【文章內(nèi)容簡介】 綠燈。 通過聲音提示盲人停止或者通行。盲人聽到 “滴滴 ”聲就可以放心地穿越路口。 通過加裝盲人提示音器件，構(gòu)建系統(tǒng)盲人指示功能模塊。 盲人過街交通安全問題及部分行人故意不遵守信號燈的情況，在每個紅綠燈路口設(shè)有行人過街信號燈的基礎(chǔ)上，在 人行 路口安裝了語音盲人提示器。該提示器當(dāng)綠燈亮?xí)r會發(fā)出清脆的提示聲，提醒行 10 人可以通過；當(dāng)綠燈快轉(zhuǎn)換成紅燈時，提示器會發(fā)出緊促且稍大聲音，提醒行人不能通過。語音盲人提示器的 安裝使用，不僅加強了對路口行人違章的管理，而且為盲人過街提供了方便。 交通燈系統(tǒng)雙模式 針對實現(xiàn)交通燈的雙模式控制的目的，采用以 C 語言編寫程序，設(shè)計電路的軟件部分和以 89C52 單片機為核心，連同交通燈顯示模塊和其他元器件，設(shè)計電路的硬件部分的軟硬件相結(jié)合的方法。 即軟件部分：在 KEIL 環(huán)境中編寫并驗證 C 程序。硬件部分：通過單片機控制交通燈和數(shù)碼管的顯示，同時可利用按鍵切換運行模式，即普通模式和上下班高峰模式。此系統(tǒng)可保證在平時，車輛與行人有較長時間穿過馬路。 通過切換運行模式，此系統(tǒng)可有效防止上下班時 交通堵塞和車輛、人員滯留。比起普通交通燈控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)提高了交通燈控制的效率，保證交通有序進行。 系統(tǒng)控制方案 定時控制雖不太適于交通流量有很大變化的交叉口的控制 , 但能用數(shù)字顯示器顯示當(dāng)前燈色剩余時間 , 以便于駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作 , 及時停車或啟動。感應(yīng)控制雖能適合各種交叉口的控制 , 但不易聯(lián)合控制 , 又不便于數(shù)字顯示器顯示當(dāng)前燈色剩余時間。為使控制機既適合各種交叉口 , 又能在需要時聯(lián)機控制 , 因此在系統(tǒng)中同時采用兩種控制方法。在相位方面 , 四相位控制具有很高的安全性 , 但只能在各 種車道分離的交叉口使用 , 且在輕交通流的情況下交通效率較低。二相位控制其安全性稍低 , 但能在各種交叉口運行 , 且交通效率高。因此 , 為適應(yīng)不同的實際情況 , 在系統(tǒng)中選用二相位和四相位控制兩種方式。 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 11 第一相位 第二相位 第三相位 第四相位 圖 2 十字路口四相位信號控制示意圖 交叉路口交通信號控制中，由于交叉路口車道窄，車流量較小，一般只采用兩個相位， 即兩相制，如東西向放行，顯綠燈，則南北向禁止，顯紅燈，這是第一相。第二相時，南北放行，顯綠燈，東西向禁止通行，顯紅燈。 幾何特性一定的條件下，交叉路口的信號配時是提高交叉路口通行能力、減少車輛 12 在交叉路口的排隊延誤和停車次數(shù)最為重要的決定因素。交叉路口的信號配時包括三個方面的內(nèi)容：信號周期、綠信比和信號周期的起始時間。 交通路口 的交叉路口控制中，由于車道加寬，車流量也比以前大大增加了，這時為了保障交通安全，及車流的順利暢通，就需要再增加相位的設(shè)置，例如可增加適當(dāng)?shù)淖筠D(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)相位，使每一方向的車流都可在通過交叉 路口時不受其它方向車輛的干擾，提高了交叉路口的交通安全和通行率。但是相位又不能設(shè)置太多，如果太多，就會使單方向的車輛等待通過 時間加長，造成交通堵塞。因此，根據(jù)交叉路口的車流量信息，相 理設(shè)置也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 本系統(tǒng)十字路口的相位及步伐設(shè)置為四相位：第一相位為東西向直行，禁止左轉(zhuǎn)及南北直行；第二相位為東西左轉(zhuǎn)，禁止直行及南北左轉(zhuǎn)；第三相位是南北直行，禁止左轉(zhuǎn)及東西直行；第四相位是南北左轉(zhuǎn)，禁止直行及東西左轉(zhuǎn)。而在這四個相位運行中，右轉(zhuǎn)是不被禁止的，可以隨時通過的。其相位方案見圖 2 圖 3 十字路口交通控制 信號燈布置示意圖 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 13 設(shè)有一個南北（ SN）向和東西 (WE)向的十字路口，兩方向各有兩組相同交通控制信號燈，每組各有四盞信號燈，分別為直行信號燈（ G）、左拐信號燈（ L）、紅燈（ R）和黃燈（ Y），交通控制信號燈布置如圖 3 所示。 