【導讀】引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解。點亮，綠燈倒計時結(jié)束為5秒的黃燈閃爍警示，利用按鍵使得系統(tǒng)具有倒計時，時間設(shè)置，緊急情況處理，根據(jù)具體情況手動控制的功能。軟件上采用KEILC編程，主要編寫了主程。序，數(shù)碼管顯示程序，中斷程序，延時程序等。通過實驗證明了本系統(tǒng)能夠很好地實現(xiàn)本次。設(shè)計要求的功能，還擁有增減、倒計時時間、南北通行、東西通行和緊急模式等5個功能，而且精確度夠高、操作簡單、穩(wěn)定性較強等優(yōu)點。

　　

【正文】 ned char key_det(void) //key detected:return 1 { Static buf = 0xff； Buf=1。 If(KEY) Buf=0x01。 If((bufamp。0x1f)==0x10) //判斷是否是抖動 return 1； return 0； ｝ 本設(shè)計使用了 8 個按鍵，根據(jù)其功能，得到其相應程序流程圖。 按下按鍵進入鍵盤處理程序判斷鍵值P 1 . 1 = 0 ?返回主程序相應鍵值程序NY 圖 43 按鍵流程圖 按鍵掃描子程序： void key(void) //按鍵掃描子程序 35 { if(k1!=1) //當 K1(時間加 )按下時 { display()。 //調(diào)用顯示，用于延時消抖 if(k1!=1) { TR0=0。 //關(guān)定時器 shanruo=0。 P2=0x00。 if(set==0) set_timedx++。 //南北加 1S else set_timenb++。 //東西加 1S if(set_timenb==100) set_timenb=1。 if( set_timedx==100) set_timedx=1。 //加到 100 置 1 sec_nb=set_timenb 。 //設(shè)置的數(shù)值賦給東西南北 sec_dx=set_timedx。 // do { display()。 } while(k1!=1)。 } 36 } 顯示程序模塊 本設(shè)計采用動態(tài)顯示方式。 LED 動態(tài)顯示方法： LED 動態(tài)顯示就是利用單片機依次輸出每一位數(shù)碼管的段選碼和對應于該位數(shù)碼管的位選控制信號，一位一位輪流點亮各七段數(shù)碼管。對每位數(shù)碼管來說，每隔一段時間點亮一次，如此循環(huán)。利用人眼的 “視覺暫停 ”效應，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時顯示的感覺。在動態(tài)顯示方式中，同一時刻，只有一位 LED 數(shù)碼管在顯示，其他各位是關(guān)閉的。在段選碼和位選碼每送出一次后，應保持 1ms 左右，這個時間應根據(jù)實際情況而 定。不能太小，因而發(fā)光二極管從導通到發(fā)光有一定的延時，導通時間太短、發(fā)光太弱人眼無法看清。但也不能太長，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長占用 CPU 時間也越多。 將顯示值分離為各位和十位調(diào)用字形表顯示十位延時 1 ms 開始調(diào)用字形表顯示各位延時 1 ms結(jié)束 圖 44 時間顯示流程圖 交通信號燈控制系統(tǒng)在正常工作情況下，為方便提示路上行人及車輛交通燈轉(zhuǎn)換的剩余時間，專門為控制系統(tǒng)提供了一個倒計時的顯示裝置。該裝置采用 2位八段數(shù)碼管來顯示，每個路口需要 1 個，共 4 個。本設(shè)計使用八段共陽極數(shù)碼管完成倒計時顯示功能。 以南北方向為例，數(shù)碼管顯示的數(shù)值從綠燈的設(shè)置時間最大值往下減，每秒 37 鐘減 1，一直減 到 0。然后又從紅燈設(shè)置時間的最大值往下減，一直減到 0。接下來又顯示綠燈的時間，如此循環(huán)。 經(jīng)過倒計時功能的實現(xiàn)，軟件程序通過選段碼與動態(tài)位選來實現(xiàn)倒計時功能在數(shù)碼管上顯示出來。子程序如下： void display(void) //顯示子程序 { buf[1]=sec_nb/10。 //第 1 位 東西秒十位 buf[2]=sec_nb%10。 //第 2 位 東西秒個位 buf[3]=sec_dx/10。 //第 3 位 南北秒十位 buf[0]=sec_dx%10。 //第 4 位 南北秒個 位 P1=0xff。 // 初始燈為滅的 P0=0x00。 P1=0xfe。 //片選 LED1 P0=table[buf[1]]。 //送東西時間十位的數(shù)碼管編碼 delay(1)。 //延時 P1=0xff。 //關(guān)顯示 P0=0x00。 P1=0xfd。 //片選 LED2 P0=table[buf[2]]。 delay(1)。 P1=0xff。 P0=0x00。 P1=0Xfb。 //片選 LED3 P0=table[buf[3]]。 38 delay(1)。 P1=0xff。 P0=0x00。 P1=0Xf7。 P0=table[buf[0]]。 //片選 LED4 delay(1)。 } 39 5 調(diào)試與檢測 本設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。而且本設(shè)計系統(tǒng)在設(shè)計中采用模塊化設(shè)計，所以方便對各電路模塊功能模板的逐級檢測。單片機軟件先在最小系統(tǒng)板上調(diào)試，確保工作正常之后，再與硬件聯(lián)調(diào)。最后將各模塊組合 一起后進行整體測試，是系統(tǒng)的所有功能得以實現(xiàn)。 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試步驟如下： 第一步：目測。檢查外部的各種元件是否安裝正常和電路是否有斷點。 第二步：用萬用表測試。先用萬用表復核目測中有疑問的連接點，在檢測各種電源與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步 :接通電源，檢查單片機是否正常工作。使用萬用表對輸出的端口進行檢測，觀察所輸出的信號是否與理論值相符合。 第四步：對 LED 狀態(tài)信號燈模塊進行調(diào)試。逐一對各個信號燈進行測試，觀察信號燈是否完好。檢查信號燈間的連線是否正常，有無短路等。 第五步：對按鍵模塊進行 檢查。觀察按鍵是否接錯，有無短路。二極管有沒有接反，連接各端口有無接錯。 第六步：對復位電路進行檢查。按下復位鍵能否正常進行復位。 第七步：對數(shù)碼管顯示電路進行檢查。觀察數(shù)碼管顯示是否正常。若不正常，檢查數(shù)碼管有無接錯和時鐘電路有沒有問題。 調(diào)試電路中遇到的問題與解決： 在電路調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示電路不正常。經(jīng)過檢查，原來是網(wǎng)絡上百度的數(shù)碼管管腳圖是不正確的。所以只能把焊接上的數(shù)碼管全部拆掉。然后給數(shù)碼管管腳進行通電，一根一根的試。最后，終于把數(shù)碼管所有的管腳測試出來，焊接上去就解決問題。 40 軟件調(diào)試 本設(shè)計系統(tǒng)是使用 C51 來編寫的。軟件調(diào)試步驟如下： 第一步：根據(jù)本次設(shè)計的方案畫出本程序的流程圖。 第二步：根據(jù)流程圖編寫好程序，然后用 KEIL 軟件對已編寫完的程序進行編譯，觀察是否有錯誤。如果出現(xiàn)，則對相應的錯誤進行修正。 軟硬聯(lián)試 經(jīng)過硬件調(diào)試和軟件調(diào)試后，進行系統(tǒng)的完整調(diào)試。步驟如下： 第一步：把 KEIL 上的程序通過開發(fā)板下載到單片機芯片上。 第二步：檢查線路是否接錯，有無短路，然后接上電源。 第三步：對單片機最小系統(tǒng)進行調(diào)試，確保單片機正常運行。 第四步：接通所有的電路并 進行通電測試。 第五步：觀察數(shù)碼管顯示是否正常計數(shù)，若不正常，檢測管腳是否接錯，單片機是否正常工作。 第六步：觀察 LED 狀態(tài)顯示燈是否正常的替換亮滅，若不正常，檢測管腳是否接錯，單片機是否正常工作。 第七步：按下增減倒計時時間按鈕，觀察是否正常增加或減少倒計時時間。 第八步：按下南北通行、東西通行和緊急模式按鈕，觀察是否 LED 狀態(tài)顯示燈顯示是否正常。 