【正文】 圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：表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東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個(gè)，在任一個(gè)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)及紅綠燈狀態(tài)如表1所示。說(shuō)明：0表示滅，1表示亮。本設(shè)計(jì)能模擬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(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，通行時(shí)間調(diào)整和緊急處理等功能。 倒計(jì)時(shí)顯示倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)間、在“停止”和“通過(guò)”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(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。倒計(jì)時(shí)顯示是用來(lái)減少駕駛員在信號(hào)燈色改變的關(guān)鍵時(shí)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(shí)間，幫助駕駛員在“停止”和“通過(guò)”兩者間作出合適的選擇 。 時(shí)間的設(shè)置本設(shè)計(jì)中可通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，增加了人為的可控性，避免自動(dòng)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(pán)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(xiě)簡(jiǎn)單，但在按鍵數(shù)量較多時(shí)特別浪費(fèi)I／0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(chǎng)合，但是在單片機(jī)I／0 口資源相對(duì)較少而需要較多按鍵時(shí)，此方法仍不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且I／0口足夠，可直接采用獨(dú)立式。 緊急處理交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車(chē)等急行車(chē)通過(guò)等，我們都必須盡量允許其暢通無(wú)阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭(zhēng)的，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著公共財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)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。 普通模式和主從模式的切換功能普通模式就是按紅、黃、綠燈分別按照顯示336秒的時(shí)間進(jìn)行固定循環(huán)顯示，但光電傳感器隨時(shí)將車(chē)流量信息傳送給單片機(jī)進(jìn)行判斷，并在比值達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)調(diào)整南北向和東西向的紅綠燈時(shí)間，實(shí)現(xiàn)主從車(chē)道車(chē)流量的調(diào)節(jié)，這種模式即為主從模式。兩種模式的切換有兩種方式：第一種方式是手動(dòng)切換，按下復(fù)位鍵，在這種情況下，按下切換鍵，可以進(jìn)行主從/普通模式的切換；第二種方式是自動(dòng)切換，即系統(tǒng)根據(jù)光電傳感器檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)做出模式切換。 蜂鳴器報(bào)警報(bào)警方式有兩種，智能報(bào)警和手工報(bào)警方式。當(dāng)某個(gè)干道上是紅燈的時(shí)候，傳感器檢測(cè)到有車(chē)闖過(guò)去時(shí)，蜂鳴器智能報(bào)警、同時(shí)藍(lán)色警示燈示警。其二，在緊急情況下當(dāng)有車(chē)闖紅燈時(shí)可手工按鍵報(bào)警。單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號(hào)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(jì)時(shí)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(cè)電路和車(chē)流量檢測(cè)電路為單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)對(duì)此進(jìn)行具體處理，及時(shí)調(diào)整控制指揮，為了超越視覺(jué)指揮的局限性，同時(shí)接上蜂鳴器，在聽(tīng)覺(jué)上加強(qiáng)了指揮提醒作用。如圖所示：據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車(chē)流量檢測(cè)模塊，違規(guī)檢測(cè)模塊，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)模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。單片機(jī)紅黃綠信號(hào)燈8級(jí)LED數(shù)碼管顯示車(chē)流量傳感器最小系統(tǒng)外圍接口按鍵控制蜂鳴器圖3 系統(tǒng)的總體框圖鍵盤(pán)設(shè)置模塊對(duì)系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時(shí)間設(shè)置的信號(hào)，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(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到LED數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過(guò)程中還要實(shí)時(shí)捕捉違規(guī)檢測(cè)和緊急按鍵信號(hào)，以達(dá)到對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的目的。