【正文】 41，所采用的儀器都必須滿(mǎn)足一定的測(cè)量精度要求，否則將使測(cè)量結(jié)果失去實(shí)用價(jià)值。系統(tǒng)做好后，進(jìn)行系統(tǒng)的完整調(diào)試。本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)很大，全部用 C51語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，選用一般的偉福仿真器對(duì) C51進(jìn)行調(diào)試。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)，所以方便了對(duì)各電路功能模塊的逐級(jí)測(cè)試，包括對(duì)：交通燈演示功能調(diào)試，行人通行指示功能調(diào)試，倒計(jì)時(shí)功能調(diào)試，主干道時(shí)間設(shè)置功能調(diào)試，緊急情況手動(dòng)控制功能調(diào)試，鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示模塊功能調(diào)試等。 系統(tǒng)操作說(shuō)明本設(shè)計(jì)采用 5個(gè)觸發(fā)按鍵。、漏焊、線(xiàn)路的走線(xiàn)下、是否正確。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 24 頁(yè) 共 44 頁(yè)，熔化適量的焊料。應(yīng)注意變壓器的檢測(cè)應(yīng)分為靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)。焊接要求一次成形。焊點(diǎn)光澤、亮度、顏色有一定要求。 。被焊件端子必須具備可焊性。全套方案共有黃燈 4個(gè)，紅燈 12個(gè)，綠燈 16個(gè)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 23 頁(yè) 共 44 頁(yè)控制端的數(shù)碼顯示管的 dig1和 dig2腳接 （HD74LS04P）HD74LS04P 非門(mén)的焊接時(shí)注意方向，如圖半圓缺口在左時(shí)為正。兩位共陽(yáng)極數(shù)碼顯示管的檢測(cè)：把萬(wàn)用表調(diào)到電阻檔，用黑表筆分別接觸 dig1 腳和 dig2 腳，用紅表筆依次接觸 a，b， c，d，e，f，g，dp 腳，看左右兩邊對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管段位是否發(fā)光。還有，當(dāng)給單片機(jī)通電瞬間，電流在瞬間升高，電容對(duì)變化的電流導(dǎo)通，9 腳（RST）是高電位，單片機(jī)復(fù)位。再把兩個(gè)瓷片電容按電路圖接好。焊盤(pán)面如圖連接，直接用焊錫接上即可?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D 41 單片機(jī)引腳圖　 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 22 頁(yè) 共 44 頁(yè)在插座旁并排焊接三排插針。單片機(jī)各腳序號(hào)如下圖，針腳放在桌上，從半圓凹槽左端第一腳逆時(shí)針是 1—40號(hào)腳。 焊接步驟： 最好安放在電路板的中心位置，以方便其它外圍器件的安裝。，預(yù)設(shè)各個(gè)元器件的擺放位置和焊接順序。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 18 頁(yè) 共 44 頁(yè)初始化有鍵按下時(shí)間鍵按下調(diào)用狀態(tài)設(shè)置程序緊急鍵按下調(diào)用緊急狀態(tài)程序退出YYNNYN開(kāi)始圖 34 工作流程圖 交通燈指示子程序流程開(kāi)始初始化東西人行車(chē)停，南北人停車(chē)行轉(zhuǎn)彎等待東西人停車(chē)行，南北人行車(chē)停轉(zhuǎn)彎等待結(jié)束圖 35 交通正常指示流程 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 19 頁(yè) 共 44 頁(yè)正常而穩(wěn)定的交通燈指示是保證道路通車(chē)的秩序，是保證道路不發(fā)生堵車(chē)的情況的首要條件，因此在程序設(shè)計(jì)上應(yīng)該按照交通規(guī)則進(jìn)行對(duì)交通燈進(jìn)行控制，另外黃燈在整個(gè)系統(tǒng)中起提示作用，它是在一個(gè)狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)的時(shí)候的前 5秒開(kāi)始閃爍，從而提示車(chē)輛和行人遵循交通燈規(guī)則，其交通燈正常指示流程圖及黃燈控制流程圖分別如圖 35，36 所示：開(kāi)始初始化計(jì)時(shí)到 秒？計(jì)時(shí)到 1 秒？等待測(cè)試黃燈狀態(tài)取反等待測(cè)試 黃燈狀態(tài)取反結(jié)束時(shí)間遞減計(jì)數(shù)器置 0YYNN YNNN圖 36 黃燈計(jì)時(shí)程序流程圖 倒計(jì)時(shí)程序流程倒計(jì)時(shí)指示是一種對(duì)車(chē)輛通行和行人通行時(shí)間限制的直觀顯示，是為了維持正常的交通秩序，因此精確的倒計(jì)時(shí)程序也是很重要的，既然交通是一種秩序，那么倒計(jì)時(shí)就是建立在秩序上的規(guī)定，另外隨著車(chē)流量的大小和一天時(shí)間段的不同，那么通行時(shí)間也應(yīng)該對(duì)應(yīng)的改變，從而更靈活的控制交通秩序，其倒計(jì)時(shí)顯示流程如圖 37所示： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 20 頁(yè) 共 44 頁(yè)開(kāi)始初始化東西方向顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示南北方向顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示時(shí)間設(shè)置顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示結(jié)束圖 37 倒計(jì)時(shí)顯示流程 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 21 頁(yè) 共 44 頁(yè)第 4 章　實(shí)物制作 元器件的檢測(cè)與焊接本設(shè)計(jì)包含多種電子器件，如 AT89C5LED 燈、兩位共陽(yáng)極七段 LED顯示數(shù)碼管、HD74LS04P非門(mén)等。 鍵盤(pán)模塊程序流程鍵盤(pán)是人機(jī)進(jìn)行交互的重要接口之一。