【正文】 .......................................................15 硬件設計圖 ................................................................................................15 硬件設計框圖 .......................................................................................15 整個系統(tǒng)的的電路圖 ...........................................................................16 最小系統(tǒng) ...............................................................................................17 交通燈電路圖 .......................................................................................17 控制電路圖 ...........................................................................................18 倒計時電路圖 .......................................................................................19 硬件設計 ....................................................................................................20 單片機結(jié)構(gòu) ...........................................................................................20 基于 51 單片機的交通燈控制 V 單片機的選擇 .......................................................................................20 單片機最小系統(tǒng) ......................................................................................22 LED 顯示電路 ............................................................................................26 4 軟件結(jié)構(gòu)及說明 .................................................................................................28 系統(tǒng)流程圖 ................................................................................................28 定時器原理 ................................................................................................28 軟件定時原理 ............................................................................................29 硬件定時原理 ............................................................................................29 程序設計模塊 ...........................................................................................30 T0 中斷子程序 ...........................................................................................30 INT0 中斷子程序 ......................................................................................31 5 調(diào)試與功能說明 .................................................................................................32 調(diào)試與分析 ................................................................................................32 調(diào)試故障分析 ............................................................................................32 6 結(jié)束語 ...................................................................................................................34 全文總結(jié) ............................................................................................................34 工作展望 ............................................................................................................34 致謝 .............................................................................................................................36 參考文獻 ....................................................................................................................37 附錄 1 系統(tǒng)部分源程序 ......................................................................................38 附錄 2 系統(tǒng)整體電路圖 ......................................................................................44 基于 51 單片機的交通燈控制 VI 附錄 3 系統(tǒng)仿真電路圖 ....................................................................................45 基于 51 單片機的交通燈控制 1 1 前言 選題背景 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交 通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分，隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負荷運行的情況，因此，自 80 年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀 況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。，當今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業(yè)的設備都與計算機密切 相連。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技 術(shù)革新。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。靠什 么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。單片機技術(shù)的出現(xiàn)給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次技術(shù)革命。目 前，單片機仍以其高可靠性、高性價比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能畫儀器儀表、智能家電等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應用 ,本文就是利用單片機完成一個簡易的交通燈控制系統(tǒng)，本設計方案的這種十字路口控制器較為簡單，用紅、黃、 綠三種顏色的 LED 燈代替了交通燈，加上一個倒計時顯示計時器來控制，只能完成一些簡單的交通燈控制。 交通燈的分類 交通燈包括交通信號燈、交通工具信號燈和交通工具照明燈三類 。 ① 交通信號燈：它是為管理交通工具和行人的動向，傳達一種命令而設置的一類固定不動的燈具。交通信號包括用 燈 光的顏 色、閃爍和排列組合成的燈光信號基于 51 單片機的交通燈控制 2 和能顯示發(fā)光文字、符號的燈光標志兩種。后者只用于陸上道路交通中，起指示限速、導向和表示道路情況等的作用。交通信號燈可按交通的種類分為：用于陸上交通的鐵路信號燈、道路交通信號燈，用于水上交通的航標燈（大型的稱燈塔）和用于空中交通的機場燈、障礙燈等。 ② 交通工具信號燈：它是安裝在交通工具上以顯示其存在和運動狀態(tài)的一類燈具。包括飛機燈、船燈、火車燈和汽車燈。 ③ 交通工具照明燈：它是安裝在交通工具內(nèi)部或外部起照明作用的燈具。其中照明前方或搜索目標的一類燈具稱強光照明燈，它們有規(guī) 定的光分布，如火車和汽車上的前照燈、船用探照燈、蘇伊士運河燈和飛機的著陸滑行燈等。 不同類型的交通燈的外形、結(jié)構(gòu)、光源、光分布和供電方式等有所不同，但光色和外殼防護性能基本相同。 交通燈功能簡介 本方案的交通燈就是一個簡易的交通指示燈控制系統(tǒng)， 萬用電路板 ， LED 燈，單片機 ，電阻等構(gòu)成 。 ① 開機時，系統(tǒng)為顯示狀態(tài)，四個路口數(shù)碼管從默認的倒計時時間（本系統(tǒng)四個路口 都為 30S）開始倒計時； ② 顯示狀態(tài)時， LED 板數(shù)碼管開始倒計時顯示南北紅燈亮 30 秒，東西綠燈亮25 秒，南北黃燈亮 5 秒，之后轉(zhuǎn)為南北 綠燈亮 25 秒，東西紅燈亮 30 秒，東西黃燈亮 5 秒， 依 次循環(huán)往復 。 路口交通簡介 十字路口交通情況如圖 所示 : 基于 51 單片機的交通燈控制 3 圖 路口交通示意圖 （ 注 ： R 表示車輛右拐 L： 表示車輛左拐 S:表示車輛直行 P:表示人行 數(shù)字 4 表示路口 4） 圖 中，常規(guī)交通燈的綠燈亮狀態(tài)（通行）順序 如圖 所示 : 圖 常規(guī)交通燈的綠燈亮狀態(tài)（通行）順序 示意圖 基于 51 單片機的交通燈控制 4 其中， ―12P‖表示 1P 和 2P 可以通過路口 2 通行； ―23‖表示 2P 和 3P 可以通過路口 3 通行； ―34P‖表示 3P 和 4P 可以通過路口 4 通行； ―41P‖表示 4P 和 1P 可以通過路口 1 通行。 單片機的發(fā)展 單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。自單片機誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個機種。 單片機的發(fā)展歷史 如果將 8 位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個階段 （ 1） 第一階段（ 19761978）：單片機的控索階段。以 Intel 公司的 MCS – 48為代表。 MCS—48 的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有Motorola 、 Zilog 等，都取得了滿意的效果。這就是 SCM 的誕生年代， ―單機片 ‖一詞即由此而來。 （ 2）第二階段（ 19781982）單片機的完善階段。 Intel 公司在 MCS–48 基礎上推出了完善的、典型的單片機系列 MCS –51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結(jié)構(gòu)。 ① 完善的外部總線。 MCS51 設置了經(jīng)典的 8 位單片機的總 線結(jié)構(gòu)，包括 8 位數(shù)據(jù)總線、 16 位地址總線、控制總線及具有很多機