【導讀】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。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。本論文以中、小城市區(qū)域。智能交通燈控制系統(tǒng)進行了分析和研究。文章論述了基于AT89C51單片機的交通燈控。該系統(tǒng)具有實用性強、操作簡單、擴展性好等特點。

　　

【正文】 MOV EAST_YELLOW,5 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 21 MOV EAST_RED,25 LJMP STATE STATE2: MOV EAST_GREEN,30 。車流量處于 15 和 25 之間 ， 顯示狀態(tài) 2 MOV EAST_YELLOW,5 MOV EAST_RED,25 LJMP STATE STATE3: MOV EAST_GREEN,50。車流量小于 15 時 ， 顯示狀態(tài) 3 MOV EAST_YELLOW,5 MOV EAST_RED,45 LJMP STATE STATE: MOV R0,EAST_GREEN 。東西綠燈 ， 南北紅燈 MOV P1,11011110B STATE_1: LCALL T0_BCD LCALL DISPLAY LCALL DELAY_1S DJNZ R0,STATE_1 STATE_2: MOV R0,EAST_YELLOW 。顯示黃燈 MOV P1,11101110B 。低電平有效 ， 東西由綠燈變?yōu)榧t燈時才需要亮黃燈，南北繼續(xù)紅燈 STATE_22: LCALL T0_BCD LCALL DISPLAY LCALL DELAY_1S MOV P1,11111110B MOV 74H,100 WAIT1: DJNZ 74H,WAIT1 MOV P1,11101110B DJNZ R0,STATE_22 STATE_3: MOV R0,EAST_RED 。東西紅燈 ， 南北綠燈 MOV P1,11110011B STATE_33: LCALL T0_BCD 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 22 LCALL DISPLAY LCALL DELAY_1S DJNZ R0,STATE_33 STATE_4: MOV R0,EAST_YELLOW 。顯示黃燈，南北由綠燈變?yōu)榧t燈時才需要亮黃燈，東西繼續(xù)紅燈 MOV P1,11110101B STATE_44: LCALL T0_BCD LCALL DISPLAY LCALL DELAY_1S MOV P1,11110111B MOV 74H,100 WAIT2: DJNZ 74H,WAIT2 MOV P1,11110101B DJNZ R0,STATE_44 LJMP LOOP T0_BCD: MOV A,R0。BCD 轉(zhuǎn)換 MOV B,10 DIV AB MOV R1,B 。個位數(shù)值 MOV R2,A 。十位數(shù)值 RET DISPLAY: 。靜態(tài)顯示 LOW_DIS:MOV A,R1 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A HIGH_DIS:MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A RET T0_INTERUPT:PUSH ACC 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 23 DJNZ R3,AGAIN MOV R3,250 INC R4 CJNE R4,4,AGAIN 。車流量檢測周期 15*4=60S SETB 。檢驗中斷是否發(fā)生 MOV R4,00H MOV CAR_NUMBERS,TL1 MOV TL1,0 MOV TH1,0 AGAIN:MOV TH0,15H MOV TL0,0A0H POP ACC NOP NOP RETI DELAY_1S:MOV R7,10。延時 1s 程序 DEL1:MOV R6,200 DEL2:MOV R5,248 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET TAB:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h, DB 6dh,7dh,07h,7fh,6fh END 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 24 第 4 章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 系統(tǒng)仿真 Protues 仿真軟件簡介 Proteus 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與仿真軟件。 Proteus 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列、 AVR， PIC 等常用的 MCU及其外圍電路（如 LCD， RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， AD/DA，部分 SPI器件，部分 IC 器件）。