【正文】 ..............................................................................................................16 中斷服務(wù)模塊 .......................................................................................................19結(jié)論 .................................................................................................................................21參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................22致謝 .................................................................................................................................23附錄 A：源程序 .............................................................................................................24附錄 B：電路圖 .............................................................................................................29河南城建學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論1緒 論 課題背景 課題研究的意義國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市街道車輛大幅度增長，給城市交通帶來巨大壓力，交通擁堵已經(jīng)成為影響城市可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)全局性問題。而街道各十字路口，又是車輛通行的瓶頸所在。已有的許多建立在精確模型基礎(chǔ)上的交通系統(tǒng)控制方案都存在著一定的局限性。研究車輛通行規(guī)律，找出提高十字路口車輛通行效率的有效方法，對(duì)緩解交通阻塞，提高暢通率具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。微控技術(shù)的日益完善和發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用在不斷走向深入，使它的應(yīng)用比定導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。也就是說單片機(jī)應(yīng)用的出現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的革命。它在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能化儀表、機(jī)電一體化、家用電器等領(lǐng)路得到了廣泛應(yīng)用，極大的提高了這些領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動(dòng)化控制。因此單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高技術(shù)工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。因此了解單片機(jī)知識(shí)，掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)具有重大的意義。交通燈是交管部分管理城市交通的重要工具?，F(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來控制行車，對(duì)于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用。目前絕大部分交通燈其時(shí)間都是設(shè)定好的，采用的是單段式定時(shí)控制或多段式定時(shí)控制。 課題研究的動(dòng)態(tài)交通燈系統(tǒng)多采用單片機(jī)或者各種門電路控制，甚至還存在人工控制交通燈，這些控制裝置盡管成本較低，但是可靠性能較差，而且電子裝置容易受高頻信號(hào)的干擾，致使控制出現(xiàn)錯(cuò)亂，影響正常的交通次序。改用單片機(jī)控制，則可大大改善以上提到的問題，是其在定時(shí)的準(zhǔn)確性和可靠性大大提高。面向 21 世紀(jì)的智能化汽車的交通運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)使車、路高度智能化，使人、車、路三者合一，逐步實(shí)現(xiàn)汽車在公路上自動(dòng)安全地運(yùn)行。為解決交通堵塞，交通事故的國際難題而發(fā)展起來的智能交通系統(tǒng)，是將先進(jìn)的信息技術(shù)，數(shù)據(jù)通訊和傳輸技術(shù)、電子自動(dòng)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地用于整個(gè)地面運(yùn)輸管理體系，全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的公路綜合管理系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)是指人們將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)運(yùn)輸體系中，從而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。實(shí)施智能交通系統(tǒng)工程不僅能夠提高交通的效益與效率，增強(qiáng)交通安全性，河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論2而且有利于合理利用土地與能源，甚至對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的全面提高都是至關(guān)重要的。 課題內(nèi)容 課題研究的主要內(nèi)容隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)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(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，有些城市紛紛修建城市高速道路。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對(duì)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(yù)期的作用。該篇文章根據(jù)單片機(jī)具有物美價(jià)廉、功能強(qiáng)、使用方便靈活、可靠性高等特點(diǎn)，提出了一種用 MCS51 單片機(jī)自動(dòng)控制交通信號(hào)燈及時(shí)間顯示的方法，同時(shí)給出了軟硬件的實(shí)現(xiàn)方法，為交通指揮自動(dòng)化提供了一種新的廉價(jià)手段，具有一定的推廣意義。雖然簡單，但是對(duì)于研究單片機(jī)，初步的學(xué)習(xí)具有重要意義。而且伴隨著城市化進(jìn)程的加快，交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重如何對(duì)交通進(jìn)行管理成為很多成日急需解決的問題。顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。作為本次設(shè)計(jì)的交通燈，控制的具體要求如下：（1）信號(hào)燈受一個(gè)起動(dòng)開關(guān)控制，當(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)起動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。（2）南北綠燈和東西綠燈不能同時(shí)亮，如果同時(shí)亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)，并報(bào)警。