【正文】 取消。 電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914年 開 始安裝于紐約市 5 號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示 “ 停止 ” ，綠燈亮表示 “ 通行 ” 。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛一接近 紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 3 頁(yè) 共 40 頁(yè) 面時(shí)，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。 信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 1968 年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正 在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口 ，而我們?cè)诒驹O(shè)計(jì)中按照常規(guī)假設(shè)一個(gè)十字路口為東西南北走向，有南北 干道和東西干道的十字路口交通燈系統(tǒng)，每條道路設(shè)兩組信號(hào)燈，每組信號(hào)燈由紅、黃、綠 3 個(gè)燈組成，綠燈表示允許車輛通行，紅燈表示禁止通行，黃燈為過渡燈，表示該車道上已過停車線的車輛繼續(xù)通行，未過停車線的車輛禁止通行 ,因此有 4 種一般狀態(tài)，分別有：狀態(tài) 1：南北干道紅燈亮，東西干道綠燈亮。此時(shí)南北干道禁止車輛通行，東西干道允許車輛通行，當(dāng)東西干道綠燈亮夠規(guī)定時(shí)間后，系統(tǒng)發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)；狀態(tài) 2: 南北道紅燈持續(xù)亮，東西干道黃燈閃亮。此時(shí)南北干道禁止車輛通行，東西干道允許超過停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當(dāng)東西干道紅燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，系統(tǒng)發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)；狀態(tài) 3：南北道綠燈亮，東西干道紅燈亮，此時(shí)南北干道允許車輛通行，東西干道禁止車輛通行。當(dāng)南北干道綠燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，系統(tǒng)發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn) 入下一個(gè)狀態(tài)。狀態(tài) 4：南北干道黃燈閃亮，東西干道紅燈持續(xù)亮。此時(shí)南北干道禁止車輛通行，南北干道允許超過停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當(dāng)東西干道紅燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài) 在不是特殊的情況下循環(huán)下去。在除正常情況下還有特殊狀態(tài) 功能：在十字路口交通出現(xiàn)混亂的時(shí)候，按下特殊按鍵 1 使南北、東西都亮紅燈，使各個(gè)方向的車輛停下來；在一定的情況下，特使某一干道讓另一干道的車輛通過。按下特殊按鍵 2，是某干道亮紅燈，另一邊亮綠燈。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 4 頁(yè) 共 40 頁(yè) 第 2 章 方案比較與系統(tǒng)論證 關(guān)于數(shù)子電路的方案 圖 21 方案一 如圖 21是采用數(shù)字電路模式交通燈，系統(tǒng)主要由秒脈沖信號(hào)發(fā)生器、定時(shí)器、控制器、譯碼器、信號(hào)燈顯示器組成。其中控制器是核心部分，由它控制定時(shí)器和譯碼器的工作，秒脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生定時(shí)器和控制器所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，譯碼器輸出兩路信號(hào)燈的控制信號(hào)。 關(guān)于單片機(jī)的方案 圖 22 方案二 如圖 22電路框圖，利用單片機(jī) AT89C52為核心元件進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中以 T0作定時(shí)器， 需要 12個(gè)發(fā)光 二極管 分別代表東南西北四個(gè)方向的指示。 綜合上述和結(jié)合實(shí)際以上兩種方案，數(shù)字電路方案電路復(fù)雜，元器件用量多，參數(shù)計(jì)算多，采用了數(shù)子電路和模擬電路兩方面知識(shí)，并且 采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng) 更 復(fù)雜，且可能影響電路電平。 而單片機(jī)方案電路簡(jiǎn)單明了，元器件用量少，只用到了單片機(jī)一方面知識(shí)，而設(shè)計(jì)到其其它的知識(shí)相對(duì)較少，并且 采用單片機(jī)控制模塊提供電源 ，更加 AT89C52單片機(jī) 時(shí)鐘電路 數(shù)碼管顯示電路 中斷 電路 復(fù)位電路 交通燈循環(huán)顯示電路 控制器 定時(shí)器 脈沖信號(hào) 譯碼器 顯示交通燈 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 5 頁(yè) 共 40 頁(yè) 使 系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要 。對(duì)于現(xiàn)實(shí)而言， 節(jié)約成本 ， 而在現(xiàn)在集成模塊的年代，設(shè)計(jì)電路應(yīng)該盡量使用模塊化設(shè)計(jì)。對(duì)工程設(shè)計(jì)人員來說，將來的產(chǎn)品無論從 修改還是升級(jí)考慮對(duì)有好處，因此我覺得應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)單化設(shè)計(jì)，在有可能的條件下將設(shè)計(jì)模塊化， 所以 本系統(tǒng)采用單片機(jī)來設(shè)計(jì)交通燈控制器 。 