【正文】 41，所采用的儀器都必須滿足一定的測量精度要求，否則將使測量結(jié)果失去實(shí)用價值。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語言來編寫，選用一般的偉福仿真器對 C51進(jìn)行調(diào)試。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊化設(shè)計，所以方便了對各電路功能模塊的逐級測試，包括對：交通燈演示功能調(diào)試，行人通行指示功能調(diào)試，倒計時功能調(diào)試，主干道時間設(shè)置功能調(diào)試，緊急情況手動控制功能調(diào)試，鍵盤及狀態(tài)顯示模塊功能調(diào)試等。 系統(tǒng)操作說明本設(shè)計采用 5個觸發(fā)按鍵。、漏焊、線路的走線下、是否正確。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 24 頁 共 44 頁，熔化適量的焊料。應(yīng)注意變壓器的檢測應(yīng)分為靜態(tài)檢測和動態(tài)檢測。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，紅燈 12個，綠燈 16個。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 23 頁 共 44 頁控制端的數(shù)碼顯示管的 dig1和 dig2腳接 （HD74LS04P）HD74LS04P 非門的焊接時注意方向，如圖半圓缺口在左時為正。兩位共陽極數(shù)碼顯示管的檢測：把萬用表調(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。再把兩個瓷片電容按電路圖接好。焊盤面如圖連接，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)計說明書(論文)第 22 頁 共 44 頁在插座旁并排焊接三排插針。單片機(jī)各腳序號如下圖，針腳放在桌上，從半圓凹槽左端第一腳逆時針是 1—40號腳。 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)計說明書(論文)第 18 頁 共 44 頁初始化有鍵按下時間鍵按下調(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開始圖 34 工作流程圖 交通燈指示子程序流程開始初始化東西人行車停，南北人停車行轉(zhuǎn)彎等待東西人停車行，南北人行車停轉(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)計說明書(論文)第 19 頁 共 44 頁正常而穩(wěn)定的交通燈指示是保證道路通車的秩序，是保證道路不發(fā)生堵車的情況的首要條件，因此在程序設(shè)計上應(yīng)該按照交通規(guī)則進(jìn)行對交通燈進(jìn)行控制，另外黃燈在整個系統(tǒng)中起提示作用，它是在一個狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€狀態(tài)的時候的前 5秒開始閃爍，從而提示車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：開始初始化計時到 秒？計時到 1 秒？等待測試黃燈狀態(tài)取反等待測試 黃燈狀態(tài)取反結(jié)束時間遞減計數(shù)器置 0YYNN YNNN圖 36 黃燈計時程序流程圖 倒計時程序流程倒計時指示是一種對車輛通行和行人通行時間限制的直觀顯示，是為了維持正常的交通秩序，因此精確的倒計時程序也是很重要的，既然交通是一種秩序，那么倒計時就是建立在秩序上的規(guī)定，另外隨著車流量的大小和一天時間段的不同，那么通行時間也應(yīng)該對應(yīng)的改變，從而更靈活的控制交通秩序，其倒計時顯示流程如圖 37所示： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 20 頁 共 44 頁開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)鎖存顯示時間設(shè)置顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示結(jié)束圖 37 倒計時顯示流程 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 21 頁 共 44 頁第 4 章　實(shí)物制作 元器件的檢測與焊接本設(shè)計包含多種電子器件，如 AT89C5LED 燈、兩位共陽極七段 LED顯示數(shù)碼管、HD74LS04P非門等。 鍵盤模塊程序流程鍵盤是人機(jī)進(jìn)行交互的重要接口之一。主程序中放了一個按鍵的判斷指令，當(dāng)有按鍵按下的時候，程序就自動的跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理。緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動狀態(tài)。開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)計說明書(論文)第 16 頁 共 44 頁主程序比較簡單，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)計都是需要多重選擇判斷，用我們平時常用的匯編語言編程是很難實(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語言來實(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)計說明書(論文)第 14 頁 共 44 頁 開關(guān)電源模塊的設(shè)計開關(guān)電源可分為 AC/DC和 DC/DC兩大類，在本設(shè)計采用 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)載的稱為“整流” ，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變” 。整個系統(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)計的亮點(diǎn)。圖 27 兩位數(shù)碼管管腳設(shè)計利用 LED晶體發(fā)光管做成的顯示器，系統(tǒng)采用兩位數(shù)碼管倒計時計數(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)光線段， “L”表示不發(fā)光線段。