【正文】 目 錄摘 要 IIIAbstract IV第1章 緒論 1 設計研究背景及意義 1 國內外交通燈研究的發(fā)展概況 1 課題設計內容 3第2章 設計基礎 4 4 控制模塊選擇方案 4 顯示模塊選擇方案 4 輸入模塊方案選擇 5 電源模塊方案選擇 5 設計要求 5 單片機概述 6 主控制器AT89S52 6 P3口第二功能表 7 單片機最小系統(tǒng) 7 電源電路 8 時鐘電路 8 復位電路 9 EA/VP引腳 9 數(shù)碼管 10 工作原理 10 驅動方式 11第3章 系統(tǒng)硬件設計 14 總體設計及功能描述 15 15 系統(tǒng)各組成部分 16 主控制器AT89S52 16 顯示元件 17 ISP接口 17 LED模擬燈組 17 電路板設計 18 PROTEL簡介 18 電路板設計 19第4章 軟件系統(tǒng)設計 20 編程軟件Keil簡介 20 軟件主流程圖設計 20 緊急狀態(tài)子程序 21 22 計數(shù)器初值設置 22 倒計時顯示的理論分析 23 外部中斷 23第5章 軟件仿真 25 PROTEUS簡介 25 仿真結果 25第6章 軟硬件調試 27第7章 結論與展望 28參考文獻 29致 謝 30附 錄 31附錄1 原理圖 31附錄2 PCB圖 32附錄3 實物圖 33附錄4 程序 34附錄5 外文文獻翻譯 41附錄6 設計任務書 50附錄7開題報告 52 摘 要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷深入，不斷的改變著人們的生活，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，但是僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結構，以及與針對具體應用對象的軟件結合，加以完善，這樣才能夠給人們帶來更有價值的應用。經(jīng)濟的發(fā)展使車輛越來越普遍，因此，人、車的通行秩序的維持，就要依靠交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式有很多。交通燈控制系統(tǒng)通常要實現(xiàn)自動控制，本系統(tǒng)采用MCS51系列單片機AT89S52為中心器件來設計交通燈控制器，以共陽極雙位數(shù)碼管顯示倒計時間，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量設置紅綠燈燃亮時間的功能；紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩2秒時綠燈閃爍示警（交通燈位選通過P1口輸出，顯示時間通過P2口輸出至雙位數(shù)碼管）,另外，可以通過按鍵分別實現(xiàn)緊急模式和夜間模式以達到智能和節(jié)能的效果。系統(tǒng)整體電路包括單片機最小系統(tǒng)、交通信號燈模塊和顯示電路模塊，將以上模塊綜合連接起來，以實現(xiàn)整體系統(tǒng)功能。軟件部分則采用KEIL C語言編程，使單片機的中斷和計時功能，用以實現(xiàn)所設想功能。本系統(tǒng)設計周期短、可靠性高、實用性強、操作簡單、維護方便、擴展功能強。 關鍵詞：單片機；交通燈 ；數(shù)碼管 AbstractIn recent years, with the rapid development of technology, SCM applications are deepening constantly changing people39。s lives, while detection technology is increasingly driven by traditional control the realtime detection and automatic control of microputer application system, the microcontroller is often used as a core ponent, but only SCM knowledge is not enough, we should based on the specific hardware architecture, as well as applicationspecific objects and bine software, to be perfect, so as to be able to bring more valuable applications.The developments of the science and the technology make it possible to own cars for people. Therefore, to make sure the passage of people and cars in a perfect order, the traffic lights on the automatic control system is needed. There are many ways to control the traffic lights. Traffic light control systems typically achieve automatic control,the system uses the MCS51series singlechip AT89S52 as the center device designed to control the traffic lights,with mon anode dual digital display countdown to achieve the set according to the actual traffic green light to kindle a function of time 。 lighting the redlight and greenlight by turn and lighting the yellowlight to warm while 2 seconds left(outputting the traffic light signal by P1,outputting the time by P2 and showing the time on doubledigits nixie tube).In addition, the emergency mode and night mode can be achieved through the buttons to achieve intelligent and energy saving effect. The whole circuits include the smallest single chip systems, traffic lights module and display module. Integrate circuit module above in order to achieve the overall system function. In this design, software part uses the LEIL C language programming, and uses interrupt and time function to facilitate the imagine function convenient. Short of the design cycle, high reliability, practical, simple operation, easy maintenance, the expansion of powerful is this system.Key words: SCM。 