基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計

1、基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計摘 要道路交通燈也就是我們常說的紅綠燈，這是很常見的一種實時控制系統(tǒng)。我們?nèi)粘３鲂械臅r候在路口都能看到。交通燈系統(tǒng)包括了一般的測控系統(tǒng)常用到的功能，它不但有利于道路的通暢，還可以減少交通事故發(fā)生。它主要由按鍵輸入、時鐘控制、顯示和串口通信等組成。這里，我先對現(xiàn)在的交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行分析，然后運用檢測傳感和實時調(diào)整的智能化技術(shù)，把傳感器檢測、車輛實時監(jiān)測與單片機的作用相結(jié)合，設(shè)計出了基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)的方案。 基于8051單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)由8051單片機、交通燈顯示、LED倒計時、車流量檢測及調(diào)整、違規(guī)檢測、緊迫處理、時間模式手動控制

2、等模塊構(gòu)成。使用單片機控制的交通燈包括了車輛通行和等待時間的倒計時顯示、正常的工作模式、限行模式、禁行模式等基礎(chǔ)功能。該系統(tǒng)除交通燈具有的基本功能外，還具有通行時間手動設(shè)置、可倒計時顯示、緊急車輛強行通過、車流量檢測及調(diào)整、交通異常情況的判斷和處理等相關(guān)功能。本文主要做了如下工作：先確定總的設(shè)計然后進行硬件電路和顯示電路的設(shè)計。關(guān)鍵詞：交通控制，/*傳感檢測*/，矩陣鍵盤，AT89S51，倒計時顯示。AbstractTraffic control system is a modern society with logistics, travel etc of traffic developme

3、nt a unique set of public management system. To ensure the effective safety traffic, except for a series of traffic rules, still must through certain technological means to achieve. Based on analysis of traffic control, based on real-time detection sensor, adjust the implementation technology of int

4、elligent control, real-time monitoring, sensor adjust vehicles time algorithm and single-chip microcomputer control function is proposed, whichcombines the traffic control system based on single chip design scheme.The 8051 microcontroller control system consists of the traffic lights display, 8051 m

5、onolithic integrated circuits, and LED the countdown, traffic violation detection, emergency adjustment, manual mode, time as modules. In addition to the basic traffic function outside, still have time to manually set, can pass the countdown, car that forced through traffic, inspection and adjustmen

6、t, transportation and processing abnormal discriminant functions. Theory shows that the system can simple, economic and effective relieves traffic, improve the crossroads capacity.This design mainly do the following aspects: one is the work of the traffic control system design, including the crossro

7、ads, specific design and system should be restricted with each function, two is that the sensor, the hardware circuit design of the circuit and the basic function and requirement. Key Words: traffic control, sensing detection, displayand countdown ，AT89S511 緒 論1.1單片機交通控制系統(tǒng)的選題背景人們常說交通是一個都市的命脈，對城市的交通、

8、經(jīng)濟、生活、發(fā)展都起著重要的作用。其實事實就是如此。近年來隨著科技得進步和人口的增長，人們?nèi)粘３鲂械慕煌üぞ咴絹碓蕉?，現(xiàn)在出門幾乎都有自己的交通工具，所以道路的擁堵就顯現(xiàn)出來了，尤其是上下班的高峰時期，擁堵特別的嚴重。尤其是近年來人們生活水平的快速提高，這一現(xiàn)象日益嚴重。那么怎么解決這一問題呢？那么便是交通燈。這就引出了交通控制系統(tǒng)。那么什么是交通控制系統(tǒng)呢？交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會跟著物流、出行等交通進步產(chǎn)生的一套獨特的公共管理系統(tǒng)。合理的交通系統(tǒng)可以有效的維護正常的交通秩序。合理的交通規(guī)則需要一定的技術(shù)手段加以實現(xiàn)。目前，交通控制方面的研究能完全實現(xiàn)自動化、智能化，能將整個區(qū)域合成一個總的

