接石英晶體和電容；使用外部時(shí)鐘時(shí)，用來(lái)輸入時(shí)鐘脈沖。 P0口（3932）：雙向I/O口，既可作地址/數(shù)據(jù)總線口用，也可作普通I/O口用。 P1口（18）：準(zhǔn)雙向通用I/O口。 P2口（2128）：準(zhǔn)雙向口，既可作地址總線口輸出地址高8位，也可作普通 I/O口用。 圖3.5 AT89S51引腳圖 P3口（1017）：多用途口，既可作普通I/O口，也可按每位定義的第二功 展能操作。 ALE/（30）：地址鎖存信號(hào)輸出端。在訪問(wèn)片外豐儲(chǔ)器時(shí)，若ALE為有效高電平，則P0口輸出地址低8位，可以用ALE信號(hào)作外部地址鎖存信號(hào)。公式（21）fALE=

20、1/6fOSC ,也可作系統(tǒng)中其它芯片的時(shí)鐘源。第二功能PROG是對(duì)EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端。 RST/VPD（9）：復(fù)位信號(hào)輸入端。AT89S51接能電源后，在時(shí)鐘電路作用下， 該腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，使內(nèi)部復(fù)位。第二功能是VPD，即備用電源輸入端。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，VPD將為RAM提供備用電源，發(fā)保證存儲(chǔ)在RAM中的信號(hào)不丟失。 /Vpp(31):內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器選擇線。EA=0時(shí)訪問(wèn)外部ROM 0000HFFFFH；EA=1時(shí)，地址0000H0FFFH空間訪問(wèn)內(nèi)部ROM，地址1000HFFFFH空間訪問(wèn)外部ROM。（29）：片外程序存儲(chǔ)

21、器選通信號(hào)，低電平有效。3.3傳感器選擇系統(tǒng)使用壓力傳感器檢測(cè)通過(guò)各車(chē)道的車(chē)輛數(shù)。壓力傳感器的選擇應(yīng)使其具有盡可能寬的工作范圍,即能對(duì)在道路上行駛的各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛都敏感。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),一般的機(jī)動(dòng)車(chē)重量在1000 kg以上, 2000 kg以下,例如貨車(chē)重量大部分在1200 kg左右,客車(chē)重量?jī)糁亓恳苍?500 kg左右,但也存在如托車(chē)這樣的重量只有170 kg左右的小型機(jī)動(dòng)車(chē)輛,和重量超過(guò)10T的特大型卡車(chē)。假設(shè)170 kg為最小機(jī)動(dòng)車(chē)的凈重,而中華人民共和國(guó)國(guó)家體育總局統(tǒng)計(jì)成年男性的平均體重為66.5 kg,成年女性的平均體重為56.8 kg,因此,壓力傳感器的敏感下限為226.8 kg。壓力傳

22、感器的另一個(gè)特性指標(biāo)是其承受壓力的能力,在特大型卡車(chē)滿(mǎn)載的壓力下,壓力傳感器要能夠正常工作。依據(jù)這兩個(gè)指標(biāo)選擇的壓力傳感器可以作為本系統(tǒng)的車(chē)流量檢測(cè)工具10。3.3.1 壓電晶片的連接方式在實(shí)際應(yīng)用中，由于單片的輸出電荷很小，因此，組成壓電式傳感器的晶片不止一片，常常將兩片或兩片以上的晶片粘結(jié)在一起。粘結(jié)的方法有兩種，即并聯(lián)和串聯(lián)。并聯(lián)方法兩片壓電晶片的負(fù)電荷集中在中間電極上，正電荷集中在兩側(cè)的電極上，傳感器的電容量大、輸出電荷量大、時(shí)間常數(shù)也大，故這種傳感器適用于測(cè)量緩變信號(hào)及電荷量輸出信號(hào)。串聯(lián)方法正電荷集中于上極板，負(fù)電荷集中于下極板，傳感器本身的電容量小、響應(yīng)快、輸出電壓大，故這種傳感

