【正文】 ..........15 程序主體設(shè)計流程 .............................................15 子程序模塊設(shè)計 ...............................................15 狀態(tài)燈顯示及判斷 ...........................................15 LED 倒計時顯示 ..........................................17 緊停及調(diào)整時間中斷子程序 ...............................19 車流量檢測中斷服務(wù)子程序 .................................20 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ...............................................22 4 結(jié)束語 ........................................................24 附錄 .............................................................25 參考文獻(xiàn) ........................................................32 致謝 .............................................................33 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 1 1 引言 交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展概況及發(fā)展前景 今天 , 安裝在各個道 路交叉 口上 的 紅綠燈 交通指揮系統(tǒng) , 已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的 手段 , 而 這一技術(shù)早在 19 世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)。 初期的交通燈由于功能能不顯著，性能不穩(wěn)定等諸多問題，經(jīng)歷了一個坎坷的發(fā)展歷程。 目前，我國許多大中城市的交通壓力都非常大。 利用單片機(jī) AT89C51 作為核心元件 ，實現(xiàn) 通過信號燈對路面狀況的智能檢測與控制。 圖 1 交通燈循環(huán)圖 黃燈 紅燈 綠燈 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 3 圖 2 交通狀態(tài) 通過具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個狀態(tài)歸納如下： ◆東西方向紅燈滅，同時綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時 20秒。 ◆南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時 20秒。 下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下： 表 1 交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài) 狀態(tài) 1 狀態(tài) 3 狀態(tài) 4 狀態(tài) 6 東西向 禁行 等待變換 通行 等待變換 南北向 通行 等待變換 禁行 等待變換 東西紅燈 1 1 0 0 東西黃燈 0 0 0 1 東西綠燈 0 0 1 0 南北紅燈 0 0 1 1 南北綠燈 1 0 0 0 南北黃燈 0 1 0 0 東西南北四個路口均有紅綠黃 3 燈和數(shù)碼顯示管 2 個，在 任一個路口，遇紅 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 4 燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。 倒計時顯示 倒計時顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)接口，一般情況下有獨立式和行列式兩種。 緊急處理 交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車等急行車通過等， 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 5 我們都必須盡量允許其暢通無阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭的，時時刻刻關(guān)系著公共財產(chǎn)安全，個人生死攸關(guān)等。 蜂鳴器報警 報警方式有兩種，智能報警和手工報警方式。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了違規(guī)檢測電路和車流量檢測電路為單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)對此進(jìn)行具體處理，及時調(diào)整控制指揮，為了超越視覺指揮的局限性，同時接上蜂鳴器，在聽覺上加強了指揮提醒作用。在此過程中還要實時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達(dá)到對異常狀態(tài)進(jìn)行實時控制的目的。 ? 分析單片 機(jī)使用方法，綜合接口連接知識，大體明確單片機(jī)各個接口在交通燈控制系統(tǒng)中的連接點及實現(xiàn)的功能 。 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 8 2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成 。其實這個過程就是將存儲時間值的寄存器進(jìn)行設(shè)置，以及標(biāo)志是否要進(jìn)行車流量檢測及調(diào)整。 