9、系統(tǒng)。甚至還能根據(jù)突發(fā)時段的情況進行合理的調(diào)整。目前大多數(shù)的交通系統(tǒng)缺乏一種真正的交通響應(yīng)控制策略。智能化和集成化毫無疑問是城市交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。因此，研究基于單片機的智能交通信號控制系統(tǒng)具有很高的實用價值。1.2 交通燈國內(nèi)外發(fā)展概況如今，安裝在各個街道上的紅綠燈已經(jīng)成為維護交通秩序最常見的手段。其實這一技術(shù)最早在19世紀就已出現(xiàn)在了倫敦的街頭。世界上最早的紅綠燈是在1858年，當時的英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅綠燈。它使用紅藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮交通。而后在1868年，英國的機械工程師納伊特進行了改進，其在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上

10、最早的煤氣紅綠燈。它以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色代表“停止”，綠色代表“注意”。然而在1869年1月2日，這種煤氣燈發(fā)生了爆炸，致使警察受傷，于是便被取消。緊接著電氣時代的到來使得電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)。最早的使用該技術(shù)紅綠燈出現(xiàn)在1914年美國紐約市5號大街的一座高塔上。其由紅綠黃三色圓形的投光器組成，紅燈亮代表“停止”，綠燈亮代表“通行”。這種紅綠燈使用起來并不是很方便，于是在1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。到了1963年加拿大多倫多市建立了一套使用IBM650型計算的集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號系統(tǒng)，從而標志著交通信號系統(tǒng)的發(fā)展進入了一個新的階段。之后，美國、英國、德國、日本、

11、澳大利亞等多家相繼建成數(shù)字電子計算機區(qū)域交通控制系統(tǒng)。到80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多個，代表了未來交通控制的發(fā)展方向。各個時期典型交通信號系統(tǒng)得特征如附表所示。簡稱時間國別城市名稱控制路口數(shù)信號周期檢測器控制方式點控1868英國倫敦燃氣色燈單/1914美國克利夫蘭電力色燈單/1926英國各城市單點定周期自動信號機單定/自動1928美國各城市感應(yīng)式自動信號機單定氣壓式自動線控1917美國鹽湖城手控干道協(xié)調(diào)系統(tǒng)6個定/人工線控1922美國休斯頓電子計時干道協(xié)調(diào)系統(tǒng)12個定/電動1928美國各城市步進式定時干道協(xié)調(diào)系統(tǒng)多個（線）變/電動面控1952美國丹佛市模擬計算機交通信號控

12、制系統(tǒng)多個（網(wǎng)）變氣壓式計算機1963加拿大多倫多數(shù)字計算機集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號系統(tǒng)多個（網(wǎng)）變電磁式計算機在西方發(fā)達國家，交通控制系統(tǒng)已基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交通控制系統(tǒng)ITS的轉(zhuǎn)變，然而我國才剛剛處于起步階段。1999年，我國成立了全國智能交通系統(tǒng)(ITS)協(xié)調(diào)指導小組及辦公室，同年，又成立了全國智能交通運輸系統(tǒng)(ITS)專家咨詢委員會，其中，同濟大學、清華大學、北方交通大學、北京航空航天大學、吉林工業(yè)大學、東南大學等高校的有關(guān)專家為咨詢委員，并啟動了國家“九五”科技攻關(guān)課題和國家“十五”科技攻關(guān)課題。目前，在對一些大中型城市引入的國外ITS進行研究的基礎(chǔ)上已經(jīng)逐漸開始摸索

13、開發(fā)設(shè)計適合自己國情的ITS系統(tǒng)。 2 單片機交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計2.1單片機交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計 由于交通燈設(shè)計時有正常通行、東西限行、南北限行、全部禁行四種模式，每種模式的信號燈切換方式都不一樣，因此我們下面分析這四種模式的信號燈切換方式。但是切換時有一個原則需要我們記住：先停止正在通行的方向，然后放行被停止的方向。一般的十字路口都分為東西方向和南北方向，在任一時刻只有一個方向通行，另一方向就會禁行，持續(xù)一定的時間，經(jīng)過短暫的過渡時間后，將通行禁行方向?qū)Q。其具體的狀態(tài)如下圖所示。黑色代表燈亮，白色代表燈滅。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開始變換，直至狀態(tài)4然后循環(huán)至狀態(tài)1，如此循環(huán)。我們把這四個

