【導讀】基于單片機的智能交通信號燈控制設計。蘇州大學應用技術學院10電子［施?。?

　　

【正文】 節(jié) 電路仿真與調試 對于電路仿真，本次設計采用 Proteus 作為電路仿真的軟件。 Proteus 可以仿真多種系列的單片機，比如 51 系列、 avr 系列等。在 Proteus 軟件中，包含各種常用的元器件，例如：LED、 LCD、電阻、電容、 AD/DA 裝換器、單片機芯片、部分 IIC 器件和 SPI 器件等。 利用 Proteus 按照電路原理圖連接仿真電路圖，根據原理圖將各個器件在仿真軟件中進行搭建，仿真電路圖如圖 52 所示。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 23 圖 52 仿真電路圖 如圖可知，仿真點嘍圖主要由單片機、晶振電路、復位電路、數碼管顯示電路、發(fā)光二極管顯示電路和按鍵電路組成。運行方正軟件，必須將的單片機程序燒寫到單片機中，方法是先在 Keil 軟件中將編寫好的程序生成一個“ .hex”文件，然后雙擊仿真圖中的單片機，將“ .hex”文件燒寫進去即可。 程序燒寫完成后，點擊仿真軟件菜單欄中的“調試”按鈕，彈出下拉框后再點擊“開始/重新 啟動調試”按鈕，此時單片機執(zhí)行初始化程序，單片機的各個引腳的電平發(fā)生變化如圖 53 所示。 圖 53 單片機執(zhí)行初始化程序圖 初始化執(zhí)行后，然后點擊“調試”下拉框中的“執(zhí)行”按鈕，此時單片機便按照已經編寫好的程序進行運行。運行電路圖如圖 54 所示。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 圖 54 仿真運行圖 圖中是車流量正常情況下的順序運行圖，如果與到車流量一場那個情況，仿真以 口接收低電平為異常信號，接收到異常信號后，數碼管的倒計時顯示將全部做清零動作，而P1 口同時也全部設置為高電平，此時便可以使用按鍵開關來控制各個信號燈的亮滅， 從而控制行車時間，仿真圖如圖 55 所示 。 圖 55 異常情況仿真 圖 55 只展示了異常情況下主干道左轉通行情況，通過按鍵開關的調節(jié)還可以將主干道與支干道的各種通行情況展示出來，在這里就不一一介紹了。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 25 第 節(jié) 實物調試與問題分析 本節(jié)將對調試過程中出現的問題作一簡要的敘述。 連接外接電源，初始時間為東西紅燈 60 秒，南北直行綠燈 40 秒，如圖 56（ 1） 所示 。東西紅燈，南北直行黃燈閃爍 3 秒，如圖 56 （ 2）所示 。 （ 1） （ 2） 圖 56 東西禁行，南北直行 如上圖所示，實物仿真正常。 東西紅燈 20 秒，南北左轉綠燈 20 秒，如圖 57（ 1）所示。 東西黃燈閃爍 3 秒，南北左轉黃燈閃爍 3 秒，如圖 57（ 2）所示。 （ 1） （ 2） 圖 57 東西禁行，南北左轉 如上圖所示，實物仿真正常。 南北紅燈 60 秒，東西直行 40 秒，如圖 58（ 1）所示。 南北紅燈，東西直行黃燈閃爍 3秒，如圖 58（ 2）所示。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 26 （ 1） （ 2） 圖 58 南北禁行，東西直行 如上圖所示，實物仿真正常。 南北紅燈 20 秒，南北東西左轉綠燈 20 秒，如圖 59（ 1）所示。 南北黃燈閃爍 3 秒，東西左轉黃燈閃爍 3 秒，如圖 59（ 2）所示。 （ 1） （ 2） 圖 59 南北禁行，東西左轉 如上圖所示，實物仿真正常。 問題分析：由于焊接問題，再加上硬件電路中的一些系統(tǒng)誤差，所以測量結果不是十分精確。黃燈閃爍都會提前近 1 秒的時間， 但是對于整體的要求沒有影響，完全符合設計的要求。 第 節(jié) 本章小 結 本章將前面幾章的工作進行一個實質性的實現，通過軟件對程序和電路進行仿真與調試，利用 Keil 軟件對編寫的程序進行調試并觀察各個端口的輸出情況，觀察端口與之前的設定的輸出情況是否相符合，并進行調整與修改。本章還利用 Proteus 電路仿真軟件對電路、程序進行一體化的仿真，直接觀察程序執(zhí)行情況與電路仿真是否可行，并進行修改和測試。本章的工作將此次設計的目的從實際上進行實現，對本次設計有了一個更加直觀的介紹。 蘇州大學本科生畢業(yè)設 計（論文） 27 結束語 本次智能交通信號燈的設計，豐富了我的知識，讓我對單片機和 C 語言編程又有了更深的了解。在當今社會 ，交通安全問題越來越引起人們的重視，應對交通安全問題，我們也才去了各種有效措施，交通燈的出現為各個大小路口的交通安全帶來了福音。我們利用交通信號燈來控制車輛行人的通行與否，很好的避免了行車沖突。 此次設計主要采用單片機為主控芯片（型號 AT89C51），以單片機為控制中心，設定單片機 P1 口作為各個信號燈的控制端口， P2 口作為計時顯示器（ 2 位 7 段數碼管 ）的控制端口， 口到 口作為主干道和支干道計時顯示數碼管的片選端口，同時使用 口作為車流量異常情況下的控制端口。本次交通燈設計設計了主干道和支干 道車輛的左轉、直行、與禁止通行，如果在車流量異常時，我們采用手動控制來控制各個路口的車輛通行情況，這樣設計雖然會耗費一點人力，但是管理起來比較靈活，而且可以根據路口車輛情況來給定行車時間。 此外，本次設計還介紹了 Keil 編程軟件的一些使用方法和 Proteus 仿真軟件編程、仿真、調試和修改方法，這些軟件為本次的畢業(yè)設計帶來了很大的方便，給智能信號燈的設計帶來了一個直觀簡單的展示。