【正文】 摘 要 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。 交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用 MCS51系列單片機(jī) AT89C52為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)剩 5秒時(shí)黃燈閃爍警示；本系統(tǒng)還設(shè)置了一個(gè)緊急模式，按下緊急模式按鈕，各個(gè)方向都為紅燈，所有車輛禁止通行。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、維護(hù) 方便、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；交通燈 第一章 緒論 單片機(jī)概述 單片機(jī) (單片微型計(jì)算機(jī) )是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 隨著微電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù) ,微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，使單片微型計(jì)算機(jī)也得到迅速的發(fā)展，單片微型計(jì)算 機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，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。 單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和領(lǐng)域，它起到了越來越重要的作用。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域，智能儀器儀表，尖端武器，日常生活中最廣泛使用的控制器。 交通燈發(fā)展現(xiàn)狀 最早的交通燈出現(xiàn)于一八六八年英國(guó)倫敦。那時(shí)的交通燈只有紅、綠兩色，經(jīng)改良后，再增加一盞黃色的燈，紅燈表示停止，黃燈表示準(zhǔn)備，綠燈則表示通行。顏色也有 各自要表達(dá) 的含意，要表達(dá)熱或劇烈的話，最強(qiáng)是紅色，其次是黃色。綠色則有較冷及平靜的含意。因此，人們常以紅色代表危險(xiǎn)，黃色代表警覺，綠色代表安全。由于紅光的穿透力最強(qiáng)，其他顏色的光很容易被散射，在霧天里就不容易看見，而紅光最不容易被散射，即使空氣能見度比較低，也容易被看見，不會(huì)發(fā)生事故。所以我們用紅色表示禁止。 中國(guó)最早的馬路紅綠燈，是于 1928年出現(xiàn)在上海的英租界。 從最早的手牽皮帶到 20世紀(jì) 50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。 目前， 交通燈 已 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 。 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(guó)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)。 第 二 章 系統(tǒng) 方案 系統(tǒng)要求指標(biāo)及其功能 本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)： 第一階段：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí) 60秒。此時(shí)東西方向車 輛通行，南北方向禁止。 第二階段：當(dāng)計(jì)時(shí)到最后 5秒，東西方向綠燈滅，黃燈每秒閃爍一次。 第三階段：當(dāng)計(jì)時(shí)到零后，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，再次倒計(jì)時(shí) 60 秒。此時(shí)東西方向車輛禁止，南北方向車輛通行。 第四階段：當(dāng)計(jì)時(shí)到最后 5秒，南北方向綠燈滅，黃燈每秒閃爍一次。 ：按下緊急按鈕，各個(gè)方向都強(qiáng)制變?yōu)榧t燈。所有 方向禁止通行。 各種方案 選擇 比較 實(shí)現(xiàn)方式的選擇 方案一：采用純數(shù)字門電路。通過各種邏輯門電路的組合連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。此方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，電路復(fù)雜，功能單一，且需要門電路較多，成本較高，也不美觀。維護(hù)調(diào)試都比較麻煩。 方案二：采用單片機(jī)為主控制器。此方案電路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)工作主要是軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)較為靈活，功能都是通過軟件實(shí)現(xiàn)，硬件花費(fèi)少；應(yīng)用 KEIL 軟件， C語言編程，軟件設(shè)計(jì)也 較為方便。系統(tǒng)易于調(diào)試維護(hù)。應(yīng)用單片機(jī)使得系統(tǒng)更具有智能化的特色，是當(dāng)今的主流。故采用本方案。 顯示模塊的選擇 方案一：采用大屏幕點(diǎn)陣顯示屏。此方案顯示效果較好，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本較高，性價(jià)比低。 方案二：采用數(shù)碼管顯示。此器件價(jià)格較低廉，能顯示數(shù)字，亮度較高，且規(guī)格較多，滿足系統(tǒng)顯示要求。本系統(tǒng)可選用大尺寸、高亮度的 LED數(shù)碼管。故選用此方案。 時(shí)鐘電路的選擇 方案一：采用 555集成電路組成振蕩電路，輸出信號(hào)作為單片機(jī)時(shí)鐘輸入。但此方案輸出頻率較低，且計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確，成本也較高。 方案二：采用晶振組成時(shí)鐘電路。此方案硬件花費(fèi)少，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，成本較低，系統(tǒng)工作頻率快。 系統(tǒng)的描述 單 片 機(jī)電 源按 鍵L E D 陣 列數(shù) 碼 管 陣 列 圖 交通燈的系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)以 AT89C52單片機(jī)為控制核心，結(jié)合 LED發(fā)光二極管，數(shù)碼管電路等外圍電路，通過單片機(jī) I/O口實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管亮滅的控制，數(shù)碼管顯示的控制。程序設(shè)計(jì)方面，東西，南北兩個(gè)方向轉(zhuǎn)換時(shí)間均為 60秒，其中綠燈 55秒，緊接著黃燈 5秒，每秒閃爍一次，期間 數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間， 60秒計(jì)時(shí)結(jié)束，轉(zhuǎn)換到另一方向，依次循環(huán)。緊急按鈕的作用是緊急狀態(tài)下，所有方向均為紅燈，禁止一切車輛通行。 第 三 章 電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的主要電路有：?jiǎn)纹瑱C(jī) STC89C52 最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵輸入模塊， LED發(fā)光二極管電路，交通燈仿真模擬模塊。 外圍電路都與單片機(jī)引腳 I/O口相連，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)外圍電路的控制，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。 單元電路 設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 如圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。其他引腳 I/O 相應(yīng)的擴(kuò)充功能。 電源電路 圖 電源電路 本電源電 路如上圖所示，應(yīng)用 7805三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成。輸出穩(wěn)壓 5V電壓，為單片機(jī)、 LED燈和數(shù)碼管提供工作電壓。電容為濾波作用，使輸出電源更平滑穩(wěn)定。 數(shù)碼管與發(fā)光二極管電路 如右圖，數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管，發(fā)光二極管為共陽極，有紅、綠、藍(lán)三種顏色，代表紅綠燈。數(shù)碼管和發(fā)光二極管安放在東、西、南、北 4個(gè)方向。 交通燈模擬仿真模塊 通過 PROTUES 軟件仿真的方式搭建仿真模塊如圖 。 圖 交通燈仿真模塊