14、狀態(tài)歸納如下圖所示：圖2.1 交通狀態(tài)切換圖（1）東西方向黃燈滅，同時紅燈亮，南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，倒計時30秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。（2）東西方向紅燈仍亮，南北方向紅燈滅，黃燈亮，倒計時4秒。此狀態(tài)下，東西方向仍然禁止通行，南北方向除了已經(jīng)駛過停車線的車輛可繼續(xù)前進外，其他所有的車輛都需停止前進。（3）東西方向紅燈滅，綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時30s。在此狀態(tài)下，東西方向可以通行，南北禁止通行。（4）東西方向綠燈滅，黃燈亮，南北方向紅燈仍亮，倒計時4秒。此狀態(tài)下，東西方向除了已經(jīng)駛過停車線的車輛可以繼續(xù)前行外，其他所有車輛都需停止前進，南北東西方向

15、任然禁止通行。如下表：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表中從左到右表示時間的流逝方向，在初始狀態(tài)時東西方向綠燈亮30s，然后黃燈亮4s，最后紅燈亮34s，而南北方向則從初始狀態(tài)開始先紅燈亮34s，然后綠燈亮30s，最后黃燈亮4s，接著周而復始。2.2 南北限行方式 按照交通運行規(guī)則，南北限行的方式應(yīng)該是南北方向的紅燈亮，禁止通行，東西方向的綠燈亮，可以通行。當南北限行的按鍵被按下后，先判斷此時的交通狀態(tài)，如果南北方向此

16、時已經(jīng)處于紅燈狀態(tài)，單片機肯定是發(fā)出讓南北方向繼續(xù)保持紅燈，東西方向繼續(xù)保持綠燈的指令，如果此時交通狀態(tài)是南北方向在通行，則不著急，先單片機發(fā)出南北方向黃燈的信號，提示南北方向的信號燈即將轉(zhuǎn)變，沒有駛過停止線的車不要再前進，黃燈持續(xù)4s，讓已經(jīng)駛過停車線的南北方向車駛出十字路口，最后再點亮東西方向的綠燈。表2.2 南北限行模式信號燈狀態(tài)限行錢南北方向處于紅燈狀態(tài)東西方向點亮綠燈，滅其他顏色的燈南北方向紅燈保持限行前南北方向處于綠燈或黃燈狀態(tài)東西方向保持紅燈綠燈南北方向黃燈4s紅燈 圖2.2南北限行信號燈狀態(tài)圖2.3東西限行方式 東西限行模式下同樣存在南北限行模式下的問題。 東西限行模式信號燈狀

17、態(tài)如下表：表2.3 東西限行模式信號燈狀態(tài)限行前東西方向處于紅燈狀態(tài)東西方向紅燈保持南北方向點亮綠燈，滅其他顏色的燈限行前南北方向處于綠燈或黃燈狀態(tài)東西方向黃燈4s紅燈南北方向保持紅燈綠燈2.4禁止通行模式 禁止通行模式就不要了考慮上述問題，只有交通秩序是正常的，按下禁止通行行按鍵后，兩個方向的信號燈即變?yōu)榧t燈，兩個方向的車輛都必須立即停止前進。新號燈狀態(tài)如下表：表2.4 禁止通行模式信號燈狀態(tài)東西方向紅燈亮南北方向紅燈亮2.4單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求該設(shè)計不但能模擬最基本的交通控制系統(tǒng)，還能進行倒計時顯示，車流量檢測及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能，做到智能化控制。（1）倒計時顯示倒

18、計時顯示可以讓駕駛員清楚的知道在信號燈發(fā)生變化前的時間。讓駕駛員提前做出選擇。它可以顯著減少駕駛員違反交通規(guī)則的次數(shù)。/*（2）車流量檢測及調(diào)整智能交通燈控制系統(tǒng)最基本的作用就是檢測車流量。 目前我國正在使用的紅綠燈大多都是固定時間的紅綠燈。紅燈和綠燈的時間，是根據(jù)東西方向和南北方向的實際路況，采用統(tǒng)計的方法來確定的。*/ 使用注釋符號，表示刪除，同下（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。鍵盤是單片機系統(tǒng)中最常用的人機接口，一般情況下有獨立式和行列式兩種。前者軟件編寫簡單，

