【正文】 交通。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個按鍵的作用 科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)直接把我們帶進(jìn)了信息化的社會，計算機(jī)的應(yīng)用已普及到經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個領(lǐng)域 . 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化速度的加快，機(jī)動車輛占有量急劇增加，由此引發(fā)出日益嚴(yán)重的交通問題：交通擁擠甚至堵塞，交通事故頻繁，空氣和噪聲污染嚴(yán)重，公共運(yùn)輸系統(tǒng)效率下降等。圍繞這一目的研制出的道路交通控制系統(tǒng)，把受控對象看成一個整體，采用對交通流科學(xué)地時間分割的方法，最大限度地保證交通流運(yùn)動的連續(xù)性，使受控區(qū)域的交通流減少沖突，同時平穩(wěn)地、有規(guī)則地運(yùn)動。 （ 4） 節(jié)省能源和土地消耗。 2） 有急救車優(yōu)先通過功能。 北 西 東 南 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 交通信號燈的設(shè)計要求及實現(xiàn)方案 8 交通信號燈的實現(xiàn)方案 在十字路口的交通燈設(shè)計中，根據(jù)路口的交通情況，優(yōu)先選擇了利用 89S51 芯片，由于 89C51 芯片無需擴(kuò)展，具備了 MCS51 系列單片機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)。 注：本設(shè)計選用設(shè)備 AT89C51 芯片一片， 74LS244 一片， 74LS240 一片 ,共陰極的七段數(shù)碼管四個，紅、黃、綠發(fā)光二極管各 2個，導(dǎo)線、電阻若干。 5)當(dāng)有緊急救護(hù)車出現(xiàn)時 ,應(yīng)使東西南北四個方向全亮紅燈 ,并延時 10 秒鐘 ,以便急救車通過 .技術(shù)上可用外部中斷 0 發(fā)出一單脈沖向 CPU 申請中斷。從 P1 端口輸出的6個 I/O 口連接到 74LS244 的 6個輸入端，因為在十字路口有兩組是相同的，所以只用到了 6 個 LED。 根據(jù)交通燈的設(shè)計，數(shù)字從大到小顯示一直到零，當(dāng) A道亮綠燈從三十到零時， B 道紅燈從二十五減到零，然后亮黃燈，從五減到零。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 10 3 系統(tǒng)設(shè)計 硬件電路設(shè)計 圖 31 硬件系統(tǒng)總框圖 在設(shè)計硬件電路時，我們根據(jù)硬件系統(tǒng)的總框圖，知道要用到哪幾個芯片， 89C51芯片是總的系統(tǒng)的核心，它既驅(qū)動數(shù)碼管，又驅(qū)動交通燈。 當(dāng)我們已經(jīng)完全知道我們的硬件需要時，在畫原理圖的時候要合理的布置各個芯片，各條線，盡量不要使電線交叉在一起，還要讓我們的原理圖看上去美觀。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。 RST：復(fù)位輸入。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。它與 MCS51系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容 ,不僅可完全代替 MCS251系列單片機(jī) ,而且能使系統(tǒng)具有許多 MCS51系列產(chǎn)品沒有的功能。工作電壓范圍寬 ～ 6V ,全靜態(tài)工作 ,工作頻率寬 ,在 0Hz ～ 24MHz 內(nèi) ,比 8751/87C51等系列的 6 MHz ～ 12MHz 更具有靈活性 ,系統(tǒng)能快能慢。 74LS244 芯片介紹 74LS244是一種三 態(tài)輸出的八緩沖器和線驅(qū)動器，該芯片的邏輯電路圖和引腳圖如圖 43所示。 74LS244緩沖器主要用于三態(tài)輸出的存儲地址驅(qū)動器、時鐘驅(qū)動器和總線定向接收器和定向發(fā)送器等。 其功能介紹如下： BI：當(dāng) BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 DCBA：為 8421BCD 碼輸入端。 表 1 邏輯功能表 圖 36 BCD碼顯示圖 這里使用的是共陰數(shù)碼管，對于 CD4511 ，它與數(shù)碼管的基本連接方式如圖 47所示 。 在振蕩器運(yùn)行時，有兩個機(jī)器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引 腳時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個 引 腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。 晶振電路 30pFC330pFC21 2Y1X2X1 圖 39 晶振電路圖 微控制器的時鐘源可以分為兩類：基于機(jī)械諧振器件的時鐘源，如晶振、 陶瓷諧振槽路； RC（電阻、電容）振蕩器。 RC 振蕩器能夠快速啟動，成本也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會在標(biāo)稱輸出頻率的 5%至 50%范圍內(nèi)變化。具有高 Q 值的晶振對放大器的選擇 并不敏感，但在過驅(qū)動時很容易產(chǎn)生頻率漂移（甚至可能損壞）。