本文基于 和 KEIL uVision3 軟件。運行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐罚悄壳拔ㄒ荒軐崿F(xiàn)對 5 PIC、 AVR、 HC11 等處理器的仿真軟件。 該軟件的特點是： (1)集原理圖設計、仿真和 PCB 設計于一體， 實現(xiàn) 從概念到產(chǎn)品的完整開發(fā)工具。 (2)具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真，是獨一無二的支持處理器與外圍 電路的協(xié)同仿真電路設計軟件。 (3)具有全速、單步、設置斷點等多種形式的調(diào)試功能。 (4)具有各種信號源和電路分析所需的虛擬儀表，是電類教學實驗與創(chuàng)新的平臺。 (5)支持 Keil C51 uVision MPTLAB 等第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境 。 (6)具有強大的原理圖到 PCB 板設計功能， 可以輸出多種格式的電路設計報表。 仿真原理圖 Proteus 軟件具有仿真功能，要仿真首先要繪制原理圖。點擊圖標 打開Proteus 軟件，進入繪圖界面后點擊 按扭，點擊出現(xiàn)的元件列表框上方的按扭 ，在出現(xiàn)的 “ pick device” 中的 “ keywords” 下面的框中輸入元器件的名字，或者在 category 中找到元器件的名字；雙擊元器件名稱或者點擊 ，在元件列表框中就會出現(xiàn)所選的元器件。再點擊按扭 ，在元件列表框中選擇地線和電源。選好所有的元器件后單擊元件列表中的圖標就可以把所需要的元件放入編輯窗口中，調(diào)整元件的位置，并把地線和電源放入編輯窗口中，最后進行連線。 通過在 T1 口接入一個開關(guān)，模擬光電開關(guān)信號，手動控制開關(guān)的脈沖數(shù)，即為需要模擬的車流量，從而達到仿真效果。系統(tǒng)仿真圖如下 ： 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 25 圖 系統(tǒng)仿真圖 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 26 加載仿真程序 單擊 “ Debug” 菜單，在下拉菜單中單擊 “ Go” 選項，（或者使用快捷鍵 F5），然后再單擊 “ Debug” 菜單，在下拉菜單中單擊 “ Stop Running” 選項（或者使用快捷鍵 Esc）；再單擊 “ View” 菜單，再在下拉菜單中單擊 “ Serial Windows 1”選項，就可以看到程序運行后的結(jié)果。 單擊 “Project”菜單，在下拉菜單中單擊 “ ” 單擊“ Output” 中單擊 “ Create HEX File” 選項，使程序編譯后產(chǎn)生 HEX 代碼，供下載器軟件使用，把程序下載到 AT89C51 單片機中 [4]。 系統(tǒng)仿真 單擊仿真界面左下方的開始按扭，仿真就開始了。具體仿真過程如下： ① 當交通燈開始工作后，執(zhí)行默認狀態(tài)，系統(tǒng)自動進入狀態(tài) Ⅱ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計時 30 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，南北方向綠燈，倒計時 25 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描；仿真結(jié)果如圖所示： 圖 默認狀態(tài)仿真圖 ② 當手動按下開關(guān)，頻率小于 15 次 /分時，執(zhí)行狀態(tài) Ⅲ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計時 50 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 27 南北方向綠燈，倒計時 45 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西 方向 保持紅燈 狀態(tài) 5 秒后， 重新 掃描；仿真結(jié)果如圖所示： 圖 狀態(tài) Ⅲ 仿真圖 ③ 當手動按下開關(guān)，頻率大于 15 次 /分，小于或等于 25 次 /分，執(zhí)行狀態(tài) Ⅱ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計時 30 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5秒，緊接著 東西紅燈，南北方向綠燈，倒計時 25 秒后，南北方向亮黃燈 5 秒，東西方向保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描；仿真結(jié)果如圖所示： 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 28 圖 狀態(tài) Ⅱ 仿真圖 ④ 當手動按下開關(guān)，頻率大于 25 次 /分，執(zhí)行狀態(tài) Ⅰ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計時 40 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，南北方 向 綠燈，倒計時 25 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描； 仿真結(jié)果如圖所示： 圖 狀態(tài) Ⅰ 仿真圖 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 29 系統(tǒng)調(diào)試 經(jīng)過 對該系統(tǒng)進行測試，遇到了如下問題，通過不斷的 調(diào)試，得出了相應的解決方案。 (1)當開啟系統(tǒng)仿真時，交通燈正常工作，數(shù)碼管卻顯示出亂碼。數(shù)碼管采用的是共陽極七段數(shù)碼管，檢查程序中共陽極數(shù)碼管的顯示代碼，沒有發(fā)現(xiàn)問題。故首先排除程序錯誤原因。由于 P0 及 P2 口均外接了一個 ULN2020A 芯片，猜想問題與該芯片有關(guān)。去掉該芯片，連接好電路后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管倒計時顯示正常，但顯示較暗。 此時，已找到問題所在。原因如下：一方面， ULN2020A 芯片是一種反向芯片，它具有使輸入信號反向的功能，故 I/O 口輸出的是共陰極代碼信號，而程序中使用的仍然是共陽極數(shù)碼管顯示代碼， 因而出現(xiàn)亂碼。另一方面， ULN2020A 具有提高 I/O口驅(qū)動能力的作用，去掉此芯片后， I/O 口的帶負載能力明顯減弱，從而顯示變暗。綜上原因，得出如下解決方案：將程序中的共陽極數(shù)碼管顯示代碼換成共陰極顯示代碼，其他部分不變。更改之后，數(shù)碼管倒計時顯示，且顯示明亮。 (2)測試過程中，發(fā)現(xiàn)無論從綠燈狀態(tài)切換到紅燈，還是從紅燈切換到綠燈狀態(tài)，都需要先轉(zhuǎn)換到黃燈，才能完成切換。這顯然不符合實際需要。在實際的交通燈控制系統(tǒng)中，紅燈狀態(tài)切換到綠燈是不需要經(jīng)過黃燈狀態(tài)的?？紤]從硬件電路著手很難解決問題，故從軟件著手。當單 片機每次執(zhí)行從紅燈切換到綠燈狀態(tài)程序時，保持原方向的紅燈狀態(tài) 5s 后，再實現(xiàn)切換，從而與另一方向的從綠燈切換到紅燈狀態(tài)的時間保持一致。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 30 第 5 章 PCB 制作 PCB 布局規(guī)則設置 (1)按電路模塊進行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為模塊，電路模塊中的元件應采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。 (2)定位孔、標準孔等非安裝孔周圍 內(nèi)不得貼裝元件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍 內(nèi)不得貼原器件。 (3)臥裝電阻、電感、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短 路。 (4)元器件的外側(cè)距板邊的距離為 5mm。 (5)貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于 2mm。 (6)金屬殼體元件與金屬件不能與其他殼體相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應大于 2mm；定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸應大于 3mm。 (7)發(fā)熱元件不能緊鄰導線和熱敏元件 ， 高熱器件要均勻分布。 (8)電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應布置在同側(cè)。 (9)所有 IC 元件單邊對齊，有極性元件極性標示明確，同一印制板上極性標示不得多于兩個，出現(xiàn)兩個 方向時，兩個方向互相垂直。 (10)板面布線應疏密得當，當疏密差別太大時應以網(wǎng)狀填充，網(wǎng)格大于 8mil。 (11)貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。 (12)貼片單端對齊，字符方向一致，封裝方向一致。 (13)有極性的器件在以同一板上的極性標示方向一致 [9]。 遵照以上規(guī)則以及系統(tǒng)實際情況，得到如下元器件布局圖： 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 31 圖 元器件布局圖 PCB 布線規(guī)則設置 (1)畫定布線區(qū)域距 PCB 板邊 小于 1mm 的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍 1mm 內(nèi)，禁止布線。 (2)電源線應盡可能的寬，不應低于 18mil；模擬信號線寬不應低于 12mil； CPU入出線不應低于 10mil；線間距不應低于 10mil。 (3)正常過孔的焊盤不應低于 30mil；孔徑不低于 14mil。 (4)雙列直插：焊盤 60mil；孔徑 40mil。 (5)注意電源線與地線應盡可能