性能測試結(jié)果 經(jīng)過對整個系統(tǒng)的調(diào)試后，交通燈系統(tǒng)的 LED 狀態(tài)信號燈顯示正常，能夠正常的轉(zhuǎn)換信號燈來實行交通指揮，但是 LED 狀態(tài)信號燈中的綠燈亮度不夠。 倒計時顯示數(shù)碼管的倒計時時間與設(shè)計的時間的誤差很小，精確度較高。造成誤差的原因是電路焊接的線路上有電阻以及各元件都有各種各樣的小誤差。而且人為方面測試的反應時間也是一個存在誤差的原因。 電路增減倒計時時間、南北通行、東西通行、緊急模式都顯示正常。能夠正 41 常的顯示該按鈕所設(shè)定的功能。 42 6 結(jié)論 本設(shè)計以單片機 STC89C51 為核心，以 LED 發(fā)光二極管作為十字路口的指示燈，以雙位共陽數(shù)碼管作為倒計時指示，加上一些按鍵等完成本次設(shè)計要求的所有功能。在此基礎(chǔ)上，增加了 增加、減少倒計時時間，南北通行，東西通行，緊急模式等功能，使該交通等控制系統(tǒng)更加適應道路上可能發(fā)生的各種情況。 在一開始根據(jù)設(shè)計要求以及增加的功能，大概設(shè)定好本設(shè)計所需要的硬件模塊。然后根據(jù)所需要的要求以及功能畫出程序流程圖。根據(jù)程序流程圖在 KEIL軟件上編寫程序以及編譯，遇到錯誤的話則仔細檢查修改。 再根據(jù)電路原理圖去買元器件并進行焊接。焊接前注意檢查導線、元器件是否有問題。若沒有問題則上網(wǎng)查看本設(shè)計相關(guān)芯片信息，計劃好管腳、線路的連接。做好以上準備工作后則開始焊接。在焊接的過程中注意不要短接和虛焊。焊接 好后則對整個設(shè)計進行測試。詳細測試本設(shè)計的各個功能，檢查 LED 狀態(tài)顯示燈的交替顯示是否正常、數(shù)碼管計數(shù)顯示是否正常與個功能是否正常。若不正常，則進行相應的修改。經(jīng)過測試，本設(shè)計的各個功能顯示正常并且較為穩(wěn)定。而且操作容易。倒計時計數(shù)精確度夠強。 LED 狀態(tài)顯示燈交替亮滅正常。但是其中綠燈的亮度不高。 雖然本設(shè)計完成了設(shè)計的要求并增設(shè)了一些功能，但是還是跟實際情況有很大一部分差距的，沒有對車流量進行檢測并智能控制倒計時時間的增減，沒有對一些急救車特別車輛的自動檢測、放行的功能，需要人為控制。本設(shè)計沒有網(wǎng)絡功能， 應當在交通燈控制系統(tǒng)上擁有一個專業(yè)的網(wǎng)絡平臺。每個交通燈十字路口都有相應的傳感器來感應到該路口相應的信息并傳上平臺。通過平臺來協(xié)調(diào)好每個十字路口交通的情況，增加道路的利用率，減少道路擁堵的幾率，使交通燈控制系統(tǒng)更加智能化。 43 參考文獻 [1] 陳艷，何春明 .智能交通系統(tǒng)應用現(xiàn)狀及其存在問題分析 [J].交通標準化 ,2021,(8):6265. 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[11] John Wiley, Sons, control and management recent methodological advances[J].Journal of Advanced Transportation,2021,47(1):13. 44 謝 辭 歲月如梭，光陰似箭。轉(zhuǎn)眼間幾個月的畢業(yè)論文設(shè)計即將結(jié)束。在畢業(yè)論文結(jié)尾之際，借此機會，我向在我做畢業(yè)設(shè)計過程中給予我支持和幫助的老師和同學們表示衷心的感謝！ 首先要感謝我的指導老師，在繁忙的事務中依然抽出時間在學習方法上和設(shè)計方面給予了我大量的指導，并且一點點的指出我的論文中的不足及錯誤，讓我在此期間順利的完成了畢業(yè)論文。其次我還要感謝在一起愉快的度過大學生活的同學，正是你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 最后，祝各位老 師、同學：身體健康、工作順利、萬事如意、心想事成、天天開心！ 45 附錄 A：系統(tǒng)原理圖 P1 . 01P1 . 12P1 . 23P1 . 34P1 . 45P1 . 56P1 . 67P1 . 78 RST9P3 . 0 (RX D )10P3 . 1 (T X D )11P3 . 2 (I N T 0 )1