23、器適用于測(cè)量以電壓作輸出的信號(hào)和頻率較高的信號(hào)。 在上述兩種接法中，并聯(lián)接法輸出電荷大，本身電容大，時(shí)間常數(shù)大，適宜用在測(cè)量慢變信號(hào)并且以電荷作為輸出量的場(chǎng)合。 而串聯(lián)接法輸出電壓大，本身電容小，適宜用于以電壓作輸出信號(hào)，并且測(cè)量電路輸入阻抗很高的場(chǎng)合。 3.3.2 壓電式傳感器的測(cè)量電路 由于壓電式傳感器的輸出電信號(hào)很微弱，通常先把傳感器信號(hào)先輸入到高輸入阻抗的前置放大器中，經(jīng)過(guò)阻抗交換以后，方可用一般的放大檢波電路再將信號(hào)輸入到指示儀表或記錄器中。(其中，測(cè)量電路的關(guān)鍵在于高阻抗輸入的前置放大器。）前置放大器的作用：一是將傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出；二是放大傳感器輸出的微弱電信號(hào)。

24、 前置放大器電路有兩種形式：一是用電阻反饋的電壓放大器，其輸出電壓與輸入電壓(即傳感器的輸出)成正比；另一種是用帶電容板反饋的電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。由于電荷放大器電路的電纜長(zhǎng)度變化的影響不大，幾乎可以忽略不計(jì)，故而電荷放大器應(yīng)用日益廣泛。3.3.3 電壓放大器（阻抗變換器）圖3.6 壓電傳感器接放大器的等效電路（a）放大電路 ；（b）等效電路壓電式傳感器的應(yīng)用圖3.7 壓電式單向測(cè)力傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖是壓電式單向測(cè)力傳感器的結(jié)構(gòu)圖，主要由石英晶體、絕緣套、電極、上蓋及基座等組成。 傳感器上蓋為傳力元件，它的外緣壁厚為0.1-0.5mm，外力作用使它產(chǎn)生彈性變形，將力傳遞到石英

25、晶片上，石英晶片采用XY切型，利用其縱向壓電效用，通過(guò)du（縱向壓電系數(shù)）實(shí)現(xiàn)力電轉(zhuǎn)換。3.4 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與原理1. 結(jié)構(gòu)種類(lèi)七段LED數(shù)碼管系發(fā)光器件的一種。常用的LED發(fā)光器件有兩類(lèi)：數(shù)碼管和點(diǎn)陣。數(shù)碼管內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。常見(jiàn)數(shù)碼管有10根管腳。管腳排列如下圖所示。 圖3.8 七段LED數(shù)碼管管腳排列圖 其中COM為公共端，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式可分為共陰極和共陽(yáng)極兩種。使用時(shí)，共陰極數(shù)碼管公共端接地，共陽(yáng)極數(shù)碼管公共端接電源。每段發(fā)光二極管需510mA的驅(qū)動(dòng)電流才能正常發(fā)光，一般需加限流電阻控制電流的大小。這種數(shù)碼

26、管的每個(gè)線段都是一個(gè)發(fā)光二極管，因此也稱(chēng)LED數(shù)碼管或LED七段顯示器。共陽(yáng)數(shù)碼管（c）在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。2、 七段數(shù)碼管為共陰極接法，段碼采用同相驅(qū)動(dòng)，輸入端加高電平，選中的數(shù)碼管亮。 七段數(shù)碼管的字型代碼表如下頁(yè)表：表3.1 七段LED數(shù)碼管字型代碼表智

27、能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1智能交通燈控制系統(tǒng)總電路原理圖 圖4.1 總電路原理圖4.2交通燈的主體部分電路設(shè)計(jì)原理本系統(tǒng)控制的是一個(gè)實(shí)際的普通十字路口交通燈,由東西向和南北向兩條道路組成,每個(gè)方向都有三個(gè)車(chē)道,即直行車(chē)道、 左轉(zhuǎn)彎車(chē)道和右轉(zhuǎn)彎車(chē)道;每個(gè)路口均設(shè)有紅、 黃、 綠色直行和紅、 黃、綠色轉(zhuǎn)彎方向燈。選用設(shè)備AT89S51單片機(jī)一片，一片8255接口芯片,兩位七段數(shù)碼管四個(gè)，紅、黃、綠交通燈24個(gè)，按鍵開(kāi)關(guān)、連線若干。主控制器采用AT89S51，它是美國(guó)ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗、高性能的CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes 可編程Fla