急停按鍵和違規(guī)檢測(cè)隨時(shí)調(diào)用中斷。在模式選擇上，若為自動(dòng)模式，將不斷調(diào)用車(chē)流量檢測(cè)模塊對(duì)車(chē)流量進(jìn)行檢測(cè)統(tǒng)計(jì)，到達(dá)一定時(shí)間將修正通行時(shí)間一滿(mǎn)足不同路況的需要。l 分析目前交通路口的基本控制技術(shù)以及各種通行方案，并以此為基礎(chǔ)提出自己的交通控制的初步方案。l 分析單片機(jī)使用方法，綜合接口連接知識(shí)，大體明確單片機(jī)各個(gè)接口在交通燈控制系統(tǒng)中的連接點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)的功能。l 確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能與相對(duì)應(yīng)硬件的連接搭配。l 進(jìn)行LED顯示電路，燈狀態(tài)電路，按鍵電路的設(shè)計(jì)和各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊的基本功能要求。l 進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于本系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時(shí)器，中斷以及延時(shí)原理，總體上完成軟件的編寫(xiě)。系統(tǒng)電源模塊數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路（NPN三極管）上電復(fù)位電路8051控制器系統(tǒng)處理光電傳感器流量檢測(cè)模塊A、B兩組交通燈模塊12M時(shí)鐘振蕩電路蜂鳴器及高亮LED報(bào)警模塊4位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示模塊路口交通燈模式切換檢測(cè)違規(guī)現(xiàn)象顯示控制按鍵復(fù)位檢測(cè)緊急情況檢測(cè)按鍵檢測(cè)模塊2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成。33圖4 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 工作原理實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以選用AT89C52單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個(gè)發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊，8個(gè)LED東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，車(chē)流量檢測(cè)傳感器采集流量數(shù)據(jù)，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號(hào)，若干按鍵組成時(shí)間設(shè)置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用1個(gè)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)上電或手動(dòng)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(shí)間自動(dòng)和紅綠燈時(shí)間設(shè)置。若此時(shí)F鍵按下，則設(shè)置為自動(dòng)模式，若此時(shí)按下的是S鍵，則設(shè)置為時(shí)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(gè)方向的紅綠燈時(shí)間，再按F鍵確認(rèn)。其實(shí)這個(gè)過(guò)程就是將存儲(chǔ)時(shí)間值的寄存器進(jìn)行設(shè)置，以及標(biāo)志是否要進(jìn)行車(chē)流量檢測(cè)及調(diào)整。接下來(lái)，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P2口，將要顯示的時(shí)間值的個(gè)位和十位分別送顯P0和P1口，在此同時(shí)以50ms為周期，用軟件方法計(jì)時(shí)1秒，到達(dá)1s就要將時(shí)間值減1，刷新LED數(shù)碼管。時(shí)間到達(dá)一個(gè)狀態(tài)所要全部時(shí)間，則要進(jìn)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(shí)間值，當(dāng)然，還要開(kāi)啟兩個(gè)外部中斷，其一為違規(guī)信號(hào)或禁停信號(hào)輸入，一旦信號(hào)有效，中斷開(kāi)始，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，開(kāi)啟蜂鳴器禁止全部通行，當(dāng)按下F鍵，中斷結(jié)束返回。其二為車(chē)流量檢測(cè)信號(hào)輸入，若檢測(cè)到車(chē)輛經(jīng)過(guò)，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲(chǔ)車(chē)流量的寄存器加1，然后中斷結(jié)束返回。每滿(mǎn)一個(gè)狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動(dòng)模式，則須將檢測(cè)到的車(chē)流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個(gè)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(shí)間，以達(dá)到自動(dòng)控制的目的。圖5 電路圖 局部電路圖 按鍵電路 89C52的RST接按鍵復(fù)位電路，用于單片機(jī)的復(fù)位控制。 、、SSSSS4，用于數(shù)碼管顯示車(chē)流量、數(shù)碼管顯示闖紅燈的人數(shù)、緊急情況下暫停、單片機(jī)復(fù)位、模式切換，如圖6所示。 圖6 按鍵電路圖 發(fā)光二極管電路圖7 信號(hào)燈的連接根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對(duì)稱(chēng)分布的，如圖7所示。 八段LED數(shù)碼管LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和