每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動模式，則須將檢測到的車流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個方 向的交通輕重緩急狀況，再調(diào)整下次狀態(tài)循環(huán)的紅綠燈時間，以達(dá)到自動控制的目的。每個方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共 4 組。以八段共陽管為例，它有 8 個發(fā)光二極管 (比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示 sP，即點 )，每個發(fā)光二極 管的陽極連在一起 。 相應(yīng)在程序軟件上，可以通過調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過特定計算算出需要顯示的個位和十位，然后有 DPTR 調(diào) 取 LEDMAP 的代碼。如圖所示，其中 A， B分別是 P0， P1 的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。由于單片機(jī)的 I/O 口輸出電 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 14 流太小，不能驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，所以要接 一個電流放大電路，三極管的基極經(jīng)過限流電阻 R3 后由單片機(jī)的 控制。 設(shè)計說 明：該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用的是順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法。 子程序模塊設(shè)計 狀態(tài)燈顯示及判斷 在本設(shè)計中，實際控制的燈只有 6 個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。 用于顯示發(fā)光二極管時，部分程序如下： 東西紅，南北綠，計時時間為 36s MOV P1,0F3H MOV 60H,61H A1: MOV R1,50 A2: ACALL BCD ACALL DISPCLK DJNZ R1,A2 MOV A,60H MOV R0,60H ADD A,99H DA A MOV 60H,A CJNE R0,05H,A1 LED 倒計時顯示 LED 計時每 1 秒都要刷新 1 次，采用的是動態(tài)顯示，首先將 R4 除以 10H，整數(shù)即十位放在 50H 中，余數(shù)即個位放在 51H 中，設(shè)置 7 段 LED 顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表，用數(shù)據(jù)指針寄存器 DPTR 指向數(shù)據(jù)表的首地址，再加上 A 中的偏 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 18 移量，就可以指向十位數(shù)字，然后送顯即可，個位顯示同理。程序如下： IINT0: 。只允許南北方向車輛通行 DH: MOV P1,0F3H SETB SETB ACALL DELAY JNB ,B0 JMP JE JE: POP P2 POP P1 POP 60H SETB EA RETI 車流量檢測中斷服務(wù)子程序 車流量檢測是用外部中斷引腳 即 INT1 捕獲到一個低電平，則進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，在子程序中，用 R5 計南北向車流量，用 R6 計東西向車流量，設(shè)車向標(biāo)志位為 01H，判斷車向，程序如下： 由于受到多方面的限制，時間調(diào)整在此只劃定 5 個范圍。 由表可知，對應(yīng)的時間調(diào)整也只有五種，分別是 52， 20； 44,28； 36,36；28,44； 20,52。在調(diào)試功能子程序時，許多參數(shù)都是未知的，要根據(jù)其所需的條件，給出假定的數(shù)據(jù)，使其運行，如果能完成預(yù)定的處理功能或與手工計算的結(jié)果相符，就說明該子程序己調(diào)試通過。當(dāng)運算結(jié)果與手工計算的結(jié)果相同時，該算法子程序則調(diào)試完成，反之，就要進(jìn)行相應(yīng)的修改。去掉所有斷點，再一次運行程序，查看可控硅狀態(tài)，從而判斷程序流程正確，反之，若程序流程不正確，做相應(yīng)的修改后，重新調(diào)試；功能程序與算法程序的通調(diào)。 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 24 4 結(jié)束語 經(jīng)過努力工作，終于完成了自己的單片機(jī)課程設(shè)計?？梢哉f在整個軟件設(shè)計過程中，我不僅學(xué)會了延時的兩種方法，即軟件延時和硬件延時，還掌握數(shù)碼管的兩種顯示方式（即動態(tài)顯示與靜態(tài)顯示）及其如何選擇。 （ 3）熟練使用了各種計算機(jī)輔助設(shè)計工具完成設(shè)計，充分掌握了這些工具的使用。同時我也懂得，在整個設(shè)計過程中，生活中也一樣，一定要意志堅定，克服自己的畏難情緒 ,這樣才能將事情做好，才能干出一番成就。 2021： 7072. [11]張靖武 .單片機(jī)系統(tǒng)的 PROTUSE 設(shè)計和仿真 [M].北京： 電子工業(yè)出版社 .2021：5152. [12]柴鈺 .單片機(jī)原理和應(yīng)用 [M].北京： 西安電子科技大學(xué)出版社 ： 3235. [13]張毅剛 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M] .北京： 高等教育出版社 ,2021： 6163 泰山學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計 33 致謝 這篇論文 是 在我的指導(dǎo)老師許振保老師的情切關(guān)懷和悉心指 導(dǎo)下完成的，衷心感謝我的指導(dǎo)老