【文章內(nèi)容簡介】 的意味。人們對房地產(chǎn)相關的交通，安全和時間的要求都是有要求的。交通控制技術具有良好的科學技術來保證，它能帶來很有價值的物流資源和人們的出行的便捷，確保交通安全線的暢通，以確保 旅行的時間和地點的合適，緩解物流，甚至通道使用時間也會延長。 我國與先進國家的差距 TRANSYT 與 SCOOTS 控制系統(tǒng)屬于英國、 SCATS 控制系統(tǒng)是屬于澳大利亞的，在這個時代這幾種非常經(jīng)典的城市道路交通信號控制系統(tǒng)得到廣泛的發(fā)展與運用。自適應理論在信號機的不斷升級過程中始終是各大實驗室使用的方法，其中就有 SCOOTS 系統(tǒng)。美國的利桑那大學開發(fā)的 RHODES 的系統(tǒng)就是國外利用自適應理論在交通控制系統(tǒng)中研究的成果。 中國在交通層面來說相對是落后的，直到 1949 年建國后才有所進步，因為社會主義需要 發(fā)展與各種準備比較完善，所以打造快捷完善的交通系統(tǒng)。城市交通是一龐大及繁雜并不單一的問題，需要從很多方面一起著手解決，使我們的生活更加美好。因為國家良好的政策和我們祖國老百姓辛苦的勞動，我們國家是越來越有錢了，同時買的人越來越多了，華東交通大學理工學院畢業(yè)設計 3 所以對交通提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。所以學習外國先進經(jīng)驗，運用在中國城市的交通規(guī)劃、建設和使用，使我們的城市交通系統(tǒng)更加完善。 交通控制存在的問題 由于我們國家的人民努力工作，現(xiàn)在賺的錢越來越多，吃的好用的好，好多人買車能力大幅提高，使以前的公路不足以通行。以往道路上只有稀稀拉 拉的汽車，現(xiàn)在已經(jīng)是擁堵成患，節(jié)假日更是在公路上排著長長的，甚至寸步難行。 由于現(xiàn)在車流量很大，交通燈的控制還在持續(xù)的發(fā)展過程。交通信號燈控制和人工智能技術在城市道路中使用與發(fā)達國家還有一些差距。正是如此才導致我們在馬路上總是看見發(fā)生車禍，有的還好嚴重當場就去世了，甚至四肢不齊。發(fā)生車禍更是造成巨大的損失，小的造成堵車使城市的通行量下降，這使得交通運輸率嚴重下降。 系統(tǒng)設計的主要工作 基于單片機交通燈管理，可以控制信號燈處于何種狀態(tài)，從而現(xiàn)實交通狀態(tài)的控制。另外，還可以通過安裝 LED 數(shù)碼管更 直接向行人展示倒計時，讓人可以做好準備。 1 利用單片機為核心設計一個具有特定功能的十字路口交通燈。 2 要求單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，符合一般交通通行的具體要求，能用發(fā)光 二極管的閃爍狀態(tài)給出提示信息，更具人性化。 3 敘述本設計的工作原理和設計要點。 4 講述本設計方案設計，控制電路基本構(gòu)成，給出硬件原理圖。 5 論述控制電路軟件設計思路及相關源代碼，要求能夠利用匯編語言編寫程序。 6 系統(tǒng) 軟件流程的設計的環(huán)節(jié)：完成任務的分析和落實算法、經(jīng)過算法畫出程序流程圖、通過 程序流程圖編寫匯編語言源程序、在計算機里調(diào)試、程序的下載 【 5]。 饒品振： 基于單片機的交通燈管理系統(tǒng)設計 4 第二章 交通燈管理方案 通行方案確定 東西方向、南北方向倆通道相交于十字路口，在每一時刻有且僅有一個方向通過，另一個方向是不能通過，通過一些時間后，通過方向和不通過方向切換。詳細的形態(tài)見下所示：黑代表燈亮，白代表不亮。狀態(tài) 1 一直切換到狀態(tài) 6，這樣就是一個周期，然后一直循環(huán)。具體見圖 ： 圖 21通過情況 華東交通大學理工學院畢業(yè)設計 5 ※當東西信號燈紅滅、信號燈綠亮，南北信號燈黃滅、信號燈紅燈亮，倒數(shù) 20 秒。此時，正常通過的道路是東西向， 不能通過的道路是南北向。 ※當東西信號燈綠滅、信號燈黃亮，南北信號燈紅亮，倒數(shù) 2 秒。此時，所有車都要等待切換除非正在通行。 ※當南北信號燈紅滅、信號燈綠亮，東西信號燈黃滅、信號燈紅亮，倒數(shù) 20 秒。此時，正常通過道路的是南北向，不能通過的道路是東西向。 ※當南北信號燈綠滅、信號燈黃亮，東西信號燈紅亮，倒數(shù) 2 秒。此時，所有車都要等待切換除非正在通行。 用圖來表達我們它的聯(lián)系如下： 表 21 交通狀況和交通狀態(tài) 四個方向都有紅燈、綠 //黃燈和 LED 燈 2 個，每一個路口，看到紅燈不能通過，綠燈的通過，然后黃燈亮警示將切換。狀態(tài)及狀況如表 所示。特別提醒：燈不亮是 0，燈亮是 1。 系統(tǒng)的優(yōu)點 實際的交通情況和這種設計很相似，而且還有倒計時顯示，流量檢測和調(diào)整，交通違法處理和應急處理等功能。 倒計時顯示 駕駛員和行人可以通過倒計時顯示 ，結(jié)合信號燈不斷的變化做出是“等待”還是“通行”合理的判斷。有倒計時的顯示讓人在等待的時候可以看到希望，不會讓人產(chǎn)生不好的情緒，也可以合理的選擇車速。通過倒計時的顯示人們可以做出正確的判斷，使通過路口饒品振： 基于單片機的交通燈管理系統(tǒng)設計 6 的效率更高。 應急電路 馬路是總是會發(fā)生交通事故，假設警車，游行隊伍和其他緊急車倆通過等，我們都應該保障其盡快的通過，畢竟我們是文明、和諧的社會愛護每一個人的生命安全及公共財產(chǎn)安全。即在控制系統(tǒng)中增加這一個按鍵，就可以實現(xiàn)這個目標。 單片機交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理 單片機是中心能對 LED 燈有效的控制，在所有的時間段監(jiān)控、調(diào)整一切的線路。由于能通過車流量電路與違規(guī)檢測電路的收集路面的具體情況，再通過 CPU分析處理得到的數(shù)據(jù)，然后可以對此有對應的控制調(diào)整。因為其中連有蜂鳴器，可以通過它來輸出信號，人們就可以得到信號后做出相應的動作。 復位電路、時鐘電路、 I/O 口等組成 8051 單片機的最小系統(tǒng)。除外，還連有違規(guī)電路、車流量檢測電路、 LED 燈的顯示等。 構(gòu)成圖如圖 所示。 圖 構(gòu)成圖 華東交通大學理工學院畢業(yè)設計 7 這個系統(tǒng)是非常靈活的，可以手動調(diào)整來達到對交通燈的及時的管理。如果在工作過程中收集違規(guī)的車倆和應急的有效信號時，可以馬上中斷工作，避免造成交通事故。 在一些不太繁忙的路口上，可以選擇自動工作模式。此時也會對車流量完成統(tǒng)計并分析，當需要調(diào)整時，也可以通過按鍵來調(diào)整，使其具有良好的通行效率。 饒品振： 基于單片機的交通燈管理系統(tǒng)設計 8 第三章 硬件電路的設計 硬件總電路構(gòu)成及原理 用 8051 單片機外接時鐘電路和復位電路構(gòu)成最小系統(tǒng)，這個最小系統(tǒng)就能夠完成這個設計的全部管理效力。另外 12 個單向?qū)ǖ亩O管形成 4 組紅綠黃 3 種顏色的信號燈。車流量 檢測電路主要的作用是搜集數(shù)據(jù)的，光耦傳感器是檢測違章的車倆。一些按鍵可以完成設定時間、選擇工作方式、應急狀況的處理是由一些按鍵調(diào)理的，報警裝置是蜂鳴器。 電路結(jié)構(gòu) 這個系統(tǒng)的中心是 8051 單片機，主要結(jié)構(gòu)包括各種輸入、輸出信號的電路圖。其中電路圖包括手動操作就可以恢復到原始狀態(tài)的電路、違規(guī)電路、計算有多少車通過的電路、內(nèi)部時鐘電路、 LED 等組成的。 8051 單片機有 40個引腳，可分為：電源、時鐘、控制與 I/O 口。內(nèi)部時鐘電路是連在 XTAL1(18 腳）與引腳 XTAL2（ 19 腳）上的 ，手動復位電路是連在引腳RST（ 9 腳）上的。紅黃綠的顏色的控制線是連接在 P2 口的，車流量檢測電路是連在 INT1/（ 13 腳）上的，違規(guī)電路是連在 INT0/（ 12 腳）上的。