【正文】 燈亮 5S,支干道紅燈亮 5S。 5 3）帶有車輛檢測(cè)的智能交通燈的設(shè)計(jì)要求 采用設(shè)置中斷的方式達(dá)到車輛檢測(cè)的目的，根據(jù)車輛的運(yùn)行情況，判斷車輛的數(shù)目是否達(dá)到設(shè)定值，根據(jù)此判斷決定是否切換交通狀態(tài)。（見(jiàn)附錄：畢業(yè)設(shè)計(jì)焊接完成后的實(shí)物圖）通過(guò)一個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)當(dāng)主干道為綠燈支干道為紅燈時(shí)的強(qiáng)制切換為主干道為紅燈支干道為綠燈的功能，四位數(shù)碼管分別顯示主干道計(jì)時(shí)時(shí)間和支干道計(jì)時(shí)時(shí)間。當(dāng)有高頻電流通過(guò)電感時(shí)，公路面上就會(huì)形成如圖 1(a)中虛線所形成的高頻磁場(chǎng)。由于電感變化該感應(yīng)線圈中流動(dòng)的高頻電流的振幅 6 (本論文所涉及的檢測(cè)工作方式 )和相位發(fā)生變化，因此，在環(huán)的始端連接上檢測(cè)相位或振幅變化的檢測(cè)器，就可得到汽車通過(guò)的電信號(hào)。傳感器最好選用防潮性能好的原材料。 （ 3）傳感器的鋪設(shè) 圖 3 車輛檢測(cè)原理圖及檢測(cè)電路電壓脈沖輸出波形 7 圖 4 車輛存在與檢測(cè)電路原理框圖 車輛計(jì)數(shù)是智能控制的關(guān)鍵 ，為防止車輛出現(xiàn)漏檢的現(xiàn)象，環(huán)狀絕緣電線在地下的鋪設(shè)我們?cè)O(shè)采取在每個(gè)車行道上中的出口地 (停車線處 )以及在離出口地一定遠(yuǎn)的進(jìn)口的地方各鋪設(shè)一個(gè)相同的傳感器，方案如圖 5(以典型的十子路口為例 )，同一股道上的兩傳感器相距的距離為該股道正常運(yùn)行時(shí)所允許的最長(zhǎng)停車車龍為好。 圖六 交通燈設(shè)計(jì)方案 各個(gè)燈燃亮的時(shí)間表 (表 1）： 30S 5S 20S 4S 主干道 綠燈亮 綠燈閃爍，黃燈亮 紅燈亮 紅燈亮 支干道 紅燈亮 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃爍，黃燈亮 控制器硬件總框圖 主干道 支干道 10 圖七 控制器硬件總框圖 控制器硬件選用器件及硬件基本電路介紹 AT89C52 一片，共陽(yáng)極的七段數(shù)碼管兩個(gè)， C9012 三極管 6 個(gè)，固態(tài)繼電器（ G3MB 202P ,輸入直流 5V,輸出交流 220V)6 塊， 220V、 15W 的燈泡 6 個(gè)，電容四個(gè)：兩個(gè)33PF 的，兩個(gè) 10μ F,晶振 兆赫茲一個(gè) ,13 個(gè)按鍵 .電阻 560Ω的 16個(gè) ,一個(gè) ,一個(gè) 2KΩ ,一個(gè) 3KΩ ,一個(gè) 1kΩ還有一個(gè)滑動(dòng)變阻器 單運(yùn)放， 74HC00 與非門?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。其余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。所謂靜 態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器各筆畫(huà)段都要獨(dú)占具有鎖存功能的輸出口線， CPU 把要顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示器顯示所需的數(shù)字或者符號(hào)，此后，即使CPU 不去訪問(wèn)它，因?yàn)楦鞴P畫(huà)段接口具有鎖存功能，顯示的內(nèi)容也不會(huì)消失。共陰極或者共陽(yáng)極點(diǎn)連接在一起接地或者 接高電平。 此系統(tǒng)為通過(guò)單片機(jī)的兩個(gè)口線來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，但因?yàn)閱纹瑱C(jī)的兩個(gè)口線出來(lái)的電流比較小，單個(gè) LED 導(dǎo)通的電壓一般為 之間 ,工作電流在515mA 之間 ,具體數(shù)值與 LED 得制作材料有關(guān)，因此須采用共陽(yáng)極的數(shù)碼管，使數(shù)碼管的接 +5V 的電壓。 13 ⑶顯示單元硬件接線圖 圖 10 共陽(yáng)極數(shù)碼管的靜態(tài)顯示的原理圖 如圖 10 所示 ,顯示單元的硬件接線是在 PO口和 P1口分別接 8 個(gè) 560Ω的電阻 ,然后再將電阻的另一端接數(shù)碼管的各個(gè)筆畫(huà)段 ,并且接線一定要按順序進(jìn)行 ,最后 將COM 端接 5V. 紅綠燈控制單元 ⑴三極管 C9012 的選擇 圖 11 控制交通燈亮 滅電路圖 三極管的選擇與固態(tài)繼電器有。本系統(tǒng)采用的是固態(tài)繼電器。其輸入為光電耦合電路，可用 OC 門和晶體管直接驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電流一般為 330mA,輸入電壓為 530V。