【正文】 ................................................................................................................. 19 附錄 A 單片機(jī)和原理圖 ................................................................................................... 19 附錄 B 設(shè)計(jì) 源程序 ........................................................................................................... 20 1 1. 引 言 隨著社會(huì)的發(fā)展，城市化的速度加快，機(jī)動(dòng)車(chē)的數(shù)量不斷擴(kuò)增。全國(guó)一年因交通擁堵造成的損失約 1700 億元，并逐年上升；美國(guó)因交通堵塞，平均每年造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 631 億美元；英國(guó)倫敦每周為此 浪費(fèi)的生產(chǎn)力價(jià)值高達(dá) 290 萬(wàn)美元，中國(guó)香港每年由此造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 3 億多美元。世界上第一臺(tái)交通自動(dòng)信號(hào)燈的誕生，拉開(kāi)了城市交通控制的序幕， 1868 年，英國(guó)工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺(tái)紅綠兩色的煤氣照明燈， 用來(lái)控制交叉路口馬車(chē)的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號(hào)燈幾乎銷(xiāo)聲匿跡了近半個(gè)世紀(jì)。怎樣才能做到人、車(chē)、道路三者的協(xié)調(diào)，保障人們安全和減少經(jīng)濟(jì)損失，是個(gè)不得不提的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近 85 年時(shí)間的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)的交通燈基本上都是自動(dòng)控制的。比如說(shuō)車(chē)流量大和車(chē)流量小的方向時(shí)間分配不合理，其中一方向紅燈時(shí)另一方向的道路車(chē)輛幾乎沒(méi)有了，導(dǎo)致塞車(chē)，造成不必要的損失。進(jìn)入 20 世紀(jì) 70 年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制 技術(shù)的發(fā)展，以及交通流理論的不斷完善，交通運(yùn)輸組織與優(yōu)化理論和技術(shù)水平不斷提高，控制手段越來(lái)越先進(jìn)，形成了一批商水平有實(shí)效的城市道路交通控制系統(tǒng)。這些現(xiàn)代化設(shè)備技術(shù)加上控制理論和現(xiàn)代化科學(xué)管理技術(shù)，使得交通控制系統(tǒng)日益完善。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都進(jìn)行了此類(lèi)研究。 上位機(jī)部分選擇 其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的 PC 機(jī)作為上位機(jī)，這樣對(duì)該顯示系統(tǒng)的硬件要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。存儲(chǔ)顯示是將顯示內(nèi)容處理過(guò)后存儲(chǔ)在上位機(jī)中通過(guò)通信系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏顯示 [9]。 通信部分方案選擇 通信部分要滿足的設(shè)計(jì)要求就是穩(wěn)定、快速、簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。 基于以上原因，本設(shè)計(jì)選擇了一種將單片機(jī)和 USB 總線相結(jié)合，進(jìn)行 ISP 下載的方法。在每個(gè)人行道上都設(shè)置一個(gè)紅色和綠色的 LED 來(lái)指示行人道通行狀態(tài)，綠色允許行人通行，紅色禁行。設(shè)置兩個(gè)按鍵 K1 和 K2， K1 為南北方向強(qiáng)制放行， K2 為東西方向強(qiáng)制放行。最小系統(tǒng)主要包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。每個(gè)方向由兩個(gè)紅色 和綠色的 LED 指示行人的通行禁行狀態(tài)。設(shè)置兩個(gè)按鍵 K K2，用于控制某個(gè)方向強(qiáng)制通行。 圖 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 6 3. 單片機(jī)城市交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要芯片介紹 STC89C516RD+ STC89C516RD+單片機(jī)是深圳宏晶科技推出的新一代超強(qiáng) 抗干擾 /高速 /低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。 （ 2）工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)）。 （ 6）通用 I/O 口（ 35/39 個(gè)），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051傳統(tǒng) I/O 口）。 （ 8）具有 EEPROM 功能。 （ 12）外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， Power Down 模式可由外部中 7 斷低電平觸發(fā)方式喚醒。 C（商業(yè)級(jí)）。 其功能表如表 所示： 表 3. 74LS04 的功能表 輸 入 輸 出 A Y L H H L 單片機(jī)初始化程序 初始化程序無(wú)論以什么工具和語(yǔ)言編程都是必不可少的。 //EW_LED2控制位 sbit EW_LED1=P2^2。 //SN黃燈 sbit EW_Yellow=P1^2。 //EW綠燈 sbit SN_Green=P1^5。 //EW人行道綠燈 sbit SN_ManGreen=P3^1。 //按鍵中斷標(biāo)志位 bit flag2。 //南北方向倒計(jì)時(shí)單元 uchar EW=60,SN=40,EWL=19,SNL=19。 //交通信號(hào)燈控制代碼 uint s1num=0,s2num=0,count,b,c,d,e。amp。 //EW人行道禁止 SN_ManGreen=0。 //數(shù)碼管顯示 } /*******S1狀態(tài) **********/ if(Time_SN=0amp。SW1==0amp。 //SN人行道禁止 EW_Green=1。 //SN開(kāi)黃燈信號(hào)位 EW_Red=0。Time_SN20amp。Time_EW20) { EW_ManGreen=1。 Flag_SN_Yellow=0。amp。 //EW人行道通行 SN_ManGreen=0。 SN_Green=1。 //SN黃燈亮 ,等待停止信號(hào)， EW紅燈 Display()。amp。 //SN關(guān)黃燈顯示信號(hào) P1=S[4]。Time_EW=5amp。Time_SN=20) { EW_ManGreen=0。 EW_Red=1。 } /*******S6狀態(tài) **********/ if(Time_EW5amp。SW1==0amp。 //SN人行道禁止 Flag_EW_Yellow=0。amp。amp。 SN_LGreen=1。 Flag_EW_Yellow=1。 按鍵中斷流程如圖 所示： 圖 按鍵中斷流程圖 按鍵中斷程序如下所示 [14]： 13 void EXINT0(void)interrupt 0 using 1 { EX0=0。 b=Time_EW。 } if(s1num==2) { flag1=0。 TR0=1。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如 圖 所示： 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 點(diǎn)擊仿真按鈕，程序調(diào)用初始化函數(shù)，進(jìn)入開(kāi)機(jī)界面顯示，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí) SN 綠燈， EW 紅燈， SN 人行道綠燈， EW 人行道紅燈， SN 數(shù)碼管以 40 秒倒計(jì)時(shí)， EW 數(shù)碼管以 60 倒計(jì)時(shí)。 SN 變?yōu)榧t燈， SN 人 15 行道變?yōu)榧t燈。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，運(yùn)用了PROTUES 開(kāi)發(fā)軟件，在編程方面使用了 C 語(yǔ)言，最終 實(shí)現(xiàn)城市交通燈自動(dòng)控制 。 (4) 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本系統(tǒng)準(zhǔn)確達(dá)到了本次設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)而驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程中，鍛煉了我解決問(wèn)題的能力，讓自己變得更加成熟、細(xì)心，考慮問(wèn)題更加全面了。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在論文寫(xiě)作期間，正是指導(dǎo)老師精辟的指點(diǎn)，我才能完成設(shè)計(jì)。 由于本人學(xué)識(shí)有限，本次的設(shè)計(jì)和論文難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，希望各位老師對(duì)本設(shè)計(jì)提出寶貴的意見(jiàn)。 //SN_LED2控制位 sbit SN_LED1=P2^0。 //EW紅燈 sbit SN_Red=P1^7。 //EW左轉(zhuǎn)綠燈 sbit SN_LGreen=P1^4。 //SN黃燈標(biāo)志位 bit Flag_EW_Yellow。 //倒計(jì)時(shí)單元標(biāo)志位 int Time_EW。 //用于存放修改值的變量 uchar code table[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F, 0x66,0x6D,0x7D, 0x07,0x7F,0x6F}。 i=a。 l=Time_EW%10。 EW_LED2=0。 EW_LED1=0。 SN_LED2=1。 SN_LED1=1。 s1num++。 c=Time_SN。 Time_EW=b。 } EX0=1。 TR0=0。 Time_SN=99。 s2num=0。 TH0=(6553650000)/256。flag2==0) { count++。 Time_SN。 } } } /*********************主程 序開(kāi)始 **********************/ void main(void) { IT0=1。 //定時(shí)器賦初值 TL0=(6553650000)%256。 //開(kāi)外部中斷 0 EX1=1。 while(1) { /********數(shù)碼管賦值 *********/ if(flag1==0amp。Time_EW==19) { Time_SN=SNL。Time_SN==1amp。 } if(Time_SN==19amp。 } if(SW1==0amp。Time_EW==1) { Time_EW=EW。SW1==0amp。 //SN人行道通行 Flag_EW_Yellow=0。amp。amp。 SN_Green=1。 //SN黃燈亮，等待左拐信號(hào)， EW紅燈 Display()。amp。 //EW人行道通行 SN_ManGreen=0。 //SN關(guān)黃燈顯示信號(hào) } /*******S3狀態(tài) **********/ if(Time_SN=0amp。SW1==1amp。 //SN人行道禁止 25 EW_LGreen=1。 SN_Red=1。 } /*******S4狀態(tài) **********/ if(Time_EW5amp。Time_SN20) { EW_ManGreen=0。 //EW通行， SN紅燈 Display()。amp。 //EW人行道通行 SN_ManGreen=1。 Flag_EW_Yellow=1。amp。amp。 //EW關(guān)黃燈顯示信號(hào) P1=S[6]。Time_EW=5amp。SW1==0) { EW_ManGreen=0。 EW_Green=1。 //EN開(kāi)黃燈信號(hào)位 SN_Red=0。 SN_ManGreen=0。 Display()。 EW_Green=0。