28、sh 只讀程序存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，同時(shí)兼容標(biāo)準(zhǔn)的8051 指令系統(tǒng)。它的Flash 程序存儲(chǔ)器既可用在線編程（ISP），也可用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行編程。總之，AT89S51 單片機(jī)能為我們提供許多性?xún)r(jià)比高的應(yīng)用場(chǎng)合，能靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89S51 單片機(jī)的P1 口和P2 口 用于控制南北和東西方向及各方向左轉(zhuǎn)的通行燈，P0 口用于對(duì)LED 記時(shí)器的控制，T1 作為東西方向和南北方向車(chē)流量的控制，INT0 和INT1 用于東西方向和南北方向緊急轉(zhuǎn)換控制。4.3車(chē)輛檢測(cè)電路原理及實(shí)現(xiàn) 4.3.1 車(chē)流量檢測(cè)工作原理方框圖車(chē)輛數(shù)量檢測(cè)，以上控制方

29、案中最關(guān)鍵的參數(shù)即為每車(chē)道允許通行的配時(shí)，它與待通行的車(chē)輛數(shù)成正比。因此檢測(cè)每段時(shí)間路面待通行的車(chē)輛數(shù)是非常必要的 。該智能控制系統(tǒng)采用壓電傳感器、放大器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、可編程單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛數(shù)量的檢測(cè)。車(chē)輛檢測(cè)電路方框圖如下： 圖4.2 車(chē)流量檢測(cè)方框圖4.3.2傳感器鋪設(shè)本系統(tǒng)所選用的傳感器為簡(jiǎn)單使用，低成本的壓電式傳感器，此傳感器在受外界壓力位于100-40000kg時(shí)就會(huì)有模擬信號(hào)輸出。稱(chēng)重精度為+/-10%及>95%的可信度。由于交通狀況問(wèn)題，在十字路口的單方向上有車(chē)輛停在距十字路口200m埋有傳感器的路段上的時(shí)間超過(guò)一定范圍（程序中設(shè)定為50s）時(shí)，說(shuō)明在這一方向上的車(chē)流

30、量過(guò)大，信號(hào)燈控制滿(mǎn)足不了實(shí)際的需要。單片機(jī)對(duì)信號(hào)燈的控制將自動(dòng)改變?yōu)榻煌顩r異?？刂品绞健Ｃ總€(gè)方向第1、第2和第3車(chē)道分別為右轉(zhuǎn)、直行和左轉(zhuǎn)車(chē)道。在每個(gè)車(chē)道的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)分別埋設(shè)一個(gè)壓力傳感器檢測(cè)車(chē)流量數(shù)據(jù),兩個(gè)檢測(cè)器之間為各車(chē)道的檢測(cè)區(qū),設(shè)定這一距離為100 m。遠(yuǎn)側(cè)檢測(cè)器執(zhí)行通行車(chē)輛數(shù)加操作,近側(cè)檢測(cè)器執(zhí)行減操作，這樣任意時(shí)刻檢測(cè)區(qū)獲得的數(shù)據(jù)即為該方向等待放行的車(chē)輛數(shù)。當(dāng)某一通行狀態(tài)綠燈亮?xí)r,系統(tǒng)將該車(chē)道收集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),作為判斷交通狀態(tài)和決定下一周期通行時(shí)間的依據(jù)10。傳感器在道路中的鋪設(shè)如圖4.1 圖4.3 壓電傳感器鋪設(shè)圖4.3.3 A D轉(zhuǎn)換器車(chē)流量檢測(cè)電路采用ADC0809轉(zhuǎn)換器。

31、其主要性能如下1.ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 （1） ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖4.4 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖由上圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖4.5 ADC0809的引腳圖( 2 ) 引腳結(jié)構(gòu) IN0IN7：

32、8條模擬量輸入通道 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。 表4.1 通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN611

33、1IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。 2 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 （1）ADC080