當然，本次設計僅僅使用了這些軟件的一點點功能，好沒有將他們的功能完全運用出來，這就要求我在以后不斷去學習和進步。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 28 致謝 本次設計是在吳文明 老師的精心指導下完成的，感謝 吳文明 老師的親切關懷和細心指導，雖然老師有繁忙的工作，但任然百忙之中抽出時間給予我學術上的指導和幫助，特別 是給我提供了良好的學習環(huán)境和氛圍，使我在學習和休息中獲益不淺。吳 老師對學生認真負責的態(tài)度、孜孜不倦的教誨指導、嚴謹的科學研究方法、勤勉的工作作風 、細心耐心的工作態(tài)度以及勇于創(chuàng)新開拓的精神永遠是我學習的榜樣。吳 老師在我硬件電路的搭設、器件的選擇、方案的確定以及程序的編寫與執(zhí)行等方面都給予了我寶貴的意見，并 且吳老師還為我提供了相關的資料，給我 的設計帶來了很大的幫助。最后，吳 老師 更是無私地幫助我檢查論文，幫助我完成最后論文編寫。在此，我謹向吳老師致以由衷的感謝和深深的敬意，感謝吳 老師對我的教導和指導。 還要感謝我的父母，他們在生活上給了我很大的幫助和支持，是他們給了我生命，是他們給了我不斷學習的力量和信心，是他們讓我在大學生活中不斷成長與成熟。 最后，感謝所有支持我、關心我、理解我和幫助過我的老師、朋友、同學和親人。在這里，千言萬語也敵不過一句話：真的非常謝謝你們！ 蘇州大學本科生畢業(yè)設 計（論文） 29 參考文獻 [1]譚浩強 .C 語言設計 [M].（ 第三版） .北京：清華大學出版社， 2021. [2]胡花 . 單片機原理及應用技術 [M] .北京：交通大學出版社， 2021. [3]王效華 ,張詠梅 . 單片機原理與應用 [M]. 北京：交通大學出版社， 2021. [4]李江全，王衛(wèi)兵，李玲 .計算機控制技術 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021. [5]楊素行 . 模擬電子技術基礎簡明教程（第三版） [M].北京：高等教育出版社， 2021. [6]于孟嘗 .數字電子技術基礎簡明教程（第三版） [M]. 北京：高等教育出版社， 2021. [7]樓然苗 ,李光飛 .單片機課程 設計指導 [M] .北京：航空航天出版社， 2021. [8]郁有文 常健 程繼紅 .傳感器原理及工程應用 [M].(第二版 ).武漢：西安電子科技大學出版社， 2021. [9]張齊等 .單片機應用系統(tǒng)設計技術 基于 C 語言編程 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [10]吳延海 .微型計算機接口技術 .重慶：重慶大學出版社， 1997. [11]康華光 .電子技術基礎數字部分 [M].（第四版） .北京：高等教育出版社， 2021. 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 30 附錄 A 硬件電路圖 P1 . 01P1 . 12P1 . 23P1 . 34P1 . 45P1 . 56P1 . 67P1 . 78 RST9P3 . 0 (R X D )10P3 . 1 (T X D )11P3 . 2 (I N T 0 )12P3 . 3 (I N T 1 )13P3 . 4 (T 0 )14P3 . 5 (T 1 )15P3 . 6 (W R)16P3 . 7 (R D )17X T A L 218X T A L 119G N D20(A 8 ) P2 .021(A 9 ) P2 .122(A 1 0 ) P2 . 223(A 1 1 ) P2 . 324(A 1 2 ) P2 . 425(A 1 3 ) P2 . 526(A 1 4 ) P2 . 627(A 1 5 ) P2 . 728PS E N29A L E / PR O G30E A /V PP31(A D 7 )P 0 .732(A D 6 )P 0 .633(A D 5 )P 0 .534(A D 4 )P 0 .435(A D 3 )P 0 .336(A D 2 )P 0 .237(A D 1 )P 0 .138(A D 0 )P 0 .039V CC40U1AT89C51Y112MHzC230C330CO M1R12R23R34R45R56R67R78R89RP110K1234K21234K3VCCR210KA0F0E0D0C0G0VCCVCC+C410uFG1dp2A3F4S15D6E7C8B9S210LEDBG1dp2A3F4S15D6E7C8B9S210LEDDD1YD2GD3RD4RD5GD6YD7RD8GD9YD10YD11GD12R1234K1DECBG A FS1S2GA1 23 4ResetFBCEDB0G1dp2A3F4S15D6E7C8B9S210LEDBS3S4GAFBCEDS3S4G1dp2A3F4S15D6E7C8B9S210LEDDD E C BGAFS1S2321P1POWERVCC112233445566S1OE1D02D13D24D35D46D57D68D79LE11Q712Q613Q514Q415Q316Q217Q118Q019G N D10V CC20U274HC573OE1D02D13D24D35D46D57D68D79LE11Q712Q613Q514Q415Q316Q217Q118Q019G N D10V CC20U37 4 H C5 7 3. .. ...A0F0E0D0C0G0B0CDEFGABVCCD13GD14GD15GD16G..G1dp2A3F4S15D6E