【文章內容簡介】 交通的具體通行，當然，接入LED數碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎上，加入了違規(guī)檢測電路和車流量檢測電路為單片機采集數據，單片機對此進行具體處理，及時調整控制指揮，為了超越視覺指揮的局限性，同時接上蜂鳴器，在聽覺上加強了指揮提醒作用。如圖（圖22）所示： 單片機紅黃綠信號燈8級LED數碼管顯示車流量傳感器最小系統(tǒng)外圍接口按鍵控制蜂鳴器 單片機圖22 系統(tǒng)的總體框圖據此，本設計系統(tǒng)以單片機為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測模塊，違規(guī)檢測模塊，和按鍵設置模塊等產生輸入，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。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。鍵盤設置模塊對系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時間設置的信號，系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時將時間數據倒計時輸入到LED數碼管上實時顯示。在此過程中還要實時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達到對異常狀態(tài)進行實時控制的目的。急停按鍵和違規(guī)檢測隨時調用中斷。在模式選擇上，若為自動模式，將不斷調用車流量檢測模塊對車流量進行檢測統(tǒng)計，到達一定時間將修正通行時間一滿足不同路況的需要。第三章 系統(tǒng)硬件電路的設計實現(xiàn)本設計要求的具體功能，可以選用AT89C52單片機及外圍器件構成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，車流量檢測傳感器采集流量數據，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用1個蜂鳴器進行報警。本系統(tǒng)以單片機為核心，組成一個集車流量采集、處理、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測電路、單片機、違規(guī)檢測電路，狀態(tài)燈，LED顯示，按鍵，蜂鳴器組成。其中P0，P1，用于送顯兩片LED數碼管，P2用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，REST引腳接上復位電路，／東西時間設置鍵J，，／返回鍵F。系統(tǒng)上電或手動復位之后，系統(tǒng)等待模式選擇設置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時間自動和紅綠燈時間設置。若此時F鍵按下，則設置為自動模式，若此時按下的是S鍵，則設置為時間設置模式，依次按S若干次，J鍵若干次可設置好兩個方向的紅綠燈時間，再按F鍵確認。其實這個過程就是將存儲時間值的寄存器進行設置，以及標志是否要進行車流量檢測及調整。接下來，系統(tǒng)必須先顯示狀態(tài)燈及LED數碼管，將狀態(tài)碼值送顯P2口，將要顯示的時間值的個位和十位分別送顯P0和P1口，在此同時以50ms為周期，用軟件方法計時1秒，到達1s就要將時間值減1，刷新LED數碼管。時間到達一個狀態(tài)所要全部時間，則要進行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應狀態(tài)碼值以及時間值，當然，還要開啟兩個外部中斷，其一為違規(guī)信號或禁停信號輸入，一旦信號有效，中斷開始，進入中斷服務子程序，開啟蜂鳴器禁止全部通行，當按下F鍵，中斷結束返回。其二為車流量檢測信號輸入，若檢測到車輛經過，進入相應的中斷子程序，將存儲車流量的寄存器加1，然后中斷結束返回。每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動模式，則須將檢測到的車流量數據處理一次，判斷兩個方向的交通輕重緩急狀況，再調整下次狀態(tài)循環(huán)的紅綠燈時間，以達到自動控制的目的。如圖（圖31）所示。圖31基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)電路圖為了達到對紅綠燈的時間控制，需要對道路上的車流量進行檢測。當前比較流行的車流量檢測器件，是一種自感式的車輛傳感器。其工作原理是當車輛經過傳感器時，引起其自感的變化，考慮到單片機系統(tǒng)的便利性，本次設計用一種手動的操作方式，即車流量的檢測電路用撥斷開關代替。其基本思路為：當車流量大時，有撥斷開關送出一個高電平。另外，再單片機和坡度按開關之間加了光電隔離。下面叫簡紹光電隔離，以TLP550為例。TLP550是日本東芝公司生產的一款光耦，該光耦沒有和基極連接，適合與再噪聲比較大的環(huán)境中應用。TLP550的工作原理如下：，且能時發(fā)光二極管正常發(fā)光時，控制的發(fā)光二極管發(fā)光，使得輸出端的光敏二極管導通。這樣輸出端的基極相當于與8引腳連接，其電平為高，使得三極管導通。由于5引腳接地，這樣輸出端6叫就為低電平。再實際使用中。，輸出端三極管就不到同，就相當于輸出端6引腳通過一個電阻接到了8腳上。相對于后面的連接電路來書，其為高電平。，來控制輸出6引腳的電平，達到電壓耦合的隔離的作用。車流量檢測電路如下圖（圖32）所示。圖32 車流量檢測電路基于光電隔離的作用，再加上撥斷開關和LED，為了避免干擾信號，可以加入光電耦合器。如圖所示，當開關狀態(tài)如圖所示時，LED點亮，同時低電平被單片機捕獲。當開關撥下時LED熄滅，同時高點平被單片機捕獲，這樣單片機通過捕獲的電平狀態(tài)做出相應的控制，與LED的狀態(tài)即車流量的狀態(tài)互相配合協(xié)調。LED顯示屏作為大型顯示設備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護簡便等優(yōu)點。LED數碼管的結構簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。以八段共陽管為例，它有8個發(fā)光二極管(比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示sP，即點)，每個發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖（圖33）所示。這樣，一個LED數碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個數值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，本文主要討論共陽八段LED數碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。圖33 LED數碼管LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示為８，采用共陽極連接驅動代碼，代碼表如下表（表31）所示。表31 驅動代碼表顯示數值dp,g,f,e,d,c,b,a驅動代碼011010000C0H111111001F9H210100100A4H310110000B0H41001100199H51001001092H61000001082H711111000F8H81000000080H91001000090H相應在程序軟件上，可以通過調用程序給定的秒值經過特定計算算出需要顯示的個位和十位，然后有DPTR調取LEDMAP的代碼。LED8段數碼管的設置為每個方位上的一對2為顯示器。四個方位上總共用8個LED接在單片機的IO口上。雖然路口不一樣，但是顯示的時間在數字上是一樣的，所以兩邊連接的IO口是對稱的。如圖（圖34）所示，其中A，B分別是P0，P1的網絡標號。圖34 LED連接圖（1）發(fā)光二極管根據本設計的特點，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個方向上設置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如下圖（圖36）所示：圖36 信號燈的連接（2）按鍵控制本設計設置了有3個鍵：。每個按鍵一端接地，另一端接上拉電阻。低電平有效，當按鍵按下端口接地，單片機捕獲到低電平，從而知道相應的輸入信息。如下圖（圖37）所示。圖37 按鍵示意第四章 系統(tǒng)軟件程序的設計全部控制程序實際上分為若干模塊：鍵盤設置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED顯示程序，消抖動延時程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊?；蜻`規(guī)判斷程序，中斷服務子程序，車流量計數程序，紅綠燈時間調整程序等。整個軟件程序方面主要分兩大部分：按鍵處理程序和50ms掃描程序。流程圖如圖（圖41）所示。