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)有時鐘振蕩電路，因此本系統(tǒng)單片機(jī)采用內(nèi)部時鐘方式，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)生時鐘信號脈沖信號，具體電路設(shè)計如圖 24所示。供電電源可由開關(guān)電源提供，即能滿足。雙數(shù)據(jù)指針和掉電標(biāo)識符。三級加密程序存儲器。因此本設(shè)計采用 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 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計單片微機(jī)(SingleChip Microputer)簡稱為單片機(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路口的行車時間指示。本系統(tǒng)使用數(shù)碼管完成倒計時顯示功能。本設(shè)計添加了主干道時間設(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，每個街口有轉(zhuǎn)彎、直行及行人三種指示燈。鍵盤及狀態(tài)顯示，鍵盤采用五個觸發(fā)按鍵組成，電路簡潔可靠；顯示器采用七段LCD數(shù)碼管，可實(shí)時顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可供交警在室內(nèi)實(shí)時監(jiān)視交通狀況。單片機(jī)作為整個硬件系統(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)計方框總圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 3 頁 共 44 頁經(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作為整個系統(tǒng)的核心控制器件，主要負(fù)責(zé)整個系統(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)碼管完成倒計時顯示，用 LED燈作為行車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)交通情況對整個系統(tǒng)進(jìn)行直觀的控制；以開關(guān)電源作為系統(tǒng)電源部分，它有+12V、12V、+5V、5V 電壓輸出，可方便對各個模塊供電。方案一：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。因?yàn)樵O(shè)計時精簡和優(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，顯示等。方案三：用七段 LED數(shù)碼管完成倒計時顯示，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)計思想根據(jù)傳統(tǒng)十字路口交通燈系統(tǒng)的設(shè)計，可將本系統(tǒng)分為四個模塊，第一個模塊是控制模塊，主要負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)工作的控制和運(yùn)算，從而使各模塊正常工作；第二個模塊為顯示模塊，主要是對車輛和行人應(yīng)該遵守交通規(guī)則的指導(dǎo)性的直觀顯示，它主要包括倒計時顯示和紅、綠、黃燈兩大部分；第三個模塊是輸入模塊，它的主要作用是輔助控制模塊，相當(dāng)于輸入裝置，利用它可以對交通燈各路口通行時間的設(shè)置以及出現(xiàn)緊急情況時，進(jìn)行不同工作方式的切換設(shè)置；第四個模塊是電源模塊，它是整個系統(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)計中我們選用紅、綠、黃三種不同 LED發(fā)光管作為車輛和行人的指示，簡化了設(shè)計，形象直觀；采用 LED數(shù)碼管作為倒計時顯示，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、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機(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。俗話說“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法保障暢通安全。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(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、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。本設(shè)計是一款基于單片機(jī) AT89C51為控制核心的交通控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)對車輛、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)計說明書(論文)第 0 頁 共 44 頁第 1 章　方案設(shè)計與論證設(shè)計要求要實(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)倒計時時間和工作狀態(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颍紤]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)計說明書(論文)第 2 頁 共 44 頁方案二：直接在 I/O口線上接上按鍵開關(guān)。下面考慮了兩種電源方案。故選擇第二種方案。 總體設(shè)計及功能描述 總體設(shè)計描述本設(shè)計以單片機(jī) AT89C51為控制核心，采用模塊化設(shè)計，共分以下幾個功能模塊：單片機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤及狀態(tài)顯示、行車方向指示、行人通行指示和倒計時模塊等。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，簡潔明了。其十字路口交通燈系統(tǒng)設(shè)計計原理圖見附錄 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)計的亮點(diǎn)。本設(shè)計選用兩只綠色 LED發(fā)光管來指示直行，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)主干道方向的車輛過多發(fā)生堵塞，正常的信號燈時序?qū)菇?