當(dāng)輸入端的控制電壓撤消后，流過(guò)雙向晶閘管的負(fù)載電流為零時(shí)才關(guān)斷，根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)，應(yīng)該選擇非過(guò)零型的 SSR. 15 車輛檢測(cè)電路介紹 ⑴ OP07芯片的選擇 OP07 為單運(yùn)放放大器，是一個(gè)精密的，低噪聲的單運(yùn)放可以做為車輛檢測(cè)電路的元器件使用，以下位 OP07 的工作參數(shù)： OP07失調(diào)電壓 25UV,電源電壓 +（ 3~18），壓擺率 產(chǎn)品型號(hào) :OP07CP 通道數(shù) :1 每通道 IQ(典型值 )(mA):5 帶寬 GBW(典型值 )(MHz): 轉(zhuǎn)換 速率 (典型值 )(V/us): 輸入失調(diào)電壓 (25℃ )(Max.)(mV): 失調(diào)漂移 (典型值 )(uV/℃ ): 輸入偏置電流 (Max.)(pA):7000 共模抑制比 (Min.)(dB):100 噪聲電壓 (典型值 ): 封裝 /溫度 (℃ ):PDIP8/0~70 描述 :精密 ,低噪聲運(yùn)放 ⑵車輛檢測(cè)單元硬件接線圖 16 圖 13 車輛檢測(cè)電路 將與非門的輸出端口接 AT89C52 的 INT1 端口上，其它的硬件接線如圖所示。在每次進(jìn)入中斷 INT1 里，車輛技術(shù)參數(shù)就加 1，并判斷是否到達(dá)已定的車輛上限值。 ，主干道為綠燈，支干道為紅燈的狀態(tài)，計(jì)數(shù)值為 30S. ，使 INT1 端口的電平發(fā)生變化，從而切換主干道和支干道紅綠燈的狀態(tài)。這兩種延時(shí)方式的特點(diǎn)是：第一種延時(shí)方式不精確，可用于要 求不是太準(zhǔn)確的延時(shí)，第二種是通過(guò)硬件方式實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn)是延時(shí)時(shí)間準(zhǔn)確，不易發(fā)生時(shí)間疊加導(dǎo)致故障，從而引起死機(jī)。因此， 因此我們可以把記數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C 和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC可得到如下計(jì)算通式： TC=MC 中斷喚醒 19 式中， M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。由此可見(jiàn)要定時(shí) 1s，必須要使用軟時(shí)鐘。 交通燈各個(gè)狀態(tài)燈的亮滅情況表（表 3） 狀態(tài) 燈的亮滅 倒計(jì)時(shí)時(shí)間 狀態(tài) 0 主干道綠燈亮 支干道紅燈亮 30S 狀態(tài) 1 主干道綠燈閃，黃燈亮 支干道紅燈亮 5S 狀態(tài) 2 主干道紅燈亮，支干道綠燈亮 20S 狀態(tài) 3 主干道紅燈亮，支干道綠燈閃，黃燈亮 4S 倒計(jì)時(shí)賦初值程序的設(shè)計(jì) 倒計(jì)時(shí)賦初值程序是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)老師的指點(diǎn)自己也對(duì)這個(gè)問(wèn)題掌握的很透徹。當(dāng)定時(shí)時(shí)間為 1s時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，它將依次顯示交通燈的時(shí)間，同時(shí)一直顯示該狀態(tài)對(duì)應(yīng)的交通燈的顏色，依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完成后再重新給賦初值，重新進(jìn)入循環(huán)。在每次進(jìn)入 INT1 中斷時(shí)， COUNT1 自動(dòng)加 1，判斷 COUNT1是否到達(dá)設(shè)定的車輛記數(shù)初值。 第一步：目測(cè)。 第三步加電檢測(cè)。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。 硬件調(diào)試中出現(xiàn)的錯(cuò)誤修正 ⑴ 在硬件 調(diào)試的過(guò)程中 ,發(fā)現(xiàn)不是每一個(gè)自己選擇的器件都是好使的 ,必須通過(guò)萬(wàn) 29 用表測(cè)一測(cè)。 ⑵ 在一次硬件焊接的時(shí)候?qū)⑴c非門的輸出端口焊接在了 ，導(dǎo)致功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 ⑷ 有一片 89C52自己由于 編程經(jīng)驗(yàn)不足，反復(fù)裝載了程序幾十之后，當(dāng)再次插入硬件的電路板子的卡槽里時(shí)，結(jié)果燈全部滅了，而且數(shù)碼管顯示全為 0。 