【正文】 22P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U?8 0 5 1 A HY11 1 .0 5 9 2 MC1C2V C CR1P N PU1B U Z Z E RV C CR0 3 KV C CY0 3 KV C CG0 3 KV C CGYR RYG0 3 K0 3 K0 3 K 0 3 K0 3 K0 3 KV C CV C CV C C V C CV C CV C CR Y G0 3 K 0 3 K 0 3 KV C C V C C V C C紅外線車流量傳感器abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD S ?D P Y _ 7 S E GT?T R A N S 11234D?B R I D G E 1C4E L E C T R O 1 C5C A PV i n1GND2+ 5 V3U?L M 7 8 0 5 C TV C CP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 0P 1 1P 1 2P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3 P 1 4 P 1 5P 1 3 P 1 4 P 1 5P 2 0 P 2 1P 2 0 P 2 1P 2 0 P 2 1P 2 0 P 2 1P 2 0P 2 1紅外線車流量傳感器1K 1K 1K 1K 1K 1K 1KV C CV C CV C CP 3 2P 3 2R2S1S W S P S TR3V C CC3E L E C T R O 1C6C A P 圖 總體設計電路圖 系統(tǒng)工作原理 通過車流量傳感器 對東西和南北兩條通道的車流量的測量，將車流量信息以脈沖電平的方式傳給單片機。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。 方案一造價高，且易 受環(huán)境影響，方案二需將檢測器埋入地底下，對已建成道路使用不方便。交通流量是交通統(tǒng)計和交通規(guī)劃的基本數(shù)據(jù)，通過這些檢測結(jié)果可以用來計算占用率 (表征交通密度 )， 在使用雙線圈模式時還可以提供速度、車輛行駛方向、車型分類等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于交通管理和統(tǒng)計是極為重要的。微波交通檢測器是利用雷達線性調(diào)頻技術(shù)原理，通過發(fā)射中心頻率為 (FMCW)；在檢測路面上，投映一個寬度為 34米 ， 長度 為 64米的微波帶。 單片機 LED 數(shù)碼管顯示 蜂鳴器 車流量檢測電路 紅黃綠信號燈 最小系統(tǒng)外圍檢測電路 電氣工程學院 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設計 主要硬件的選型 實現(xiàn)本設計要求 的具體功能，可以用單片機及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成 4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊， 8個 LED東西南北各兩個構(gòu)成倒計時顯示模塊，車流量檢測傳感器采集流量數(shù)據(jù)， 1個蜂鳴器進行報警。車輛檢測器作為智能交通系統(tǒng)的基本組成部分，在智能交通系統(tǒng)中占有重要的地位。 （ 1） 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。 （ 3）東西綠燈亮，南北紅燈亮。附錄為系統(tǒng)的程序清單以及整體電路圖供閱讀參考。然而人工指揮勞動強度大，我們應充分發(fā)揮計算機的作用，用計算機模擬人的智能來控制交通燈，從而提高經(jīng)濟和社會效益。 然而，在此同時，城市道路建設規(guī)模也在加大。它們在中國的城市（如：上海、杭州、寧波等用的是 SCATS 系統(tǒng)；成都、大連、北京等用的是 SCOOT 系統(tǒng)）也得到了較好的應用。 交通網(wǎng)絡是城市的動脈，象征著一個城市的工業(yè)文明水平。保證人車的安全，在良好的交通環(huán)境下，使現(xiàn)有設施的能力得以發(fā)揮。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。 1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。 關(guān)鍵詞 ： 單片機；交通燈；倒計時顯示；傳感檢測 目 錄 III Abstract As modern society increasingly rely on for transportation, traffic lights has bee the indispensable part of people39。傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)雖然在一定程度上可以滿足指揮路口交通的需要，但隨著城市規(guī)模的不斷擴大，原有的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的缺點：紅綠燈時間相對固定，不能伴隨車流量的改變而調(diào)整紅綠燈的顯示時間。將采集的數(shù)據(jù)傳送給控制中心，進行分析比較。在人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們的出行都無時不刻與交通打著交道。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，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號大街的一座高塔上。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。 電氣工程學院 2 課題研究的意義 科學技術(shù)的進步推動了交通工具的現(xiàn)代化，社會經(jīng)濟的發(fā)展則導致了交通量的急劇增長并進而加劇了交通擁擠與阻 塞的嚴重程度，城市交通的規(guī)模與復雜特征、傳統(tǒng)交通控制和交通擁擠一直是困擾世界各國的一大難題，目前美國每年由于交通擁擠造成的直接經(jīng)濟損失達 2370 億美元以上，而我國國內(nèi)百萬人以上的大城市每年由交通阻塞造成的直接間接經(jīng)濟損失約計 1600 億元以上，相當于國內(nèi)生產(chǎn)總值的 %。