【導(dǎo)讀】車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。20xx年12月初一一一20xx年1月底，整理資料。20xx年5月初一一一20xx年6月底，論文定稿。人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會活動日益增加，經(jīng)濟發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，道路導(dǎo)通能力，較少交通事故有顯著的效果。本模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機AT89C51作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的。只能控制，從一定程度上解決交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強、成本低、實時性好、安裝維護方便等有點，有廣泛的應(yīng)用前景。

　　

【正文】 較用。 圖 42 獨立式按鍵電路 非編碼鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其他工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟實用，較多得應(yīng)用單片機系統(tǒng)中。 獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占有一根 I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。獨立式按鍵的典型應(yīng)用如圖所示 圖 43 按鍵觸點的機械抖動 獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此，在按鍵較多時， I/O 口線浪費較大，不宜 使用。 圖中按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開時， I/O 口線確定的高電平。當 I/O 口線內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可不接上拉電阻。不過，設(shè)計鍵盤的時候，因為采用的是機械式按鍵，要考慮鍵盤去抖問題。 安恢復(fù)鍵對上兩者進行恢復(fù)到正常狀態(tài)。鍵盤的按鍵由機械觸點構(gòu)成的。當開關(guān) K 未被按下時， P1 口輸入為低電平， K 閉合后，與之對應(yīng)的 P1 口輸入為高電平。由于按鍵是機械觸點，當機械觸點斷開、閉合時，會有抖動， P1 口輸入端的波形會有尖峰脈沖出現(xiàn)。如上圖所示。 為了使 CPU 能正確地讀出 P1 口的狀態(tài)，對每一次按鍵 只作一次回應(yīng)，就必須考慮如何去除抖動，常用的去抖動的方法有兩種：硬體方法和軟體方法。單片機中常用軟體法，因此，對于硬體方法這里不采用。軟體方法是在單片機獲得 口為高的信息后，不是立即認定鍵盤 K 已被按下，而是延時 10 毫秒或更長一些時間后再次檢測 P1 鍵盤接口，如果仍未高，說明 K 的確按下了，這實際上是避開了按鍵按下時的抖動時間。而在檢測到按鍵釋放后 ( 位低 )再延時 510 個毫秒，消除后沿的抖動，然后再對鍵值處理。不過一般情況下，我們通常不對按鍵釋放的后沿進行處理，實踐證明，也能滿足一定的要求，當然，實 際應(yīng)用中，對按鍵的要求也是千差萬別，要根據(jù)不同的需求編制處理程序，以上是消除鍵抖動的原則。具體消抖見軟件設(shè)計。 鍵盤采用獨立式鍵盤，單片機的 I/O 口數(shù)可以滿足該鍵盤，并且可以完成題目中的所要求的設(shè)定時間、緊急情況控制功能。 交通燈顯示 采用信號燈拼成箭頭狀作為入行提示 /左右轉(zhuǎn)提示，清晰明了。 VT為雙向晶閘管，當門極為高電平晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當門極為低電平是晶閘管關(guān)斷，該支路指示燈滅。用 220V交流電驅(qū)動交通燈，這樣就滿足了在陽光下或者在霧天也可以看清楚交通燈信號。 系統(tǒng)穩(wěn)定運行保 障系統(tǒng) 由于單片機自身的抗干擾能力比較差，尤其在一些條件比較惡劣、噪音大的場合，常會出現(xiàn)單片機因為受外界干擾而導(dǎo)致死機的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不能正常工作，為了使系統(tǒng)在噪音大的路口可以比較穩(wěn)定的運行，在系統(tǒng)中設(shè)定了看門狗電路，用以保證系統(tǒng)在受到外界干擾死機或者不能正常工作時，可以自動重置。 本系統(tǒng)采用專業(yè)芯片 MAX692 作為外部看門狗電路。 理論分析與計算 交通燈顯示時序的理論分析與計算 對于一個交通路口來說，能在最短的時間內(nèi)達到最大的車流量，就算達到了最佳的性能，我們稱在單位時間內(nèi)多能達到的最大車 流為車流量，用公式：車流量 =車流 /時間 來表示。 