19、但在按鍵數(shù)量較多時特別浪費I0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，但是在單片機I0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I0口足夠，可直接采用獨立式。*/ 改為:本系統(tǒng)使用了矩陣鍵盤，每個按鍵對應(yīng)相應(yīng)的功能（4）緊急處理 流量大的路口經(jīng)常會出現(xiàn)擁堵等緊急情況，比如救護車或發(fā)生交通事故等，那么遇到這種情況我們也要盡量保持交通的暢通。因此，我們在控制中加設(shè)禁停按鍵，就可以解決此問題。/*（5）違規(guī)檢測 人人出行都需要遵守交通規(guī)則，但是現(xiàn)實社會中總有那么些人不遵守交通規(guī)則，所以我們就需要檢測到他們，對他們進行應(yīng)有的處罰。

20、在路口設(shè)置檢測器就可以及時的發(fā)現(xiàn)違規(guī)的現(xiàn)象，并記錄違規(guī)的車輛的信息，以便交警后期的處理。*/2.3單片機交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)，是利用單片機控制信號燈的狀態(tài)變化來指揮交通。系統(tǒng)的總體框圖如下：單片機按鍵控制紅黃綠信號燈車流量檢測電路最小系統(tǒng)外圍接口電路8段LED數(shù)碼管顯示圖2.2 系統(tǒng)的總體框圖如上圖可以看出系統(tǒng)的核心是單片機，由車流量檢測模塊、違規(guī)檢測模塊、按鍵設(shè)置模塊、信號燈模塊、LED倒計時模塊/*鳳鳴器*/等組成。 按鍵輸入模塊分為正常通行、南北限行、東西限行、禁止通行四個按鍵。倒計時顯示模塊共有8個共陰極的數(shù)碼管組成，每兩個一組，每個方向分為兩組，

21、每個方向的兩組數(shù)碼管顯示的內(nèi)容相同，用來顯示前進或等待剩余時間。紅綠燈由紅綠黃三色的發(fā)光二極管組成，每三個一組，每個方向有兩組二極管，每個方向顯示的顏色一致。/*若選擇自動模式，系統(tǒng)會不斷通過車輛檢測模塊來檢測車流量，到達一定的時間將會調(diào)整時間來適應(yīng)各種路況的需求。 */3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理本文所述智能交通燈系統(tǒng)所涉及的主要器件有：a，單片機最小系統(tǒng)所需器件b，AT89S51單片機C，三色LED燈d，按鍵/*e，車流量檢測傳感器、光敏傳感器、蜂鳴器 */3.1.1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成智能交通燈系統(tǒng)是一個以單片機為核心，/*集車流量采集*/、處理、自動控制為一體的閉環(huán)

22、控制系統(tǒng)。硬件電路圖如下圖所示：圖3.1 總體設(shè)計電路圖具體功能見下表：接口作用P0、p2送顯兩片LED數(shù)碼管P1控制紅綠黃發(fā)光二極管XTAL1、XTAL2接入晶振時鐘電路RESET接復位電路P3.3接違規(guī)檢測電路P3.2接緊停東西時間設(shè)置鍵JP0.6、P0.7接車流量檢測電路P3.6接南北時間設(shè)置鍵SP3.7接自動模式選擇返回鍵FP3.4接蜂鳴器3.1.2系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復位之后，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，

23、再按F鍵確認。其實這個過程就是將存儲時間值的寄存器進行設(shè)置，以及標志是否要進行車流量檢測及調(diào)整。接下來，系統(tǒng)必須先顯示狀態(tài)燈及LED數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯P1口，將要顯示的時間值送顯P0口和用P2口來選通LED數(shù)碼管的顯示導通，在此同時以50ms為周期，用軟件方法計時1秒，到達1s就要將時間值減1，刷新LED數(shù)碼管。時間到達一個狀態(tài)所要全部時間，則要進行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時間值，/*當然，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，進入中斷服務(wù)子程序，開啟蜂鳴器禁止全部通行，當按下F鍵，中斷結(jié)束返回。其二為車流量檢測信號輸入，若檢

