【正文】 制檢測(cè)技術(shù)日益更新。那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)基本交通 燈功能，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。 電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914 年始安裝于紐約市 5 號(hào)大街的一 座高塔上。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。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。 本設(shè)計(jì)的主要思想是應(yīng)用單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易交通燈的設(shè)計(jì)，可利用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生秒信號(hào)，控制十字路口的紅綠黃燈交替點(diǎn)亮和熄滅，并且用 4只數(shù)碼管顯 示十字路口兩個(gè)方向的剩余時(shí)間。紅綠燈控制器是控制交叉路口交通信號(hào)的設(shè) 備，它是交通信號(hào)控制的重要組成部分。 本課題的研究意義是應(yīng)用單片機(jī)來控制交通燈 , 使交通燈在控制中靈活而有效。 顯示模塊選擇方案 采用 LED 數(shù)碼管，用 4 個(gè) LED 數(shù)碼管，數(shù)碼管原理簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、性能可靠、操作簡(jiǎn)單，但功耗大。 鍵盤接口模塊選擇方案 直接在單片機(jī)的 I/O 口線上接上按鍵開關(guān)。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面 。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁 共 58 頁 四、課題描述與分析 設(shè)計(jì)要求 利用利用 8031 單片機(jī)編制一個(gè)十字路口的交通燈控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：道路較窄而車輛通行較多，支線、干線的車輛通行時(shí)間不等，并設(shè)有左右彎道通行時(shí)間，允許人工監(jiān)控或修改各線通行時(shí)間，同時(shí)設(shè)有道路應(yīng)急控制。用兩個(gè)數(shù)碼管來顯示被點(diǎn)亮的指示燈還將點(diǎn)亮多久。 假設(shè)南北方向?yàn)橹鞲傻溃ㄐ袝r(shí)間（即綠燈亮的時(shí)間）為 40 秒，東西方向是次干道，通行時(shí)間為 25 秒，暫緩?fù)ㄐ袝r(shí)間（即黃燈點(diǎn)亮的時(shí)間）均為 3 秒，則其工作方式如表 1 所示循環(huán)點(diǎn)亮信號(hào)燈 表 1 交通信號(hào)燈工作模式 南北方向 綠燈亮 40 秒 黃燈亮 3 秒 紅燈亮 28 秒 東西方向 紅燈亮 43 秒 綠燈亮 25 秒 黃燈亮 3 秒 主干道和次干道的通 行時(shí)間及黃燈點(diǎn)亮的時(shí)間可以手動(dòng)設(shè)置；在沒有手動(dòng)設(shè)置通行時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)按表 1 的模式進(jìn)行工作 。 第一次按“設(shè)置鍵”時(shí)，南北向的綠燈亮，南北向的數(shù)碼管顯示當(dāng)前南北向的通行時(shí)間，并且按每秒 3 次的頻率閃爍 (每秒鐘亮 3 次暗 3 次 )，其余的信號(hào)指示燈和東西向的數(shù)碼管 熄滅，此時(shí)可以用“增加鍵”和“減少鍵”來改變南北向的通行時(shí)間。 第四次按“設(shè)置鍵”時(shí)，東西向的黃燈亮，東西向的數(shù)碼管顯示當(dāng)前東西向黃燈的點(diǎn)亮?xí)r間，并且按每秒 3 次的頻率閃爍，此時(shí)可以用“增加鍵”和“減少鍵”來改變東西向黃燈的點(diǎn)亮?xí)r間。 程序下載模塊由串口和 MAX232 芯片組成；鍵盤接口模塊用于設(shè)置各個(gè)方向指示燈的點(diǎn)亮?xí)r間；數(shù)碼管顯示模塊用來顯示被點(diǎn)亮的指示燈還將點(diǎn)亮多久；LED 發(fā)光二極管 模塊用于指示該方向的 3 種狀態(tài)：通行（綠燈亮）、暫緩?fù)ㄐ校S燈亮）和禁止通行（紅燈亮）； 220V 交流電轉(zhuǎn) 5V 直流電線性穩(wěn)壓電源構(gòu)成電源模塊。時(shí)鐘電路在單片機(jī)的外部通過 XTAL1,XTAL2 這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容 ,構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器 .本系統(tǒng)采用的為 的晶振，微調(diào)電容為 20pF。被選通的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。 LED 燈顯示模塊如圖十所示： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁 共 58 頁 圖九 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示模塊圖 圖十 LED 顯示模塊圖 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁 共 58 頁 鍵盤接口模塊 交通燈的時(shí)間設(shè)置主要是通過按鍵的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)的。 鍵盤接口電路模塊如圖十一所示： 圖十一 鍵盤接口模塊圖 串行通信接口電路 將程序下載到單片機(jī)內(nèi)部需要完成串并數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換，因此需要串行通信接口電路。整個(gè)系統(tǒng)工作流程為當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后進(jìn)入主程序模塊，在主程序模塊中調(diào)用顯示模塊來完成信息的顯示，在沒有用戶觸發(fā)中斷的情況下程序一直在主程序里循環(huán)，以維持系統(tǒng)的正常工作。 鍵盤掃描程序模塊流程圖如圖十六所示： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 24 頁 共 58 頁 圖十六 鍵盤掃描程序模塊流程圖 閃爍顯示程序模塊 在設(shè)置東西南北通行時(shí)間時(shí)，數(shù)碼管顯示當(dāng)前的通行時(shí)間，并且按每秒 3 次的頻率閃爍（每秒鐘亮 3 次暗 3 次），因此將 1 秒分為 6 份，偶數(shù)份數(shù)碼管亮，奇數(shù)份數(shù)碼管熄滅。