【正文】 顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。 LED 數(shù)碼 管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。8051 的 /RD 和 /PSEN 相與后接 DIR，使得 RD 且 PSEN 有效時， 74LS245 輸入（ ←D1 ），其它時間處于輸出（ →D1 ）。 由于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口時 74LS245 的三 態(tài)控制端 1G 和 2G 接地， P2口與 驅(qū)動器 輸入線對應相連。 當 8051 單片機的 P0 口總線負載達到或超過 P0 最大負載能力時，必須接入 74LS245 等總線驅(qū)動器。 [8] 引腳功能 A0~A2：地址輸入端 STA（ E1）：選通端 /STB（ /E2）、 /STC（ /E3）：選通端（低電平有效） /Y0~/Y7：輸出端（低電平有效） VCC：電源正 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 19 GND：地 總線收發(fā)器 74LS245 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動 led 或者其他的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 ③ 若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時， 74LS138 還可作 數(shù)據(jù)分配器 。 比如 ：A2A1A0=110 時，則 Y6 輸出端輸出低 電平信號 。 譯碼器 74LS138 簡介 74LS138 為 3 線－ 8 線 譯碼器 共有 74LS138 和 74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。 （ 5）總線多樣，易于擴展 單片機外部的典型三 總線結(jié)構(gòu) ,方便系統(tǒng)構(gòu)擴展 ,構(gòu)成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。RST/Vpd（ 9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。功能包括對會聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控 制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。 低功耗空閑和掉電模式 2 個讀寫中斷口線 2 個外部中斷源 2 個串行中斷 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 32 個雙向 I/O 口 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) [1] AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定 時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 [10] 16 三、 系統(tǒng)硬件電路 單片機 AT89C52 AT89C52 簡介 AT89C52 是 51 系列 單片機 的一個型號 ，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 [9] （ 2） 狀態(tài)燈顯示的理論分析 黃燈閃爍同樣可以利用定時器中斷。 交通燈顯示的理論分析 （ 1） 倒計時顯示 的理論分析 利用定時器中斷，設(shè)置 TH0=TH1＝ (6553650000)/256，即每 秒中斷一次。 原理分析 交通燈顯示時序的理論分析 圖 4 狀態(tài)周期示意圖 共四種狀態(tài)，分別設(shè)定為 S S S S4，交通燈以這四種狀態(tài)為一個周期，循環(huán)執(zhí)行如下圖所示： 依據(jù)上述車輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個路口燈的邏輯表如下表所示 (其中邏輯值“ 1”代表直行通行，邏輯值“ 0”代表禁止通行，邏輯值“ L”代表左拐通行 )： 14 表 1 狀態(tài) 1 圖 S1的狀態(tài) E S W N 邏輯值 0 1 0 1 顯示時間 正常模式下為 40S 表 2 狀態(tài) 2 圖 S2的狀態(tài) E S W N 邏輯值 0 L 0 L 顯示時間 正常模式下為 20S 表 3 狀態(tài) 3 圖 S3的狀態(tài) E S W N 邏輯值 1 0 1 0 顯示時間 正常模式下為 40S 表 1 狀態(tài) 4 圖 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 15 S4的狀態(tài) E S W N 邏輯值 L 0 L 0 顯示時間 正常模式下為 20S 程序就是在上述四種狀態(tài)下循環(huán)轉(zhuǎn)化的。而在這四個相位運行中，右轉(zhuǎn)是不被禁止的，可以隨時通過的。因此，根據(jù)交叉路口的車流量信息，相 理設(shè)置也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 交通路口 的交叉路口控制中，由于車道加寬，車流量也比以前大大增加了，這時為了保障交通安全，及車流的順利暢通，就需要再增加相位的設(shè)置，例如可增加適當?shù)淖筠D(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)相位，使每一方向的車流都可在通過交叉路口時不受其它方向車輛的干擾，提高了交叉路口的交通安全和通行率。 