34、9內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 （2）初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 （3）送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4）在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 （5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。 （6）當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。4 .4 車(chē)輛通行及人行通行情況指示及實(shí)現(xiàn)由于右轉(zhuǎn)通行不受控制，現(xiàn)只考慮左轉(zhuǎn)，直行信號(hào)燈的控制情況，因條件不足，左轉(zhuǎn)情況也只能考慮用信號(hào)燈顯示，因此每一個(gè)十字路口有八組信號(hào)燈, 南北方向和東西方向各兩組, 四個(gè)左轉(zhuǎn)方向分別一組，每組有三種信號(hào)燈, 分別為紅、黃、

35、綠信號(hào)燈。每個(gè)路口的信號(hào)轉(zhuǎn)換順序?yàn)? 綠> 黃> 紅, 綠燈表示允許通行, 黃燈表示禁止通行, 但已經(jīng)駛過(guò)安全線的車(chē)輛可以繼續(xù)通行, 是綠燈過(guò)渡到紅燈提示燈。紅燈表示禁止通行。綠燈的最短時(shí)間為2 0 秒, 最長(zhǎng)時(shí)間為50秒, 紅燈最短時(shí)間為30秒, 最長(zhǎng)時(shí)間為90秒, 黃燈時(shí)間為3秒。人行道放行與直行車(chē)通過(guò)一致， 依次放行順序南、東、 西、 北。按綠燈指示方向行駛(向左和直行) , 人行道在南面車(chē)輛放行時(shí) , 東面人行道放行 ,依此類(lèi)推 ,順序?yàn)闁|、 北、 南、 西 ,由數(shù)碼管顯示綠燈的放行剩余時(shí)間或紅燈等候時(shí)間。綠燈的放行時(shí)間初始設(shè)定值為 27秒 ,時(shí)間結(jié)束后綠燈熄滅, 黃燈亮三

36、秒后紅燈亮 ,這時(shí)數(shù)碼管的時(shí)間為紅燈等候時(shí)間 。4 .5 緊急情況處理功能及實(shí)現(xiàn)一般情況下交通燈按照車(chē)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(chē)通行情況, 設(shè)計(jì)緊急車(chē)通行開(kāi)關(guān)。即如果南北方向有特殊車(chē)輛要求通過(guò), 南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈,東西方向?yàn)榧t燈; 如果東西方向有特殊車(chē)輛要求通過(guò), 東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈, 南北方向?yàn)榧t燈。4 .6 倒計(jì)時(shí)顯示功能及實(shí)現(xiàn)在每個(gè)正方向交通信號(hào)燈的正上方安裝一個(gè)可以顯示綠燈通行時(shí)間, 紅燈等待時(shí)間的顯示電路, 采用數(shù)碼管顯示電路是一種很好的方法。由于東往西方向和西往東方向顯示的時(shí)間相同, 南往北方向和北往南方向顯示的時(shí)間也相同, 所以只需要考慮四位數(shù)碼

37、管顯示電路, 其中東西方向兩位, 南北方向兩位, 兩位數(shù)碼管可以顯示的時(shí)間為0 9 9 秒完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 軟件設(shè)計(jì)思路 （1 ）系統(tǒng)的主控制程序設(shè)計(jì)成功能模塊式,由正常運(yùn)行模塊、 緊急車(chē)強(qiáng)通模塊、 交通異常狀況處理模塊組成。 正常運(yùn)行模塊:正常情況下各個(gè)路口的各個(gè)時(shí)間段的車(chē)流量基本相等,各個(gè)信號(hào)燈按照程序所設(shè)定的固定時(shí)間運(yùn)行;當(dāng)某路口的車(chē)流量發(fā)生變化,檢測(cè)到路口存在的車(chē)輛數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí),自動(dòng)調(diào)用車(chē)流量信號(hào)智能處理子程序;當(dāng)某個(gè)路口發(fā)生緊急事件,人要緊急通過(guò)時(shí),按下該路口的緊急按鈕,程序自動(dòng)調(diào)用緊急按鈕信號(hào)子程序;執(zhí)行完子