原理圖 所示。 華東交通大學理工學院畢業(yè)設計 9 圖 工作方式 第一，在剛開始就可以通過按鍵選擇工作方式，分為紅綠黃系統(tǒng)自動的時間和通過調(diào)整紅綠黃的時間。要想系統(tǒng)處于自動工作方式只需要按下 S3 鍵；要想系統(tǒng)處于自己設置的工作方式按下 S4 鍵，然后再通過按下 S2 鍵 S3 鍵來調(diào)整好紅綠燈的具體是多少時間。時間寄存器就可以通過 這個方式進行調(diào)整的，和是否有必要來確定車流量的檢測和調(diào)整。 第二，本方案要先表達是紅綠黃燈亮的情況和倒計時的情況，然后刷新 P2 口的狀態(tài)碼值， P0 口是控制倒計時各位的數(shù)值， P1 口是控制倒計時十位的數(shù)值，這個的周期是 50ms，用程序的方法計時 1s，有一個周期就將顯示的數(shù)值減 1s，同時更新 LED 燈的數(shù)值。 滿足某一個情況的時間的全部要求，就要跳到下個狀態(tài)，還要填好次情況的時間值和狀態(tài)碼值。 從一開始就有外部的 2 個中斷是啟動的，分別是車流量檢測信號的接收和違規(guī)信號的接收。如果有車倆違規(guī)就開始計算，當車倆超過 設定的數(shù)值中斷開始，并且禁止車倆通過和開啟蜂鳴器。只有按 S2鍵時中斷完成返回。 在經(jīng)過一個周期，假設是系統(tǒng)工作方式，就會整理分析車流量的具體數(shù)量，比較各個方向的通過狀況，通過調(diào)整來達到良好的工作方式。 單片機的確定 饒品振： 基于單片機的交通燈管理系統(tǒng)設計 10 機型的特點 單片機現(xiàn)在已經(jīng)應用很廣泛了，在很場合都有用到并還很小所以也叫為“微控制器”。單片機具有集成度高、功能強、結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、應用靈活、可靠性高、價格低廉等特點，廣泛應于工業(yè)控制、智能儀器儀表、機電一體化產(chǎn)品、家用電器等各個領域 【 5】 。我把單片機的發(fā)展 瓜分成四個不同的時段：第一個時段，單片機剛剛出來是非常的簡單的，是雙片形式功能很少。第二個時段，單片機在這個時候性能還是很低的，雖然是一個完整的計算機，不過其內(nèi)部的東西很少。第三個時段，單片機的功能已經(jīng)很完整了，有 8位的CPU、定時器計數(shù)器是 16 位的、 I/O 口等功能已經(jīng)很不錯了。第四個時段，處理器不斷升級，功能是越來越強大。正在向高性能、大容量、微型不斷的發(fā)展。 單片機特點： 1)總線的結(jié)構(gòu)可以減少引線，使成本很低 2)單片機的芯片內(nèi)是有很多外圍功能的電路，體積很較小。 3) 控制能力是很準確的。 4)工作電流很 小充分發(fā)揮低功耗的優(yōu)點。 8051 單片機的基本特征 8051 單片機的基本特征如下： 字節(jié)的只讀存儲器 ROM； RAM： 128 字節(jié)的低 RAM 與 21個特殊功能寄存器 SFR 高 128 字節(jié)； 2個優(yōu)先級， 5個中斷源； 個 I/O 線 P0 低地址還有數(shù)據(jù)總線、 P1沒有第二功能、 P2高地址與 P3第二功能； RAM07H 單元； PSW 既可以按字節(jié)操作又可以按位操作； ，即位尋址； 64k 的數(shù)據(jù)存儲器與 64k 的程序存儲器； 是 16位的計數(shù)器，它不屬于特別功能寄存器，尋址范圍是 64KB； 時序最小的是時鐘周期； 字節(jié)的指令有 49 個， 2字節(jié)指令有 46個， 3 字節(jié)指令有 16 個； 。 8051 外部引腳 典型的芯片 8051 單片機是 40個引腳的，雙列值插式 DIP 方式封裝， 40個引腳有不同的類型：電源、時鐘、控制與 I/O 引腳。電源一般來說是提供 +5V 的，還有要接地。時鐘華東交通大學理工學院畢業(yè)設計 11 XTAL1 余 XTAL2 一邊接一個。 RST/Vp