基于51單片機(jī)的智能交通燈課程設(shè)計-文庫吧
2025-06-13 00:16 本頁面
【正文】 有紅綠黃3燈和數(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)及紅綠燈狀態(tài)如表1所示。說明：0表示滅，1表示亮。 單片機(jī)智能交通燈控制系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進(jìn)行倒計時顯示，通行時間調(diào)整和緊急處理等功能。（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）時間的設(shè)置本設(shè)計中可通過鍵盤對時間進(jìn)行手動設(shè)置，增加了人為的可控性，如在某一時間段某一方向的車流量多時，可以將延長該行車方向的綠燈時間，減少紅燈時間。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／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)量較多的場合，但是在單片機(jī)I／0 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，需要進(jìn)行I／0口的擴(kuò)展。在本次設(shè)計中，要求的按鍵控制不多，且I／0口足夠，可直接采用獨(dú)立式，方便程序的編寫。（3）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、消防車、特殊車隊(duì)等急行車通過時，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。由此在交通燈控制中增設(shè)禁停按鍵，使某一方向一直為綠燈，另一方向一直為紅燈就可達(dá)到想此目的。單片機(jī)設(shè)計智能交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制交通信號燈的狀態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)倒計時、緊急情況處理與時間調(diào)整等功能。單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍接口電路LED數(shù)碼管顯示紅黃綠信號燈按鍵控制電路圖2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，連接成最小系統(tǒng)，由按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊、LED倒計時模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。單片機(jī)上電后，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。在此過程中隨時通過鍵盤調(diào)用急停按鍵和時間調(diào)節(jié)中斷。4智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 AT89C51單片機(jī)簡介 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh 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)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。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MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C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。 與MCS51 兼容 ，4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ，壽命：1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間：10年，全靜態(tài)工作：0Hz24Hz，三級程序存儲器鎖定，128*8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源（兩個外部中斷源和3個內(nèi)部中斷源） ，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 時鐘電路：時鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時鐘脈沖序列。 中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或內(nèi)部的終端請求進(jìn)行管理與處理。AT89S51共有5個中斷源，其中又2個外部中斷源和3個內(nèi)部中斷源。圖3 AT89C51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 交通燈中的中斷處理流程（１）現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)：有特殊車輛要通過時就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場，包括信號燈和時間顯示電路。（２）中斷打開和中斷關(guān)閉：為了使特殊車輛通行按一下打開中斷開關(guān)就可以打開中斷，關(guān)閉中斷開關(guān)就關(guān)閉中斷。（３）中斷服務(wù)程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過，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輛要求通過，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向?yàn)榧t燈。（４）中斷返回：執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即回交通燈信號回到中斷前狀態(tài)，顯示時間也和中斷前一樣。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實(shí)現(xiàn)本設(shè)計要求的具體功能，可以選用AT89C51單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個
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