【正文】 ................................................................................................................. 19 附錄 A 單片機和原理圖 ................................................................................................... 19 附錄 B 設(shè)計 源程序 ........................................................................................................... 20 1 1. 引 言 隨著社會的發(fā)展，城市化的速度加快，機動車的數(shù)量不斷擴增。全國一年因交通擁堵造成的損失約 1700 億元，并逐年上升；美國因交通堵塞，平均每年造成的經(jīng)濟損失高達 631 億美元；英國倫敦每周為此 浪費的生產(chǎn)力價值高達 290 萬美元，中國香港每年由此造成的經(jīng)濟損失高達 3 億多美元。世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕， 1868 年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈， 用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個世紀。怎樣才能做到人、車、道路三者的協(xié)調(diào)，保障人們安全和減少經(jīng)濟損失，是個不得不提的問題。經(jīng)過近 85 年時間的發(fā)展，現(xiàn)在我國的交通燈基本上都是自動控制的。比如說車流量大和車流量小的方向時間分配不合理，其中一方向紅燈時另一方向的道路車輛幾乎沒有了，導致塞車，造成不必要的損失。進入 20 世紀 70 年代，隨著計算機技術(shù)和自動控制 技術(shù)的發(fā)展，以及交通流理論的不斷完善，交通運輸組織與優(yōu)化理論和技術(shù)水平不斷提高，控制手段越來越先進，形成了一批商水平有實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)代化科學管理技術(shù)，使得交通控制系統(tǒng)日益完善。國內(nèi)外很多學者都進行了此類研究。 上位機部分選擇 其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的 PC 機作為上位機，這樣對該顯示系統(tǒng)的硬件要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。存儲顯示是將顯示內(nèi)容處理過后存儲在上位機中通過通信系統(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)計要求就是穩(wěn)定、快速、簡單易實現(xiàn)。 基于以上原因，本設(shè)計選擇了一種將單片機和 USB 總線相結(jié)合，進行 ISP 下載的方法。在每個人行道上都設(shè)置一個紅色和綠色的 LED 來指示行人道通行狀態(tài)，綠色允許行人通行，紅色禁行。設(shè)置兩個按鍵 K1 和 K2， K1 為南北方向強制放行， K2 為東西方向強制放行。最小系統(tǒng)主要包括時鐘電路和復位電路。每個方向由兩個紅色 和綠色的 LED 指示行人的通行禁行狀態(tài)。設(shè)置兩個按鍵 K K2，用于控制某個方向強制通行。 圖 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 6 3. 單片機城市交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)主要芯片介紹 STC89C516RD+ STC89C516RD+單片機是深圳宏晶科技推出的新一代超強 抗干擾 /高速 /低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6 時鐘 /機器周期可以任意選擇。 （ 2）工作電壓： ～ （ 5V 單片機） /～ （ 3V 單片機）。 （ 6）通用 I/O 口（ 35/39 個），復位后為： P1/P2/P3/P4 是準雙向口 /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）。 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 單片機初始化程序 初始化程序無論以什么工具和語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。 //按鍵中斷標志位 bit flag2。 //南北方向倒計時單元 uchar EW=60,SN=40,EWL=19,SNL=19。 //交通信號燈控制代碼 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開黃燈信號位 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， EW紅燈 Display()。amp。 //SN關(guān)黃燈顯示信號 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。 單片機最小系統(tǒng)如 圖 所示： 圖 單片機最小系統(tǒng) 點擊仿真按鈕，程序調(diào)用初始化函數(shù)，進入開機界面顯示，當系統(tǒng)開機后，系統(tǒng)進行自動運行狀態(tài)，此時 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 秒倒計時， EW 數(shù)碼管以 60 倒計時。 SN 變?yōu)榧t燈， SN 人 15 行道變?yōu)榧t燈。在開發(fā)過程中，運用了PROTUES 開發(fā)軟件，在編程方面使用了 C 語言，最終 實現(xiàn)城市交通燈自動控制 。 (4) 經(jīng)過實驗驗證，本系統(tǒng)準確達到了本次設(shè)計的要求，進而驗證了系統(tǒng)的可行性。在發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程中，鍛煉了我解決問題的能力，讓自己變得更加成熟、細心，考慮問題更加全面了。在設(shè)計的過程中，在論文寫作期間，正是指導老師精辟的指點，我才能完成設(shè)計。 由于本人學識有限，本次的設(shè)計和論文難免出現(xiàn)一些錯誤，希望各位老師對本設(shè)計提出寶貴的意見。 //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黃燈標志位 bit Flag_EW_Yellow。 //倒計時單元標志位 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 序開始 **********************/ void main(void) { IT0=1。 //定時器賦初值 TL0=(6553650000)%256。 //開外部中斷 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， EW紅燈 Display()。amp。 //EW人行道通行 SN_ManGreen=0。 //SN關(guān)黃燈顯示信號 } /*******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 P1=S[6]。Time_EW=5amp。SW1==0) { EW_ManGreen=0。 EW_Green=1。 //EN開黃燈信號位 SN_Red=0。 SN_ManGreen=0。 Display()。 EW_Green=0。