軟件調(diào)試 調(diào)試方法及優(yōu)點(diǎn) 本實(shí)驗(yàn)采用了模塊化方法編寫(xiě)程序，調(diào)試程序時(shí)也是分塊調(diào)試，首先將編寫(xiě)好的模塊程序利用 KEIL軟件進(jìn)行調(diào)試，仔細(xì)檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤，在確定無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤后，將程序生成 HEX文件，然后與硬件設(shè)備連接，試驗(yàn)程 序是否能顯示所預(yù)計(jì)值，該模塊調(diào)試通過(guò)后，繼續(xù)進(jìn)行下一模式的添加，重復(fù)上述步驟。經(jīng)過(guò)自己反復(fù)查閱資料并仔細(xì)研讀單片機(jī)書(shū)，自己慢慢有感覺(jué)了，開(kāi)始寫(xiě)程序框圖，慢慢編程序。如： 在中文格式輸入下的逗號(hào)以及注釋前的分號(hào)，必須改為在英文格式下輸入時(shí)，編輯才沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤。 原因 :由于自己檢查硬件電路不仔細(xì)，硬件電路者將驅(qū)動(dòng)交通燈的口線全部焊接在P2口的 ~。通過(guò)自己反復(fù)的查看框圖和在老師的幫助下，自己終于把問(wèn)題找到了，原來(lái)自己在設(shè)置了標(biāo)志位之后，沒(méi)有給標(biāo)志 位清零，而且在狀態(tài)切換的時(shí)候必須把倒計(jì)時(shí)時(shí)間標(biāo)志位 F0置為 1，才能正常執(zhí)行程序，達(dá)到控制交通的目的。 原因：自己為了實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的車輛檢測(cè)功能，怕影響車輛檢測(cè)的功能，所以就修改了定時(shí)器（原來(lái)用 T0，改為用 T1)，由于定時(shí)器工作狀態(tài)沒(méi)改，所以就出現(xiàn)了上述問(wèn)題。 改正 :利用 INT0中斷來(lái)進(jìn)行強(qiáng)制切換，并把 INT0設(shè)置為中斷優(yōu)先級(jí)比較高的中斷，在INT0里修改狀態(tài)參數(shù)，并將倒計(jì)時(shí)時(shí) 間初值標(biāo)志位置 1。 總結(jié) 通過(guò)做本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，自己明白了研究和設(shè)計(jì)控制儀表的一套思路和方法。在繪制原理圖和焊接電路板的時(shí)候要特別仔細(xì)，每一個(gè)步棸都要仔細(xì)認(rèn)真，好好檢查幾遍。 認(rèn)真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)新的總結(jié)也對(duì)以前我們所學(xué)過(guò)的一些東西有了一些新的認(rèn)識(shí)。當(dāng)自己的程序?qū)戇M(jìn)片子達(dá)到控制要求時(shí)，自己都很感動(dòng)。只有反復(fù)查看硬件原理圖，等自己對(duì)硬件都非常了解的時(shí)候，開(kāi)始編寫(xiě)軟件，編軟件一定要有編程思想。最后結(jié)合硬件進(jìn)行調(diào)試，看是否達(dá)到控制要求。 34 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利結(jié)束，首先要感謝我的指導(dǎo)教師老師，她在學(xué)習(xí)上的嚴(yán)格的要求是我不敢放松自己，因而學(xué)到了很多以前沒(méi)有掌握扎實(shí)的知識(shí)。除此之外，還要感謝實(shí)驗(yàn)室的老師，每次自己去那邊調(diào)試程序老師都特別有耐心，自己很感動(dòng)。單片機(jī)基礎(chǔ) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .2021 [8] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 .2021 [9]李峰．智能交通系統(tǒng)在國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)．國(guó)外公路， 1999， 19(1)： 1～ 5 [10]談蔚欣，鄭應(yīng)文．城市單交義路口信號(hào)燈的模糊控制．福州大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， 2021． 34(1)： 71～ 75 [11]程民．智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究．【碩士學(xué)位論文】．西安：西安建筑科技大學(xué)， 2021 [12]白立崗．城市道路交叉口的交通流仿真研究．【碩士學(xué)位論文】．長(zhǎng)安：長(zhǎng)安大學(xué)交通信息工程及控制， 2021 [13]鄭應(yīng)平，張冬梅．智能交通系統(tǒng) (ITS)的建模與控制問(wèn)題．公路交通科技， 1999，16(2)： 4639。 最后我還要謝謝自己， 謝謝自己堅(jiān)持到最后！ 35 參考文獻(xiàn) [1] 唐波 .基于單片機(jī)的交通燈控制器的設(shè)計(jì)與研究論文 . 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