【正文】 光二極管，因此也稱 LED數(shù)碼管或 LED七段顯示器。 ULN2020 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ULN2020的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如下： 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 ULN2020內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ULN2020經(jīng)常應(yīng)用于顯示驅(qū)動(dòng)、繼電器驅(qū)動(dòng)、照明燈驅(qū)動(dòng)、電磁閥驅(qū)動(dòng) 伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等電路中。當(dāng)有車輛通過光電開關(guān)之間時(shí)，輸出端將輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)，送入單片機(jī)，單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)程序自動(dòng)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而完成對(duì)車流量的統(tǒng)計(jì)。新型光電開關(guān)具有體積小、功能多、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快 、 檢測(cè)距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng) 等優(yōu)點(diǎn)。可直接用于強(qiáng)電控制電路，也可自行設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈，輸出備有 SSR固態(tài)繼電器或繼電器常開、常閉接點(diǎn)，可防止相互干擾。放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感器一體化，采用專用集成電路和表面安裝工藝制成，使用直流電源工作。 表 光 電開關(guān)的按檢測(cè)方式分類表 光電開關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為放大器分離型、放大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三種。 對(duì)射式檢測(cè)距離遠(yuǎn)，可檢測(cè)半透明物體的密度（透光度）。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過一個(gè)脈沖。 89C51 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，如圖 。其常用封裝形勢(shì)如下： 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 DIP 封裝 圖 PQFP/TQFP 封裝 引腳說明： Pin9： RESET/Vpd 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 89C51 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 (8)時(shí)鐘電路： 89C51 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 89C51 單片機(jī)需外置振蕩電容。 (4)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 89C51 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 此設(shè)計(jì)尤其適合中、小城市的十字路口交通控制，具有安裝簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，毫無疑問 具 有廣泛的應(yīng)用前景。 對(duì) 基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng) 進(jìn)行設(shè)計(jì)目的在于對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補(bǔ)一 、 二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。 方案二： 完全采用點(diǎn)陣式 LED 顯示。 單片機(jī)具有功耗小、速度快、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，且編程簡(jiǎn)單，故選用方案二。 AT89C51具有 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，便于對(duì)車流量進(jìn)行定時(shí)中斷檢測(cè)。方案三性價(jià)比高，且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，權(quán)衡利弊，故選用方案三。紅外線車輛掃描系統(tǒng)提供了車輛輪廓掃描的解 決方案，并提供車輛分離信號(hào)，同時(shí)還能夠檢測(cè)掛鉤是否存在及其位置，由于光學(xué)產(chǎn)品的高速響應(yīng)，當(dāng)車速低于 100公里 /小時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)車輛間距 的分離檢測(cè)并抓取車輛輪廓數(shù)據(jù)，當(dāng)車速低于 200公里 /小時(shí)，對(duì)車輛間距 輛實(shí)現(xiàn)可靠的分離檢測(cè)并抓取輪廓數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可自動(dòng)分類超過 100種車型，車輛自動(dòng)分類的準(zhǔn)確率超過 99％ 。 紅外線車輛檢測(cè)器是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，通過同步回路檢測(cè)物體有無。這些埋設(shè)在道路表面下的線圈可以檢測(cè)到車輛通過時(shí)的電磁變化進(jìn)而精確地算出交通流量。路邊側(cè)向模式可以使用一 臺(tái) RTMS同時(shí)檢測(cè)多至 8條車道，并提供每條車道的交通信息。 圖 系統(tǒng)方框圖 紅綠燈 顯示模塊 數(shù)碼管 顯示模塊 車流量 檢測(cè)信號(hào) AT89C51 單片機(jī) 電源 模塊 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 車流量檢測(cè)方案 方案一： 采用遙感微波檢測(cè)器 (RTMS)。 （ 2）基于車流量的 智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈，通常采用定時(shí)分配方式控制，主要存在三方面的缺陷：（ 1）車道放行車輛時(shí)，十字路口經(jīng)常出現(xiàn)不同相位上車輛放行時(shí)問相同，車輛多的一方容易出現(xiàn)車輛堆積，造成下一路口的交通阻塞；（ 2）當(dāng)某相位上無車時(shí)，恰好是該相位上的車輛通行時(shí)間，則在這段時(shí)間內(nèi)，就出現(xiàn)了交通指揮盲點(diǎn)；（ 3）當(dāng)一 路口車流量很大時(shí)，不能夠自動(dòng)延長(zhǎng)口的綠燈時(shí)間，導(dǎo)致在一個(gè)周期內(nèi)此路口的車輛不能完全通過。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。 課題研究的背景 隨著城市機(jī)動(dòng)車 輛 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。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過馬路。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，裝在紐約 5 號(hào)大街的一座高塔上。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。該系統(tǒng)具有實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。 I 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課 題 名 稱 基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) II 摘要 隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸?shù)娜遮呉蕾?，交?燈成為了人們生活中不可或缺的一部分。文章論述了基于 AT89C51 單片機(jī)的交通燈 控制系統(tǒng)， 該系統(tǒng)能 根據(jù)路口車流量變化而改變交通燈閃亮 時(shí)間，達(dá)到智能控制交通的目的。 Intelligent control 1 目 錄 摘要 .............................................................................................................. II ABSTRACT ............................................................................................... II 目錄 ............................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 .................................................................................................. 1 交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展 ................................................................... 1 課題研究的背景 ............................................................................... 1 課題研究的主要內(nèi)容 ....................................................................... 2 課題研究方案 ................................................................................... 2 課題研究的意義 ............................................................................... 5 第 2 章 單元電路設(shè)計(jì) .................................................................................. 6 單片機(jī)概述 ....................................................................................... 6 光電開關(guān)概述 ................................................................................. 10 ULN2020 芯片簡(jiǎn)介 ......................................................................... 12 七段數(shù)碼管 ..................................................................................... 13 電 源 電 路 設(shè)計(jì) ................................................................................. 14 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................... 15 第 3 章 程序設(shè)計(jì) ........................................................................................ 17 軟件可靠性設(shè)計(jì) ............................................................................. 17 主程序流程圖 ................................................................................. 18 中斷程序流程圖 ............................................................................. 19 匯編程序設(shè)計(jì) ................................................................................. 19 第 4 章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 ............................................................................ 24 系統(tǒng)仿真 ......................................................................................... 24 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................................................... 29 第 5 章 PCB制作 ....................................................................................... 30 PCB 布局規(guī)則設(shè)置 .......................................................................... 30 PCB 布線規(guī)則設(shè)置 .......................................................................... 31 轉(zhuǎn)印 ................................................................................................. 32 2 蝕刻 ................................................................................................. 32 元器件的 安裝與焊接 ..................................................................... 33 總結(jié) ............................................................................................................. 35 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 36 致