38、程序后,主程序自動(dòng)返回繼續(xù)檢索各種運(yùn)行條件與參數(shù)的狀態(tài), 正常時(shí)序控制流程如圖。啟動(dòng)?xùn)|西綠燈亮27S南北黃燈閃爍3S東西紅燈亮60S東西黃燈閃爍3S南北綠燈亮27s南北紅燈亮60S左轉(zhuǎn)綠燈亮27s左轉(zhuǎn)紅燈亮60S左轉(zhuǎn)黃燈閃爍3S圖5.1 正常運(yùn)行控制方式時(shí)序流程圖緊急車(chē)強(qiáng)通模塊:系統(tǒng)在人行道上安裝了緊急按鈕,具有優(yōu)先權(quán),如在人行道上發(fā)生了突發(fā)事件,只要按一下該方向的緊急按鈕, 5秒鐘后此通道不可通行;緊急事故通過(guò)后,又恢復(fù)到正常的狀態(tài)。其時(shí)序控制流程如圖圖5.2緊急車(chē)強(qiáng)通控制方式時(shí)序流程圖交通異常狀況處理模塊: 程序根據(jù)在不同的時(shí)間段檢測(cè)的各車(chē)道的實(shí)際車(chē)流量數(shù),決定通行時(shí)間的長(zhǎng)短;也就是根據(jù)各

39、路口的實(shí)際車(chē)流量,智能地處理各路口的通行時(shí)間。其時(shí)序控制流程如圖圖5.3異常情況控制方式時(shí)序流程圖（2） 設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)的功能主要包括計(jì)時(shí)功能、動(dòng)態(tài)掃描以及狀態(tài)的切換等幾部分。計(jì)時(shí)功能：要實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能則需要使用定時(shí)器來(lái)計(jì)時(shí)，通過(guò)設(shè)置定時(shí)器的初始值來(lái)控制溢出中斷的時(shí)間間隔，再利用一個(gè)變量記錄定時(shí)器溢出的次數(shù)，達(dá)到定時(shí)1秒中的功能。當(dāng)計(jì)時(shí)每到1秒鐘后，東西、南北信號(hào)燈各狀態(tài)的暫存剩余時(shí)間的變量減1。當(dāng)暫存剩余時(shí)間的變量減到0時(shí)，切換到下一個(gè)狀態(tài)，同時(shí)將下一個(gè)狀態(tài)的初始的倒計(jì)時(shí)值裝載到計(jì)時(shí)變量中。開(kāi)始下一個(gè)狀態(tài)，如此循環(huán)重復(fù)執(zhí)行。動(dòng)態(tài)掃描：需要使用8個(gè)數(shù)碼管分別顯示東西、南北的倒計(jì)時(shí)數(shù)字，將暫存各狀態(tài)

40、剩余時(shí)間的數(shù)字從變量中提取出“十位”和“個(gè)位”，用動(dòng)態(tài)掃描的方式在數(shù)碼管中顯示。整個(gè)程序依據(jù)定時(shí)器的溢出數(shù)來(lái)計(jì)時(shí)，每計(jì)時(shí)1S則相應(yīng)狀態(tài)的剩余時(shí)間減1，一直減到0時(shí)觸發(fā)下一個(gè)狀態(tài)的開(kāi)始。（3） 依據(jù)上述設(shè)計(jì)方案可以得出交通信號(hào)燈顯示控制狀態(tài)表如下表5.1 交通信號(hào)燈顯示控制狀態(tài)表狀態(tài)持續(xù)時(shí)間東西直行西-北東-南南北直行北-東127綠紅紅紅紅23黃紅紅紅紅327紅綠綠紅紅43紅黃黃紅紅527紅紅紅綠紅63紅紅紅黃紅727紅紅紅紅綠83紅紅紅紅黃5.2 軟件設(shè)計(jì)程序流程圖及程序 （1）由于用外部中斷控制緊急車(chē)輛通行，所以主程序圖中無(wú)需判斷緊急車(chē)按鍵，故交通燈主程序流程圖如5.4開(kāi)始初始化i=1進(jìn)入狀