如下圖所示為一種紅綠燈規(guī)則狀態(tài)圖，分別設(shè)定為 S S S S4，交通燈以這四的狀態(tài)為一個周期，循環(huán)執(zhí)行 圖 45a車輛行駛狀態(tài) S1 圖 45 b 車輛行駛狀態(tài) S2 圖 45c 車輛行駛狀態(tài) S3 圖 45d 車輛行駛狀態(tài) S4 請注意圖 b 和圖 d，的，它們在一個時間段中四個方向都可以通車，這種狀態(tài)能在一定的時間內(nèi)達到較大的車流量，效率特別高。 依據(jù)上述的車輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個路口等的邏輯表；根據(jù)圖上可以看出，相鄰路口的燈它們的狀態(tài)在相位上相差 180176。因此最終只需寫出一組 S S S S4 的邏輯狀態(tài)表。如下表所示 圖 46 外圈是北方為前進方向的狀態(tài)循環(huán)，內(nèi)圈是東方為前進方向的狀態(tài)循環(huán) 圖 47 交通燈的狀態(tài)循環(huán) 表中“ ”表示是紅燈亮（也代表邏輯上的 0），“√”是代表綠燈亮（也代表邏輯上的 1），依上表，就可以向?qū)?yīng)的端口送邏輯值。 交通燈顯示時間的理論分析與計算 東西和南北方向的放行時間的長短是依據(jù)路口的各個方向 平時的車流量來設(shè)定，并且 S SS S4 各個狀態(tài)保持的時間之有嚴格的對于關(guān)系，其公式如下所示： TS1+TS2=TS3 TS2=TS4 TS1=TS3 我們可以依據(jù)上述的標準來改變車輛的旅行時間。按照一般的規(guī)則，一個十字路口可分為主干道和次干道，主干道的旅行時間大于次干道的旅行時間，我們設(shè)定值時也應(yīng)以此為參考。 電路圖及設(shè)計文件 （ 1） 等控制電路設(shè)計 由于 32 個 LED 來實現(xiàn)紅綠燈狀態(tài)，若直接接在單片機的口線，路口倒計時的顯示就不能實現(xiàn)，所以本次設(shè)計中采用一種新 型的電路如下圖所示。 圖 48 LED 燈控制電路 圖中 74LS04 的作用是倒想和驅(qū)動，它輸出的電流大約 48mA，實際測試發(fā)現(xiàn)足以滿足要求，而且發(fā)光二極管也能達到足夠的亮度。 觀察圖可以看出：兩組發(fā)光管（一組紅，一組綠）由于反相器的作用，其邏輯狀態(tài)恰恰相反。圖中的電阻串聯(lián)的二極管的作用是為了分壓，防止因上下兩組發(fā)光管分壓不同導(dǎo)致邏輯的錯誤。共四組和上述相同的電路分別代表東西南北四個方向的紅綠燈，使用兩篇 74LS04 作為驅(qū)動。 （ 2） 倒計時顯示電路設(shè)計 前面已經(jīng)分析過相同的 燈的狀態(tài)和倒計時都是相同的，所以為了節(jié)省，采用兩組四個數(shù)碼管作為倒計時的顯示；同時為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動數(shù)碼管。如下圖所示 圖 49 數(shù)碼管顯示 第四章 總結(jié) 本系統(tǒng)實現(xiàn)了紅綠燈燃亮時間的功能，紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩 5 秒時黃燈閃爍警示。車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)不足之處不能控制車的左、右轉(zhuǎn)，以及自動根據(jù)車流改變紅綠燈時間等，這是由于本身地理位置以及車流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計擴充原系統(tǒng)來實現(xiàn)。 通過此次課題的研究，讓我更加深入的了解了單片機的一些功能，對于單片機在日常生活中的運用有了更深層次的了解。在研究時也發(fā)現(xiàn)了自身對于單片機的不理解之處，并查看相關(guān)書籍等資料解決了不懂得問題。結(jié)合實際工作中的實踐和這次的畢業(yè)論文撰寫，了解了很多也學到了很多。同時，對以前所學的專業(yè)知識，有了進一步的加深和鞏固。 參考文獻 [1]張國鋒 .單片機原理及應(yīng)用 [J].高等教育研究， [2]張毅坤 .單片微型計算機原理及應(yīng)用，西安電子科技大學出版社， 1998 [3]胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) [M].北京：清華大學出版社， [4]胡乾斌 .單片機原理與應(yīng)用 [M].華中科技大學出版社 .20xx [5]張毅剛 .單片機原理及接口技術(shù) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1990 [6]雷麗文 .微機原理及接口技術(shù) .北京：電子工業(yè)出版社， [7]余錫存 曹國華 .單片機原理及接口技術(shù)，陜西：西安電子科技大學出版社， 20xx