其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行；黃燈亮，則表示該條道路上未經(jīng)過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行；綠燈亮，則表示 該條道路上允許通行。因此，近幾年來世界各國都競相投資 ITS的研發(fā)和應用。因此，結(jié)合我國國民經(jīng)濟，建立一個相對廉價、獲取信息多且準確、工作可靠、具有智能交通控制系統(tǒng)勢在必行。 電氣工程學院 4 目前我國城市街道交叉路口的交通信號燈雖然是自動的，但是仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)紅綠燈的交替轉(zhuǎn)換是定時式的，即轉(zhuǎn)換的間隔時間是固定不變的。 第四章首先根據(jù)軟件設計流程圖簡要介紹了軟件設計，并介紹了各個程序模塊的基本設計思想。此狀態(tài)下，南北允許通行，東西禁止通行。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表 。接著南北向紅燈亮，東西綠燈亮。 圖 系統(tǒng)的總體框圖 本設計系統(tǒng)以單片機為控制核心，由車流量檢測模塊產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊， LED 倒計時模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。其 T0， T1口可以對外部脈沖進行實時計數(shù)操作， 故可以方便實現(xiàn)車流量檢測信號的輸入 。 RTMS的 檢測 精度高， 且 是一個全天候的車輛檢測器。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。 環(huán)形檢測器 1 環(huán)形檢測器 n 自定義總線 控制單元 調(diào)制解調(diào)器 監(jiān)控中心 電氣工程學院 10 電源電路的選型 由于單片機工作時需要 +5V 電壓 ,所 以在設計電源電路時 ,需要一個 三端穩(wěn)壓器 能提供 +5V 電壓。 系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測電路、單片機、狀態(tài)燈、 LED顯示、蜂鳴器組成。目前大多采用光學或壓力傳感器，以確定每個路口在一定時間段車輛通過的次數(shù)。這些工作全部由單片機完成?！拔⒖刂破鳌备芊从硢纹瑱C的本質(zhì)，但是由于單片機這個名稱已經(jīng)為國內(nèi)大多數(shù)人所接受，所以仍沿用“單片機”這一名稱。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8個 TTL邏輯門電路，對端口寫“ l” 可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR指令）時， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 RST：復位輸入。對 F1ash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 /錯誤 !未找到引用源。 XTAL2：片內(nèi)反相放大器輸出端。一個穩(wěn)定的單片機系統(tǒng)必須設計復位電路。單片機系統(tǒng)自動復位。 ，即紅綠燈時間值。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。 （ 4） 槽式光電開關(guān) 它通常采用標準的 U 字 型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于 U 型槽的兩邊，并形成一光軸，當被檢測物體經(jīng)過 U 型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號。新型光電開關(guān)具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快 、 檢測距離遠以及抗光、電、磁干擾能力強 等優(yōu)點。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED發(fā)光的原理。 采用共陰極連接： 表 33 驅(qū)動代碼表 顯示數(shù)值 a b c d e f g 驅(qū)動代碼（ 16進制） 0 1 1 1 1 1 1 0 0x3f 1 0 1 1 0 0 0 0 0x06 2 1 1 0 1 1 0 1 0x5b 3 1 1 1 1 0 0 1 0x4f 4 0 1 1 0 0 1 1 0x66 5 1 0 1 1 0 1 1 0x6d 6 1 0 1 1 1 1 1 0x7d 7 1 1 1 0 0 0 0 0x07 8 1 1 1 1 1 1 1 0x7f 9 1 1 1 1 0 1 1 0x6f 電源電路設計 不管是 AT89S51單片機工作電源、二極管還是數(shù)碼管的驅(qū)動，都要用到 +5V的直流電源，因此，一個穩(wěn)定的、持續(xù)的 +5V直流電源對本系統(tǒng)十分重要。第三部分詳細介紹了 AT89S51 單片機各個管腳的功能和內(nèi)部芯片，以及 AT89S51 單片機的最小系統(tǒng)。同時，對軟件進行全面測試也是檢驗錯誤排除故障的重要手段。 （ 4）東西黃燈閃爍 5s，南北保持紅燈亮。比例為 ，表示南北方向車流量比東西車流量少。電氣工程學院 24 程序流程圖如圖 。計算通式變?yōu)椋? T=（ M－ TC） T0 模值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。 我們設定一個初值為 20的軟件計數(shù)器和使 T0定時 50毫秒。 第 5 章 智能交通燈的仿真 29 第 5 章 智能交通燈的仿真 Proteus軟件 介紹 Proteus軟件是英國 Labcenter electronics公司開發(fā)的電路分析與實物仿真的軟件。總之，該軟件是一款集單片機和 SPICE分析于一身的仿真軟件，功能非常強大。 電氣工程學院 30 PROTEUS對單片機內(nèi)核的仿真 PROTEUS嵌入式系統(tǒng)仿真軟件在設計時就已經(jīng)注意到和單片機各種編譯程序的整合了，如它可以和 Keil， Wave6000等編譯模擬 軟件結(jié)合使用。單擊主界面下方的按鈕開始系統(tǒng)仿真。把 Proteus和 Keil結(jié)合起來調(diào)試硬件就方便了好多，我采用的就是 “Proteus+Keil”的仿真方法，具體步驟如下： 首先運行 PROTEUS VSM的 ISIS,畫好原理圖后，用鼠標左鍵雙擊單片機出現(xiàn)如圖 。在左側(cè)的上方為電路圖概覽區(qū)，下方則是元器件列表區(qū)。具有 模擬