主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，程序就自動(dòng)的跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理。緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動(dòng)狀態(tài)。開(kāi)始初始化始終為真調(diào)用交通燈正常指示程序結(jié)束Y圖 31 軟件總體流程圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè)主程序比較簡(jiǎn)單，初始化完成后，調(diào)用按鍵掃描程序，取得鍵值，并根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)用相應(yīng)的子程序。由于編程多涉及到數(shù)值運(yùn)算，比較復(fù)雜，還有數(shù)碼管、LCD 燈的顯示設(shè)計(jì)都是需要多重選擇判斷，用我們平時(shí)常用的匯編語(yǔ)言編程是很難實(shí)現(xiàn)的，這里我們選用了移值性好、結(jié)構(gòu)清晰、能進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的 C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)編程。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。穩(wěn)壓范圍寬。體積小，重量輕。其連接電路如圖 21214 所示：圖 213 車(chē)輛通行狀態(tài)顯示連接電路圖 214 按鍵電路與單片機(jī)連接電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 14 頁(yè) 共 44 頁(yè) 開(kāi)關(guān)電源模塊的設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源可分為 AC/DC和 DC/DC兩大類(lèi)，在本設(shè)計(jì)采用 AC/DC模塊，AC/DC 變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱(chēng)為“整流” ，功率流由負(fù)載返回電源的稱(chēng)為“有源逆變” 。整個(gè)系統(tǒng)友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)以及豐富的功能是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。圖 27 兩位數(shù)碼管管腳設(shè)計(jì)利用 LED晶體發(fā)光管做成的顯示器，系統(tǒng)采用兩位數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。控制不同的段發(fā)光，就可顯示 0～9 不同的數(shù)字。表 21中輸出“H”表示發(fā)光線(xiàn)段， “L”表示不發(fā)光線(xiàn)段。復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一位是按鍵復(fù)位。由于 AT89C51單片機(jī)芯片內(nèi)有時(shí)鐘振蕩電路，因此本系統(tǒng)單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，只要在單片機(jī)的 XTAL1和 XTAL2引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)脈沖信號(hào)，具體電路設(shè)計(jì)如圖 24所示。供電電源可由開(kāi)關(guān)電源提供，即能滿(mǎn)足。雙數(shù)據(jù)指針和掉電標(biāo)識(shí)符。三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。因此本設(shè)計(jì)采用 AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器件，這是因?yàn)?AT89S52是目前應(yīng)用比較廣泛的 MCS51系列兼容單片機(jī)作為主控制器。 各功能模塊硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)單片微機(jī)(SingleChip Microputer)簡(jiǎn)稱(chēng)為單片機(jī)。系統(tǒng)共有五組 LED 數(shù)碼管，其中有四組 LED數(shù)碼管分別放置在模擬交通燈控制板上的中央，分別為主干道的四個(gè)路口的行車(chē)時(shí)間指示。本系統(tǒng)使用數(shù)碼管完成倒計(jì)時(shí)顯示功能。本設(shè)計(jì)添加了主干道時(shí)間設(shè)置功能，交警可按需求設(shè)置綠燈的點(diǎn)亮?xí)r間，該措施可在一定程度緩減短暫的交通壓力。所有指示信息一目了然。 各模塊功能描述按交通燈控制規(guī)則，每個(gè)街口有轉(zhuǎn)彎、直行及行人三種指示燈。鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示，鍵盤(pán)采用五個(gè)觸發(fā)按鍵組成，電路簡(jiǎn)潔可靠；顯示器采用七段LCD數(shù)碼管，可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可供交警在室內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)視交通狀況。單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。 系統(tǒng)總體方案論證系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框總圖如圖 12所示：電源單片機(jī)AT89C51LED 數(shù)碼管顯示模塊按鍵輸入東西南北十字路口工作狀態(tài)顯示LED 數(shù)碼管顯示模塊LED 數(shù)碼管顯示模塊LED 數(shù)碼管顯示模塊紅、綠、黃LED 狀態(tài)指示燈人行道人行道人行道人行道圖 12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框總圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 3 頁(yè) 共 44 頁(yè)經(jīng)上述各模塊的方案選擇與論證，十字路口交通燈系統(tǒng)的控制芯片選用單片機(jī)AT89C51作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制器件，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)工作的控制和運(yùn)算，從而使各模塊正常工作；采用七段 LED數(shù)碼管和 LED燈作為顯示器件，用七段 LED數(shù)碼管完成倒計(jì)時(shí)顯示，用 LED燈作為行車(chē)方向和行人通行指示指示功能；用觸發(fā)按鍵構(gòu)成系統(tǒng)的輸入部分，它可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置，結(jié)合數(shù)碼管，可根據(jù)交通情況對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行直觀的控制；以開(kāi)關(guān)電源作為系統(tǒng)電源部分，它有+12V、12V、+5V、5V 電壓輸出，可方便對(duì)各個(gè)模塊供電。