41、態(tài)i并點(diǎn)亮相關(guān)信號(hào)燈開(kāi)始中斷計(jì)數(shù)i狀態(tài)時(shí)間是否到已經(jīng)到進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)中斷計(jì)數(shù)器清零YN在前20s內(nèi)車(chē)流量按鍵是否按下i狀態(tài)時(shí)間延長(zhǎng)到50sNY動(dòng)態(tài)顯示子程序圖 5.4 主程序流程圖（2）外部中斷服務(wù)子程序用來(lái)控制緊急車(chē)輛轉(zhuǎn)換，其中斷服務(wù)程序流程圖如5.5進(jìn)入中斷服務(wù)子程序現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)及關(guān)中斷進(jìn)入緊急狀態(tài)延時(shí)10s現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)及開(kāi)中斷中斷返回圖 5.5 中斷服務(wù)子程序（3）采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，其顯示子程序流程圖如5.6開(kāi)始判斷當(dāng)前狀態(tài)i讀取計(jì)時(shí)量輪流顯示4組顯示位子程序返回圖5.6動(dòng)態(tài)顯示子程序智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能說(shuō)明與測(cè)試第六章 系統(tǒng)功能說(shuō)明與測(cè)試6.1 系統(tǒng)功能說(shuō)明智能化,根據(jù)

42、各路口車(chē)流量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)各路口信號(hào)燈的通行時(shí)間,在傳統(tǒng)十字路口交通燈控制基礎(chǔ)上,克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)的少車(chē)路口綠燈無(wú)車(chē)通行或多車(chē)路口綠燈時(shí)間短而堵車(chē)等資源浪費(fèi)的缺點(diǎn),提高了通行效率,減輕路口的交通堵塞壓力。人性化,系統(tǒng)在各個(gè)路口都設(shè)有人行通道的緊急通行按鈕,能靈活地控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、延時(shí)切換,并具有一定的優(yōu)先權(quán),方便緊急事故中的人通行。6.2狀態(tài)燈顯示測(cè)試將寫(xiě)好的匯編程序?qū)雓ceil軟件 編譯成hex 文件，再將編譯好的文件燒入控制器中，在protues中運(yùn)行，測(cè)試交通燈顯示狀態(tài)。 智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 結(jié)束語(yǔ)第七章 結(jié)束語(yǔ)系統(tǒng)就是充分利用了8051引腳功能來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)

43、際車(chē)流量通過(guò)8051芯片的P0口設(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3秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號(hào)通過(guò)P1、P2口輸出，顯示時(shí)間直接通過(guò)P0口經(jīng)過(guò)8255接口芯片輸出至雙位數(shù)碼管）；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。這種以車(chē)流量為目標(biāo)的智能交通燈控制系統(tǒng),突破了傳統(tǒng)的紅綠燈固定配時(shí)模式，根據(jù)實(shí)時(shí)交通狀況靈活地切換紅綠燈，以提高車(chē)輛通行效率。該控制系統(tǒng)只需在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上增添傳感器、集成單片機(jī)等硬件，軟件也容易實(shí)施，具有一定的實(shí)際開(kāi)發(fā)意義。由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。但是在設(shè)計(jì)過(guò)

44、程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則的效率還不是很高等等，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的失敗到成功的過(guò)程，讓我更加清楚的明白單片機(jī)的運(yùn)用就是對(duì)其端口的控制，同時(shí)對(duì)外圍電路的設(shè)計(jì)以及了解。讓我對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)更加了解和認(rèn)識(shí)，比如：電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、電路板設(shè)計(jì)應(yīng)用與傳感器的使用以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 張淑英.傳感器原理及應(yīng)用M. 天津:

45、天津大學(xué)出版社2 張友德, 趙志英.單片機(jī)微型原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)（第五版）M上海：復(fù)旦大學(xué)出版社 3 童詩(shī)白，華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M北京：高等教育出版社，20004 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M北京：高等教育出版社，2005. 5 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版）M. 北京：高等教育出版社，2008.6 尹宏賓，徐建閩編.道路交通控制技術(shù)，第一版，華南理工大學(xué)出版社，2000.7蔡軍，曹慧英.智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)J. 重慶郵電學(xué)院學(xué) 報(bào),2004,16(3):129132 8 溫志達(dá), 梁桂榮, 陳碧銘, 高素萍. 基于車(chē)流量的智能交通燈控制系統(tǒng)J.自動(dòng)化技術(shù)與 應(yīng)用，2009,28(6