系統(tǒng)論證 根據(jù)下達(dá)的任務(wù)書，本設(shè)計(jì)在不中斷的情況下有 4種一般狀態(tài)循環(huán)，在中斷是有三種狀態(tài)，用表格的方式表示出來如下表 21： 表 21 交通燈顯示狀態(tài)表 狀態(tài) 南北干道 東西干道 時(shí)間（ S） 狀態(tài) 1 紅燈亮，禁止通行 綠燈亮，允許通行 30S 狀態(tài) 2 紅燈亮，禁止通行 綠燈滅，黃燈閃亮 繼續(xù)上一次的時(shí)間 狀態(tài) 3 綠燈亮，允許通行 紅燈亮，禁止通行 30S 狀態(tài) 4 綠燈滅，黃燈閃亮 紅燈亮，禁止通行 繼續(xù)上一次的時(shí)間 手控緊急情況 紅燈亮，禁止通行 紅燈亮，禁止通行 10S 手控特殊情況 1 紅燈亮，讓道 綠燈亮，先行通過 時(shí)間 0～ 5S 手控特殊情況 2 綠燈亮，先行通過 紅燈亮，讓道 時(shí)間 0～ ~5S 狀態(tài) 1：南北干道紅燈亮 30S，東西干道綠燈亮 25S。此時(shí)南北干道禁止車輛通行，東西干道允許車輛通行，當(dāng)東西干道綠燈亮夠規(guī)定時(shí)間后，系統(tǒng)發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)；狀態(tài) 2: 南北道繼續(xù)紅燈亮，東西干道黃燈閃亮 5S。此時(shí)南北干道禁止車輛通行，東西干道允許超過 停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當(dāng)東西干道紅燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，系統(tǒng)發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)；狀態(tài) 3：南北道綠燈亮 25，東西干道紅燈亮 30S，此時(shí)南北干道允許車輛通行，東西干道禁止車輛通行。當(dāng)南北干道綠燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，系統(tǒng)發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。狀態(tài) 4：南北干道黃燈亮 5S，東西干道紅燈持續(xù)亮。此時(shí)南北干道禁止車輛通行，南北干道允許超過停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當(dāng)東西干道紅燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài) —— 在不 是特殊的情況下循環(huán)下去。在除正常情況下還有特殊狀態(tài)功能：在十字路口交通出現(xiàn)混亂的時(shí)候，按下特殊按鍵 1，使南北、東西都亮紅燈，使各個(gè)方向的車輛停下來，時(shí)間設(shè)為 10S；在一定的情況下，特使某一干道讓另一干道的車輛通過。按下特殊按鍵 2，是某干道亮紅燈，另一邊亮綠燈。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 6 頁(yè) 共 40 頁(yè) 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 由第 2章的方案比較確定用 2 方案，現(xiàn)在本章以 AT89C52 芯片為核心來介紹硬件單元。 單片機(jī) AT89C52 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故 又稱為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過 3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU 功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。 89C52內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以， 用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 (ROM)： 89C52共有 4096 個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 89C52有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 (I/O)口： 89C52共有 4組 8位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 ： 89C52 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送 ，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 ： 89C52具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 7 頁(yè) 共 40 頁(yè) 斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 ： 89C52內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 89C52 單片機(jī)需外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林 斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 AT89C52 的引腳排列及組成介紹 AT89C52 單片機(jī)及引腳如圖 31所示。 圖 31 AT89C51 引腳排列 AT89C52 引腳排列如圖 21 所示，采用標(biāo)準(zhǔn) 40 引腳雙列直插式封裝。它的 內(nèi)部有 128 個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元 起 統(tǒng)一編址 作用； 4096 個(gè) 8位掩膜 ROM， 用于 存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格 ； 兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向 。而它的外部 共有 4組 8位 I/O口 (P0、 PP2 或 P3)，用于對(duì) 外部數(shù)據(jù)的傳輸 ； 一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送 ； 兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求