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計 19 方波輸出，并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。 選擇振蕩器時還需要考慮功耗。在 4MHz、 5V電源下工作時，相當(dāng)于 的電源電流。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能，范圍可以從低頻（固定）器 件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。電容取 30PF 左右。 1Y1， 1Y2， 1Y3，2Y1， 2Y2， 2Y3 分別與 89C51 芯片的 , 連接。如圖所示。 數(shù)碼管的四個引腳 DIG1~~DIG4 分別是從 74LS240 輸入信號驅(qū)動，這樣才會是數(shù)碼管能夠顯示時間，而另外一方面由于 CD4511 芯片的作用， 89C51 芯片的輸入信號轉(zhuǎn)換成高低電平，這樣才會按照時間從高到底的顯示。 在這個的整機(jī)電路中，還設(shè)計有復(fù)位電路，電源電路，晶振電路，設(shè)計這些電路都是為了能使整個系統(tǒng)能夠很好的運(yùn)轉(zhuǎn)，或是當(dāng)出現(xiàn)異常的情況時，能夠馬上使系統(tǒng)恢復(fù)原來的狀態(tài)，都是不可缺少的組成部分。 在這里，關(guān)于救護(hù)車緊急通行的問題并未過多牽涉，具體的根據(jù)交通現(xiàn)狀與國家法 律法規(guī)，在碰到救護(hù)車通行時，可以不遵守交通燈的約束。使 我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。 本篇畢業(yè)設(shè)計是完全按照我們現(xiàn)在的交通情況而設(shè)計的，介紹了整個交通控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案與設(shè)計過程，所使用的各個電 子元器件與功能，并有完整的電路圖。從開始選題到中期修正，再到最終定稿，高老師給我提供了許多寶貴建議。 感謝各位老師的點(diǎn)評！ 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) [1] 馮建華 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā) .人民郵電 .2021 年第 一版 [2] 何循來 .高性能八位單片機(jī) . [3] 蔣汝根 .錢丹浩 .基于 AT89C51單片機(jī)的交通燈模擬控制系統(tǒng) . [4] 林軍 .用單片機(jī)控制的交通信號燈 . [5] 陳淑潔 .陳小林 .單片機(jī)實驗教學(xué)中交通燈控制的方法研究 .溫州師范學(xué)院 . [6] 尹根欽 .唐緒偉 .城市交通信號燈模擬控制系統(tǒng) .湖南懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 . [7] 沈鴻星 .LED 交通信號燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .襄樊職業(yè)技術(shù) 學(xué)院信息技術(shù)系 . [8] 張國安 .交通信號燈控制系統(tǒng) . [9] 現(xiàn)代電子設(shè)計與創(chuàng)新 李洋 中國電力出版社 2021 年第一版 [10] 張毅坤 . 單片微型計算機(jī)原理及應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社 1998 [11] 余錫存 曹國華 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].陜西 :西安電子科技大學(xué)出版社 , [12] Devices and Circuits and integrated [M]. and [13] and Sensor System Bristel:Top Publishing [14]New Releases Data Book Volume V,Maxim, 1996 。 四年一個輪回，畢業(yè)論文正代表著大學(xué)的終結(jié)，完成它既有一種收獲感，又有一種失落感，可無論如何它代表著我四年的努力，代表了我四年的歷程。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 首先要特別感謝我的指導(dǎo)老師 —— 高浪琴老師。是具備相當(dāng)實踐操作性的，并且設(shè)計的交通信號燈控制器的成本相對來說也是比較低廉的，適合在中國的各個城市交通路口使用。用 P0端口來控制數(shù)碼管的時間顯示；用 P1端口來控制紅綠燈的顯示；用 P2端口來驅(qū)動 LED 數(shù)碼管；六個LED 發(fā)光二極管分別是代表了 A、 B 道的紅綠黃三種交通燈；數(shù)碼管的時間顯示是通過了 CD4511BCD 碼譯碼而得到。 ： 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 整體電路分析 25 圖 315主程序流程圖 開始 初始化 顯示初始值設(shè) 置 A道放行， B 道禁行 延時 顯示 延時 5s A道禁行， B 道放 置顯示初始值 延時 顯示 A道禁行， B道警告 延時 顯示 A道警告， B 道禁行 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 整體電路分析 26 圖 316顯示子程序流程圖 開始 顯示秒數(shù)減 1 秒數(shù)轉(zhuǎn)十進(jìn)制 拆分秒數(shù) R2 十位數(shù) 秒個位數(shù)轉(zhuǎn)字形碼 延時 1ms R1 個位數(shù) 秒十位數(shù)轉(zhuǎn)字形碼 設(shè)置顯示次數(shù) 顯示十位數(shù) 顯示個位數(shù) 延時