24、測到車輛經(jīng)過，進入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲車流量的計數(shù)器加1，然后中斷結(jié)束返回。 */每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動模式，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，以達到自動控制的目的。3.2 AT89S51單片機簡介3.2.1單片機的概述單片機其實就是在一片半導體硅片上集成了中央處理單元、存儲器、并行I/O口、串行I/O口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計算機。單片機主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域。我們通常把單片機稱為嵌入式控制器或微控制器。只是在我國我們習慣把它稱為單片機。按照功能我們可以把單片機分為通用型和專用型兩種。單

25、片機的主要具有以下特點：1)具有很高的性能與價格比。2)集成度超高、體積比較小、可靠性很高。3)控制功能很強。4)電壓與功耗低。AT89S51單片機是美國ATMEL公司推出的一款單片機，其在我國8位單片機市場上占有很大的比例。其內(nèi)部的4KB的FLASH存儲器可以在線編程或者使用編程器重復編程，而且價格很低。3.2.2 AT89S51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 功能部件描述中央處理器8位微處理器（運算器和控制器）數(shù)據(jù)存儲器128B的RAM程序存儲器4KB的Flash ROM定時/計數(shù)器2個16位的定時器/計數(shù)器并行輸入/輸出口4組8位的I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用來對外部數(shù)據(jù)的進行傳輸。全雙工

26、串行口一個全雙工的異步串行口，有4種工作方式時鐘電路產(chǎn)生時鐘脈沖序列中斷系統(tǒng)5個中斷源和中斷向量 3.2.3 主要引腳功能AT89S51 引腳圖如圖3.3 所示： 圖3.3 引腳圖主要引腳功能：·VCC：接5V的電源。·GND：接數(shù)字地·RST：復位信號的輸入端，只對高電平有效。·ALE：ALE為CPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供一個地址鎖存信號，將8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。為該引腳的第二功能，可以對片內(nèi)的Flash存儲器編程時，作為編程脈沖輸入端。·程序儲存允許（）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S51 由外部程

27、序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的信號。·VPP：是這個引腳的第一個功能，外部程序存儲器訪問允許控制端。Vpp是第二功能，在片內(nèi)Flash進行編程時，Vpp引腳要接入編程電壓。·XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。·XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器和的輸出端。3.2.4 AT89S51芯片最小系統(tǒng)一個最簡單的單片機系統(tǒng)包括晶振、復位、電源、系統(tǒng)的輸入控制、輸出顯示，以及其他外圍模塊(如通信、數(shù)據(jù)采集等)。（1）時鐘電路首先介紹一下單片機的晶振電路，即時鐘電路。單片機的工作流程

28、，就是在系統(tǒng)時鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。單片機的時鐘電路由外接的一只晶振和兩只起振電容，以及單片機內(nèi)部的時鐘電路組成，晶振的頻率越高，單片機處理數(shù)據(jù)的速度越快，系統(tǒng)功耗也會相應(yīng)增加，穩(wěn)定性也會下降。單片機系統(tǒng)常用的晶振頻率有6MHz、110592MHz、12MHz、本系統(tǒng)采用110592MHz晶振，電容選22pF或30pF均可。/*在這里添加晶振電路截圖，做相關(guān)說明，介紹下圖中的單片機晶振電路，以及晶振電路的作用，原理等，請參考：晶振電路原理介紹參考原則，能看懂的覺得重要的就改寫抄下來，看不懂的就不看。（2）復位電路系統(tǒng)剛上電時，單片機內(nèi)部的程序還沒有開始執(zhí)行，需要一段準備時間

29、，也就是復位時間。一個穩(wěn)定的單片機系統(tǒng)必須設(shè)計復位電路。當程序跑飛或死機時，也需要進行系統(tǒng)復位。復位電路有很多種，有上電復位，手動復位等。 /*在這里添加相關(guān)截圖，等，做相關(guān)說明，介紹下圖中的單片機復位電路，以及復位電路的作用，原理等，請參考：介紹下復位電路的作用：參考單片機復位電路原則同上。（3）EA腳的功能及接法單片機的EA腳控制程序從內(nèi)部存儲器還是從外部存儲器讀取程序。由于現(xiàn)在單片機內(nèi)部的flash容量都很大，因此基本都是從內(nèi)部的存儲器讀取程序，即不需要外接ROM來存儲程序，因此，EA腳必須接高電平。本設(shè)計中復位方式采用上電按鍵手動復位方式，時鐘采用內(nèi)部時鐘。如下圖3.4所示。圖3.4