（3）南北紅燈亮維持 25S。在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20S。到20S 時(shí)，東西綠燈閃爍，閃爍 3S 后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2S。到 2S 時(shí)，東西黃燈熄，東西紅燈亮。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。（4）東西紅燈亮維持 30S。南北綠燈亮維持 25S。然后閃爍 3S，熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2S 后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。（5）周而復(fù)始。 預(yù)期達(dá)到的成果通過本次設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的信號(hào)燈的控制，來指導(dǎo)東西南北四個(gè)方向的車輛的通行，維持十字路口的正常車輛通行秩序，保證車輛的通行安全，減少不必要的交通事故。不過這個(gè)設(shè)計(jì)只適用于簡單的路口的信號(hào)燈控制。這只河南城建學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論3是交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)中的初級(jí)設(shè)計(jì)，交通燈的設(shè)計(jì)的研究深度還是很大的，通過這次設(shè)計(jì)，使得我們將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際生活中的應(yīng)用結(jié)合。河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)工作原理及設(shè)計(jì)方案4系統(tǒng)工作原理及設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)原理 隨著城市化進(jìn)程的加快，交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重如何對(duì)交通進(jìn)行管理成為很多成日急需解決的問題。顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制電路，根據(jù)設(shè)定好的周期時(shí)間能夠指揮車輛在十字路口完成各個(gè)路口不同時(shí)段的直行運(yùn)行。采用 AT89S51 單片機(jī)作為控制器，通行倒計(jì)時(shí)顯示采用 LED 數(shù)碼管，通行指示燈采用發(fā)光二極管，LED 顯示采用動(dòng)態(tài)掃描，以節(jié)省端口數(shù)。按以上系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)，AT89S51 單片機(jī)端口剛好滿足要求。該系統(tǒng)具有電路簡單，設(shè)計(jì)方便，耗電較少，可靠性高等特點(diǎn)。S0：南北紅燈亮，東西綠燈亮，持續(xù)時(shí)間 20s。S1:南北紅燈亮，東西綠燈閃三次，持續(xù)時(shí)間 3s。S2：南北紅燈亮，東西黃燈亮，持續(xù)時(shí)間 2s。S3: 東西紅燈亮，南北綠燈亮，持續(xù)時(shí)間 25s。S4：東西紅燈亮，南北綠燈閃三次，持續(xù)時(shí)間 3s。S5：東西紅燈亮，南北黃燈亮，持續(xù)時(shí)間 2s。然后再依次循環(huán)。信號(hào)燈的狀態(tài)表如下所示。 表 狀態(tài)表無 南北方向 東西方向 狀態(tài)紅 黃 綠 紅 黃 綠十六進(jìn)制值S0 0 0 0 1 1 1 1 0 1EH0 0 0 1 1 1 1 0 1EHS10 0 0 1 1 1 1 1 1FHS2 0 0 0 1 1 1 0 1 1DHS3 0 0 1 1 0 0 1 1 33H0 0 1 1 0 0 1 1 33HS40 0 1 1 1 0 1 1 3BHS5 0 0 1 0 1 0 1 1 2BH注：（1）0 表示燈亮，1 表示燈滅。采用單片機(jī)的 I/O 口 P3 直接和交通燈連接，P0、P2 口通過限流電阻接 LED數(shù)碼管?？刂瞥绦蚍旁趩纹瑱C(jī)的 ROM 中，在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中，由單片機(jī) 控制，由于交通燈為發(fā)光二極管且陽極通過限流電阻和電源正極連接，因此 I/O 口輸出低電平時(shí)，與之相連的相應(yīng)指示燈會(huì)亮，并通過 LED數(shù)碼管顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)。I/O 輸出高電平時(shí)，相應(yīng)指示燈會(huì)滅。河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)工作原理及設(shè)計(jì)方案5根據(jù)具體的功能，該控制器分為以下幾個(gè)功能模塊：數(shù)碼管顯示模塊，聲音報(bào)警模塊，指示燈顯示模塊，數(shù)碼顯示模塊等。通過各模塊的控制和調(diào)用可以實(shí)現(xiàn)交通燈控制器的基本功能。各模塊之間結(jié)構(gòu)圖如圖 21。AT89S51串行口計(jì)算機(jī)按鈕開關(guān)數(shù)碼管指示燈揚(yáng)聲器 圖 21 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖 方案論證 顯示界面方案 該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)的功能?；谏鲜鲈颍覀兛紤]了兩種方案：方案一：完全采用 LED 顯示。這種方案可以顯示各種符號(hào)和數(shù)碼字符，這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。 方案二：完全采用點(diǎn)陣式 LCD 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。利用這很容易實(shí)現(xiàn)交通燈在緊急情況下處理能力。綜上所述，第一方案就可以滿足題目的要求，而且使系統(tǒng)變的簡單可行。根據(jù)方案一，我們采用 LED 的靜態(tài)顯示原理。靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端固定接地（共陰極）或接正電源（共陽極） 。每個(gè)數(shù)碼管的 8 個(gè)字段分別與 8 位 I/O 口輸出的一位相連。I/O 口只要有段碼輸出，相應(yīng)字符就顯示來來，并保持不變，直到 I/O 口輸出新的段碼。 LED 連接方案關(guān)于 LED 的顯示的不同，我們可以討論兩種連接方案。方案一：采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度且占用 CPU 時(shí)間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制。但其硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場合。多位靜態(tài)顯示接口應(yīng)用，如要用 P1 口顯示多位，則每位河南城建學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)工作原理及設(shè)計(jì)方案6數(shù)碼管都應(yīng)有各自的鎖存、譯碼及驅(qū)動(dòng)器。還需有相應(yīng)的位選通電路，位選通電路輸出位碼。單片機(jī)通過對(duì)位、段的相應(yīng)控制實(shí)現(xiàn)多位靜態(tài)顯示。方案二：采用動(dòng)態(tài)顯示接口方式，動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，這種逐位點(diǎn)亮顯示器的方式稱為位掃描。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)地并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位的 I/O 口控制，各位的位選線（共陰極或共陽極）由另外的 I/O 口線控制。動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí)，各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，