原理分析 交通燈顯示時序的理論分析 圖 4 狀態(tài)周期示意圖 共四種狀態(tài)，分別設(shè)定為 S S S S4，交通燈以這四種狀態(tài)為一個周期，循環(huán)執(zhí)行如下圖所示： 依據(jù)上述車輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個路口燈的邏輯表如下表所示 (其中邏輯值“ 1”代表直行通行， 邏輯值“ 0”代表禁止通行，邏輯值“ L”代表左拐通行 )： 14 表 1 狀態(tài) 1 圖 S1的狀態(tài) E S W N 邏輯值 0 1 0 1 顯示時間 正常模式下為 40S 表 2 狀態(tài) 2 圖 S2的狀態(tài) E S W N 邏輯值 0 L 0 L 顯示時間 正常模式下為 20S 表 3 狀態(tài) 3 圖 S3的狀態(tài) E S W N 邏輯值 1 0 1 0 顯示時間 正常模式下為 40S 表 1 狀態(tài) 4 圖 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 15 S4的狀態(tài) E S W N 邏輯值 L 0 L 0 顯示時間 正常模式下為 20S 程序就是在上述四種狀態(tài)下循環(huán)轉(zhuǎn)化的。一個 周期四個狀態(tài)，在正常模式下共花費2 分鐘。 交通燈顯示的理論分析 （ 1） 倒計時顯示的理論分析 利用定時器中斷，設(shè)置 TH0=TH1＝ (6553650000)/256，即每 秒中斷一次。每到第 20 次中斷即過了 20* 秒＝ 1 秒時，使時間的計數(shù)值減 1，便實現(xiàn)了倒計時的功能。 [9] （ 2） 狀態(tài)燈顯示的理論分析 黃燈閃爍同樣可以利用定時器中斷。每到第 10 次中斷即過了 10* 秒＝ 秒時，使黃燈標志位反置，即可讓黃燈 1 秒閃爍一次。 [10] 16 三、 系統(tǒng)硬件電路 單片機 AT89C52 AT89C52 簡介 AT89C52 是 51 系列 單片機 的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 [1] AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù) 器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 17 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 AT89C52 的 P 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 VCC（ 40 腳）和VSS（ 20 腳） 為供電端口，分別接 +5V 電源的正負端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。 AT89C52 單片機的特點 （ 1）性價比高，開 發(fā)周期短，易于產(chǎn)品化， （ 2）集成度高，可靠性好，抗干擾性強， （ 3）功能完善，接口多樣， （ 4）低功耗、低電壓 一般電源供電電壓在 5～ 3V 范圍內(nèi)單片機都能正常工作，供電的下限可達 1～ 2V。 （ 5）總線多樣，易于擴展 單片機外部的典型三總線結(jié)構(gòu) ,方便系統(tǒng)構(gòu)擴展 ,構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。外部總 18 線增加了 I2C 及 SPI 等串行總線方式 , 可根據(jù)需要進行并行或者串行擴展。 譯碼器 74LS138 簡介 74LS138 為 3 線－ 8 線 譯碼器 共有 74LS138 和 74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。 [8] 工作原理 ① 當(dāng)一個選通端（ E1）為高電平，另兩個選通端（ (/E2))和 /(E3)）為低電平時，可將地址端（ A0、 A A2）的 二進制編碼 在 Y0 至 Y7 對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 比如 ：A2A1A0=110 時，則 Y6 輸出端輸出低 電平信號 。 ② 利用 E E2和 E3可級聯(lián)擴展成 24 線 譯碼器 ；若外接一個 反相器 還可級聯(lián)擴展成 32 線 譯碼器 。 ③ 若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時， 74LS138 還可作 數(shù)據(jù)分配器 。 ④ 可用在 8086 的 譯碼 電路中， 擴展內(nèi)存 。 [8] 引腳功能 A0~A2：地址輸入端 STA（ E1）：選通端 /STB（ /E2）、 /STC（ /E3）：選通端（ 低電