平時(shí)工作時(shí)，只有定時(shí)器 0 工作，一但外部中斷 0 觸發(fā)，則激活定時(shí)器 1，開始設(shè)置初始化，當(dāng)進(jìn)中斷 0 次數(shù)標(biāo)志位 flag 滿 5 次時(shí)，退出設(shè)置模式，進(jìn)入倒計(jì)時(shí)模式。軟件由于采用子函數(shù)模塊調(diào)用實(shí)現(xiàn)，所以調(diào)試的時(shí)候采用子函數(shù)單獨(dú)調(diào)試，最后用 KEIL 軟件強(qiáng)大的仿真調(diào)試功能來結(jié)合硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試。 硬件電源模塊如圖二十所示： 圖十二 硬件電源模塊 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 28 頁 共 58 頁 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊調(diào)試 用萬用表檢測(cè)電源模塊是否完整，若完整，把相應(yīng)的元件焊上，并用萬用表檢測(cè)開關(guān)兩端是否輸出 5V 穩(wěn)壓直流電源。 如果軟件提示下載失敗，檢測(cè)串口是否連接好， RXD、 TXD 是否和單片機(jī)連接好； 如果提示下載成功，則檢測(cè)單片機(jī)的引腳是否拉低， 否則的話檢測(cè)程序是否正確。 如果數(shù)碼管不顯示，則檢測(cè)數(shù)碼管的選通端是否虛焊； 如果數(shù)碼管顯示不全，則檢測(cè)數(shù)碼管的數(shù)據(jù)口是否鏈接正確。 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試、仿真后，再進(jìn)行焊接，確保焊接點(diǎn)無連接、短路等現(xiàn)象后，燒入程序，接著對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試，對(duì)照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行幾個(gè)功能的調(diào)試。本設(shè)計(jì)將各任務(wù)進(jìn)行細(xì)分包裝，使各任務(wù)保持相對(duì)獨(dú)立；能有效改善程序結(jié)構(gòu)，便于模塊化處理，使程序的可讀性、可維護(hù)性和可移植性都得到進(jìn)一步的提高。 //定時(shí)器 0，定時(shí)器 1 的計(jì)數(shù)初值 uchar green_ns=40,green_ew=25,red_ns=28,red_ew=43,yellow_ns=3,yellow_ew=3。 //設(shè)置鍵按下次數(shù)的標(biāo)志位，長(zhǎng)按鍵的標(biāo)志位 //***********引腳定義 ********************** sbit wela=P2^0。 sbit NS_G=P2^4。 sbit set=P3^2。 void Inital()。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 34 頁 共 58 頁 void turnkey()。 for(x=z。y)。 //計(jì)數(shù)器 0， 1 工作 在方式 1，數(shù)值大小 16 位，定時(shí)時(shí)間 =12*（ 65536x） /f x 為初值， f 為時(shí)鐘頻率 TH0 = 0xD8。 //定時(shí)器 0 中斷允許 TR0=1。 //定時(shí)器 1 中斷允許 EX0=1。 NS_Y=1。 } //**********數(shù)碼管顯示函數(shù) ************* void display(uchar s) { P1=SEG7[s]。 //十位 dula=1。 wela=1。 dula=1。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 36 頁 共 58 頁 wela=1。 } //*******數(shù)碼管顯示南北方向數(shù)字 ******** void display_ns(uchar r) { uchar x,y,i=0。 display(x)。 P1=0x01。 display(y)。 P1=0x02。 //掃描之前加 10 減 10 標(biāo)志位清零 if(!up) { delay(10)。 NS_G=0。 break。 case 4: display_ew(yellow_ew)。 //等待按鍵結(jié)束 delay(10)。 count2=0。 if(green_ns99) green_ns=0。 if(green_ew99) green_ew=0。 case 2: switch(flag) { case 0:break。 case 2:break。 case 4:break。 if(green_ns==100) green_ns=0。 if(yellow_ns==10) yellow_ns=0。 if(green_ew==100) green_ew=0。 if(yellow_ew==10) yellow_ew=0。 //按鍵消抖 延時(shí) 10ms if(!down) { TR1=1。 break。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 41 頁 共 58 頁 case 3: display_ew(green_ew)。 EW_Y=0。 //按鍵消抖 延時(shí) 10ms while(!down)。 switch(flag2%3) { case 0:break。 break。 break。 case 1: green_ns=9。 case 3: green_ew=9。 } break。 } red_ew=green_ns+yellow_ns。 red_ew=green_ns+yellow_ns。 red_ns=green_ew+yellow_ew。 } red_ns=green_ew+yellow_ew。 break。 break。 case 1:break。 case 2: display_ns(yellow_ns)。 case 4: display_ew(yellow_ew)。 case 4: switch(flag) { case 0:break。 break。 break。 display_ew(ewest)。 //定時(shí)時(shí)間為 10ms TL0=0xF0。 //南北數(shù)字減 1 ewest。 NS_G=0。 NS_R=1。 case 2: snorth=red_ns。 break。