方案一：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用五個(gè)按鍵，分別是 K１ 、K K K K ５ 。 輸入模塊方案選擇方案一：采用 8155擴(kuò)展 I/O 口及鍵盤(pán)，顯示等。方案三：用七段 LED數(shù)碼管完成倒計(jì)時(shí)顯示，用 LED燈作為狀態(tài)燈指示功能。方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。它是 MCS51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn) 8052單片機(jī)完全兼容，使用時(shí)容易掌握；采用 ATC89C51單片機(jī)穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)，在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程。 總體方案設(shè)計(jì)思想根據(jù)傳統(tǒng)十字路口交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可將本系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，第一個(gè)模塊是控制模塊，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)工作的控制和運(yùn)算，從而使各模塊正常工作；第二個(gè)模塊為顯示模塊，主要是對(duì)車(chē)輛和行人應(yīng)該遵守交通規(guī)則的指導(dǎo)性的直觀顯示，它主要包括倒計(jì)時(shí)顯示和紅、綠、黃燈兩大部分；第三個(gè)模塊是輸入模塊，它的主要作用是輔助控制模塊，相當(dāng)于輸入裝置，利用它可以對(duì)交通燈各路口通行時(shí)間的設(shè)置以及出現(xiàn)緊急情況時(shí)，進(jìn)行不同工作方式的切換設(shè)置；第四個(gè)模塊是電源模塊，它是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟” ，負(fù)責(zé)給各模塊提供合適的電壓，讓各模塊能穩(wěn)定工作。設(shè)計(jì)中我們選用紅、綠、黃三種不同 LED發(fā)光管作為車(chē)輛和行人的指示，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，形象直觀；采用 LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)顯示，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。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。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。俗話(huà)說(shuō)“要想富，先修路” ，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無(wú)法保障暢通安全。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。本設(shè)計(jì)是一款基于單片機(jī) AT89C51為控制核心的交通控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛、行人的有效導(dǎo)引。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 0 頁(yè) 共 44 頁(yè)第 1 章　方案設(shè)計(jì)與論證設(shè)計(jì)要求要實(shí)現(xiàn)交通燈基本信息指示功能的基礎(chǔ)上，還要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)時(shí)間和工作狀態(tài)顯示、緊急情況處理等功能，如何選擇有效方案至關(guān)重要。單片機(jī)運(yùn)算能力強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大?；谏鲜鲈?，考慮了三種方案。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。權(quán)衡利弊，選擇方案三。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 2 頁(yè) 共 44 頁(yè)方案二：直接在 I/O口線(xiàn)上接上按鍵開(kāi)關(guān)。下面考慮了兩種電源方案。故選擇第二種方案。 總體設(shè)計(jì)及功能描述 總體設(shè)計(jì)描述本設(shè)計(jì)以單片機(jī) AT89C51為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個(gè)功能模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示、行車(chē)方向指示、行人通行指示和倒計(jì)時(shí)模塊等。行人通行指示采用兩支紅、綠 LED發(fā)光管，用兩種顏色指示放行與禁止，形象直觀，簡(jiǎn)潔明了。其十字路口交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)原理圖見(jiàn)附錄 2，其友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)以及豐富的功能是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選用兩只綠色 LED發(fā)光管來(lái)指示直行，轉(zhuǎn)彎等交通指示信息，其中綠燈 1亮表示直行，綠燈 2亮表示允許轉(zhuǎn)彎行駛；用一只紅色 LED燈表示禁止通行；在直行狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)彎狀態(tài)時(shí)結(jié)束前 5秒鐘，用一只黃色 LED燈閃爍直至結(jié)束。當(dāng)主干道方向的車(chē)輛過(guò)多發(fā)生堵塞，正常的信號(hào)燈時(shí)序?qū)?huì)使交