traffic light；nixie tube第1章 緒論 設計研究背景及意義交通燈是城市經(jīng)濟活動的命脈，對城市經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。城市交通問題是困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)濟建設的重要因素。城市道路增長的有限與車輛增加的無限這一對矛盾事故是導致城市交通擁擠的根本原因。城市街道網(wǎng)絡上的交通容量的不斷增加，表明車輛對道路容量的要求仍然很高，短期內還不可能改變。自從開始使用計算機控制系統(tǒng)后，不管在控制硬件里取得什么樣的實際發(fā)展，交通控制領域的控制邏輯方面始終沒能取得重大突破。 可以肯定的說，對于減輕交通擁塞及其副作用特別是對于大的交通網(wǎng)絡而言，仍然缺乏一種真正的交通響應控制策略。計算機硬件能力與控制軟件能力很不相符，由此造成的影響是很多交通控制策略根本不能實現(xiàn)。在少數(shù)幾個例子中，一些新的控制策略確實能得以實現(xiàn)，但他們卻沒能對早期的控制策略進行改進。由于缺乏能提高交通狀況、特別是缺乏擁塞網(wǎng)絡交通狀況的實時控制策略，幾乎可以說真正成熟的控制策略仍然不存在。智能化和集成化是城市交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和研究前沿，而針對交通系統(tǒng)規(guī)模復雜性特征的控制結構和針對城市交通瓶頸問題并代表智能決策的阻塞處理則是智能交通控制優(yōu)化管理的關鍵和突破口。因此，研究基于智能集成的城市交通信號控制系統(tǒng)具有相當?shù)膶W術價值和實用價值。把智能控制引入到城市交通控制系統(tǒng)中，未來的城市交通控制系統(tǒng)才能適應城市交通的發(fā)展。從長遠來看，該研究具有巨大的現(xiàn)實意義。 國內外交通燈研究的發(fā)展概況隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長，城市交通網(wǎng)絡中交通擁擠日益嚴重，道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染等負面效應也日益突出，逐步成為經(jīng)濟和社會發(fā)展中的全球性共同問題。交通問題已經(jīng)日益成為世界性的難題，城市交通事故、交通阻塞和交通污染問題愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，也就是修路。但是這兩個辦法都有其局限性。交通是社會發(fā)展和人民生活水平提高的基本條件，經(jīng)濟的發(fā)展必然帶來出行的增加，而且在我國汽車工業(yè)正處在起步階段的時期，因此限制車輛的增加不是解決問題的好方法。而采取增加供給，即大量修筑道路基礎設施的方法，在資源、環(huán)境矛盾越來越突出的今天，面對越來越擁擠的交通，有限的資源和財力以及環(huán)境的壓力，也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設施之外的其他方法來滿足日益增長的交通需求。交通系統(tǒng)正是解決這一矛盾的途徑之一。智能交通系統(tǒng)是將先進的信息技術、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效的集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內、全方位發(fā)揮作用的實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。對城市交通流進行智能控制，可以使道路暢通，提高交通效率。合理進行交通控制可以對交通流進行有效的引導和調度，使交通保持在一個平穩(wěn)的運行狀態(tài)，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大大提高交通運輸?shù)倪\行效率，還可以減少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，節(jié)省能源消耗，本文就是通過對交叉路口交通信號的智能控制，達到優(yōu)化路口交通流的目的。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。左右轉彎車輛都必須讓合法地正在路口內行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。我國經(jīng)濟發(fā)展使得機動車輛發(fā)展迅速，而城鎮(zhèn)道路建設相對滯后。道路擁擠、阻塞現(xiàn)象及交通事故常有發(fā)生。如何利用當今自動控制技術，有效的疏導交通，提高城鎮(zhèn)交通路口的通行能力，提高車輛通行速度，減少交通事故是我們值得研究的課題。 交通燈起著一個重要的角色，是交通管理部門管理交通的重要工具。國內的交通燈一般都設在十字路口，在醒目位置使用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個倒計時的顯示計時器來提示行車。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉口的停車線后停車。綠燈是通行信號，黃燈是警告型號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以通行。事實證明，智能的交通燈能有效地緩解城市的交通壓力，減少交通事故；智能的交通燈能為人們節(jié)省大量出行時間；智能的交通燈為交通順暢提供了保障，對經(jīng)濟的發(fā)展起著一定不可估量的作用。 課題設計內容本次設計的課題是智能交通燈控制系統(tǒng)的設計，采用的控制芯片是AT89S52，交通型號燈控制系統(tǒng)除了具有一般的紅綠燈顯示功能外，還具有倒計時功能、夜間模式、緊急模式等功能，用PROTEL DXP實現(xiàn)電路原理圖和PCB電路圖的繪制，用KEIL C語言編程,并通過PROTEUS進行仿真。實現(xiàn)智能交通燈的整體控制功能。第2章 設計基礎目前設計交通燈的方案有很多，有應用PLC實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設計,有應用單片機實現(xiàn)對交通信號燈設計。由于AT89S52單片機自帶有2計數(shù)器，6個中斷源，且其I/O口作為輸出時，具有較大的吸收電流能力，可直接驅動數(shù)碼管，能