30、本系統(tǒng)復位與時鐘方式/*下面繼續(xù)講述各個部分的電路作用*/1、矩陣鍵盤的作用及其原理:詳細介紹矩陣鍵盤的實現(xiàn)原理 和 獨立按鍵做比較，然后做總結(jié)介紹下電路圖中各個部分的按鍵的作用，*請參考第六講_獨立鍵盤.ppt和（1）獨立按鍵簡單，容易實現(xiàn)，接線少，使用IO口掃描或者中斷檢測的方式，按鍵較少時可以這么使用.圖片：（2）矩陣鍵盤 適合多按鍵使用，可以實現(xiàn)較少接線實現(xiàn)多按鍵。圖片：（3）選擇矩陣鍵盤的原因：（4）按鍵如何消除抖動，按鍵消除抖動有兩種方法，（1）硬件，成本高，不夠方便（2）軟件 實現(xiàn)簡單，使用與多種場合。本設(shè)計中采用延時消除抖動的方法.2、介紹下LED顯示的原理 數(shù)碼管顯示數(shù)字的原

31、理等等，（1）LED顯示發(fā)光的原理*（2）數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理（3）數(shù)碼管驅(qū)動的方式，靜態(tài)掃描和動態(tài)掃描靜態(tài)掃描：優(yōu)點，缺點，動態(tài)掃描：優(yōu)點，缺點，本設(shè)計采用動態(tài)掃描的方式。第四章節(jié) 軟件設(shè)計 1、軟件設(shè)計流程圖 概述下程序設(shè)計的流程* 參考PDF文檔*2、 講述下51單片機中斷和定時器如何設(shè)置正常工作，以及定時器的原理/*吧你參考的這個文檔 這部分抄下來就行了*/*一定要自己改寫，不能直接復制*/全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序，消抖動延時程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊?；蜻`規(guī)判斷程序，中斷服務(wù)子程序，車流量計數(shù)程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等。整個

32、軟件程序方面主要分兩大部分：按鍵處理程序和50ms掃描程序。流程圖如圖4.1所示。首先是按鍵處理程序，89S51通過對IO掃描，確定是否有鍵按下，再判斷具體是那個鍵按下，根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到按鍵處理程序。按鍵處理結(jié)果可設(shè)置兩種工作模式：紅綠燈時間設(shè)置模式和紅綠燈時間自動模式，次程序相當于系統(tǒng)的模式設(shè)置，若想重新設(shè)置則要按下復位鍵。設(shè)置過后進入50ms掃描程序。50ms掃描程序開始后，先刷新顯示模塊，若為自動模式則接下來要計數(shù)車流量，然后掃描緊停信號和違規(guī)信號，若捕獲則調(diào)用中斷，中斷服務(wù)子程序主要啟動蜂鳴器，直至恢復鍵按下。50ms已到則重新掃描。掃描20次之后計時到達1s則時間數(shù)據(jù)減1，在顯示模塊中

33、修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容。在半個狀態(tài)對換時，車流量計數(shù)程序在一個狀態(tài)變換循環(huán)先后計數(shù)兩個方向的車流量，然后調(diào)用紅綠燈時間調(diào)整程序，更新紅綠燈時間。當前狀態(tài)時間已到，則判斷次狀態(tài)裝入相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后進入下一狀態(tài)。4.2理論基礎(chǔ)知識4.2.1定時器原理定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加1直至減完為模值，這個初值是送到TH和TL中的。它是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值，即所要求的計數(shù)值設(shè)定為C，把計數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計算通式：TC=M-C式中，M為計數(shù)器模值。計數(shù)值并不是目的，目的是時間值，設(shè)計1次的時間，即定時器計數(shù)脈沖的周期為T0，它是單片機系統(tǒng)主頻周期的12倍，設(shè)要求的時間值為T，則有C=TT0。計算通式變?yōu)椋篢=（MTC）T0模值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時M為8192；在方式1