46、):1151189 黃毅.智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)J. 科技資訊,2008, 28:12512810王燦.智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真J. 重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào),2009, 26(1):848711 周潤(rùn)景.基于PROTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真.北京航空航天大學(xué)出版社12 何立民，MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.13 孫宇尖. 基于MCS-51單片機(jī)交通燈實(shí)時(shí)控制研究J. 科技信息,2009,15:6768 14 程向紅. 基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)的研究J. 機(jī)器與電子學(xué)報(bào),2008,15智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 附錄附錄系統(tǒng)控制總

47、程序： ORG 0000H ;主程序的入口地址 LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序的開(kāi)始處 ORG 0003H ;外部中斷0的中斷程序入口地址 ORG 000BH ;定時(shí)器0的中斷程序入口地址 LJMP T0_INT ;跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序處 ORG 0013H ;外部中斷1的中斷程序入口地址 A_BIT EQU 20H ;數(shù)碼管個(gè)位數(shù)存放內(nèi)存位置 B_BIT EQU 21H ;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置 TEMP EQU 22H ;計(jì)數(shù)器數(shù)值存放內(nèi)存位置MAIN : MOV SP,#50H MOV IE,#8EH CPU開(kāi)中斷，允許T0中斷，T1中斷和外部中斷1中斷 MOV TMOD,#51H

48、;設(shè)置T1為計(jì)數(shù)方式,T0為定時(shí)方式，且都工作于模式1 MOV TH1,#00H ;T1計(jì)數(shù)器清零 MOV TL1,#00H SETB TR1 ;啟動(dòng)T1計(jì)時(shí)器 SETB EX1 ;允許INT1中斷 SETB IT1 ;選擇邊沿觸發(fā)方式 MOV DPTR ,#0003H MOV A, #80H MOVX DPTR, A ;給8255賦初值，8255工作于方式0;-四種狀態(tài)信號(hào)燈顯示程序-STATE1: MOV TEMP,#1EH ;初始化計(jì)數(shù)器,從30開(kāi)始 SETB P1.1 ;南北方向紅燈亮 SETB P2.1 ;南北方向左轉(zhuǎn)紅燈亮 SETB P2.4 ;東西方向左轉(zhuǎn)紅燈亮 SETB P1.

49、3 ;東西方向綠燈亮STLOP1: ACALL DISPLAY1 ;調(diào)用顯示子程序 DEC TEMP ;對(duì)計(jì)數(shù)器減1 MOV A,TEMP ; CJNE A,#0,STLOP1 ;判斷計(jì)數(shù)器是否滿(mǎn)0? CLR P1.3 ;東西方向綠燈滅 ACALL SHAN1 ;調(diào)用東西方向黃燈閃爍程序 SETB P1.4 ;東西方向紅燈亮STATE2: MOV TEMP,#1EH ;初始化計(jì)數(shù)器,從30開(kāi)始 SETB P2.3 ;東西方向左轉(zhuǎn)綠燈亮STLOP2: ACALL DISPLAY1 ;調(diào)用顯示子程序 DEC TEMP ;對(duì)計(jì)數(shù)器減1 MOV A,TEMP ; CJNE A,#0,STLOP2 ;判

50、斷計(jì)數(shù)器是否滿(mǎn)0? CLR P2.3 ;東西方向左轉(zhuǎn)綠燈滅 ACALL SHAN2 ;調(diào)用東西方向左轉(zhuǎn)黃燈閃爍程序 SETB P2.4 ;東西方向左轉(zhuǎn)紅燈亮STATE3: MOV TEMP,#1EH ;初始化計(jì)數(shù)器,從30開(kāi)始 SETB P1.0 ;南北方向綠燈亮STLOP3: ACALL DISPLAY2 ;調(diào)用顯示子程序 DEC TEMP ;對(duì)計(jì)數(shù)器減1 MOV A,TEMP ; CJNE A,#0,STLOP3 ;判斷計(jì)數(shù)器是否滿(mǎn)0? CLR P1.0 ;南北方向綠燈滅 ACALL SHAN3 ;調(diào)用南北方向黃燈閃爍程序 SETB P1.1 ;南北方向紅燈亮STATE4: MOV TEMP,#1EH ;初始化計(jì)數(shù)器,從30開(kāi)始 SETB P2.0