幾何特性一定的條件下，交叉路口的信號配時是提高交叉路口通行能力、減少車輛 12 在交叉路口的排隊延誤和停車次數(shù)最為重要的決定因素。 智能 交通燈 控制系統(tǒng) 11 第一相位 第二相位 第三相位 第四相位 圖 2 十字路口四相位信號控制示意圖 交叉路口交通信號控制中，由于交叉路口車道窄，車流量較小，一般只采用兩個相位，即兩相制，如東西向放行，顯綠燈，則南北向禁止，顯紅燈，這是第一相。二相位控制其安全性稍低 , 但能在各 種交叉口運行 , 且交通效率高。為使控制機既適合各種交叉口 , 又能在需要時聯(lián)機控制 , 因此在系統(tǒng)中同時采用兩種控制方法。 系統(tǒng)控制方案 定時控制雖不太適于交通流量有很大變化的交叉口的控制 , 但能用數(shù)字顯示器顯示當前燈色剩余時間 , 以便于駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作 , 及時停車或啟動。 通過切換運行模式，此系統(tǒng)可有效防止上下班時交通堵塞和車輛、人員滯留。硬件部分：通過單片機控制交通燈和數(shù)碼管的顯示，同時可利用按鍵切換運行模式，即普通模式和上下班高峰模式。 交通燈系統(tǒng)雙模 式 針對實現(xiàn)交通燈的雙模式控制的目的，采用以 C 語言編寫程序，設(shè)計電路的軟件部分和以 89C52 單片機為核心，連同交通燈顯示模塊和其他元器件，設(shè)計電路的硬件部分的軟硬件相結(jié)合的方法。該提示器當綠燈亮時會發(fā)出清脆的提示聲，提醒行 10 人可以通過；當綠燈快轉(zhuǎn)換成紅燈時，提示器會發(fā)出緊促且稍大聲音，提醒行人不能通過。 通過加裝盲人提示音器件，構(gòu)建系統(tǒng)盲人指示功能模塊。 通過聲音提示盲人停止或者通行。 盲人指示功能 紅綠燈對盲人毫無便利可言，因無法弄清車輛通行狀況，盲人常常在路口遲疑不前，甚至冒闖紅燈。實現(xiàn)交通燈在狀態(tài) S S S S4 的通行規(guī)則循環(huán)下，任意時間下能通過按鍵實現(xiàn)急車強通控制。由此在交 通控制中增設(shè)禁停按鍵，就可達到想此目的。如狀態(tài) S1 和 S4。考慮在交通規(guī)則和車輛安全性基礎(chǔ)上，實現(xiàn)在最短的時間內(nèi)達到最大的車流量。 30s 狀態(tài) S4：東西方向可右轉(zhuǎn)彎，南北方向可左右轉(zhuǎn)彎 . 50s 交通控制系統(tǒng)的功能 要求 交通 通行模式 通過具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個狀態(tài)歸納如下： 圖 1交通狀態(tài) 設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組向左、直行、向右的指示燈（綠色亮表示可以通行，綠色滅表示禁止通行），設(shè)出行高峰期南北道比東西道的車流量大。 30s 狀態(tài) S2：東西方向 可直行，南北方向禁止通行 。 20s 狀態(tài) S3：東西方向禁止通行，南北方向可直行 。 [7] 智能 交通燈運行規(guī)則 ※ 智能 交通燈運行規(guī)則 1 （常規(guī)交通運行） 狀態(tài) S1：東西方向可左右轉(zhuǎn)彎，南北方向可右轉(zhuǎn)彎 。因為設(shè)計時精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用四個按鍵，分別是 K K K K4。若用該方案，可提供較多 I/O 口 ,但操作起來稍顯復雜。 [6] （ 3） 輸入方案： 題目 要求系統(tǒng)能手動設(shè)燈亮時間、緊急情況處理，討論了兩種方案： 方案一：采用 8155擴展 I/O 口及鍵盤，顯示等。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度。這種方案實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼 字符 ，無法勝任題目要求。 [4] （ 2） 顯示界面方案 該系統(tǒng)要 求完成倒計時、狀態(tài)燈等功能 。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復雜，且可能影響電路電平。我們考慮了兩種電源方案。交通燈的計時控制是利用 單片機內(nèi)部的定時器 /計數(shù)器進行定時，配合軟件延時實現(xiàn)到計時。交通燈由 12 個帶指示箭頭的 LED 燈來作為四個方向的車行指示燈，各人行路口的指示燈為紅綠燈來指示通行禁行。該系統(tǒng)依據(jù)車多通行時間長及同時通行兩車道不沖突的原則，在軟硬件方面對現(xiàn)行交通燈控制進行改進，從而動態(tài)調(diào)節(jié)各方向的通行時間，大大提高了交 通燈配時的靈活性和實時性。但固定配會導致有些方向車輛早已通行完，而另外方向車輛排長隊等待綠燈，致使交通效率大大降低。經(jīng) 過 大量的探 索和研究實踐，人們相信智能控制是解決城市交通問題的強有力的工具。各國相繼開發(fā)了不同的交通控制系統(tǒng)，為緩 解交通問題做出了很大的貢獻。 由于修建道路并不能從根本上解決城市交通擁擠的問題，人們開始尋求新的解決途智能 交通燈 控制系統(tǒng) 5 徑。可是，過不了多長的時間，道路又恢復到原來的擁擠狀態(tài)。這要求我們找出根本原因，分析問題，找出解決的辦法，采用積極的措施，以期徹底改善城市的交通問題。發(fā)達國家的調(diào)查表明：汽車排放的污染物占大氣污染物總量的 60%以上；交通噪聲占城市環(huán)境噪聲的 70%以上，這種污染物在車輛制動和起動的過程中更為嚴重。 （ 4）空氣污染和噪聲污染嚴重，且日益加劇。 據(jù)報紙顯示，全國城市的車速非常的低，形勢非常的嚴峻。就西安來說，每年都有很多人死于車禍。車輛多，道路窄，機動車輛和非機動車輛混行，部分司機和行