【正文】 IC 器件。 Proteus 軟件 具有其它 EDA 工具軟件 的功能。是目前世界上唯一將 電路仿真 軟件、PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持 805HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2021年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 4 章 系統(tǒng)的 仿真 了解 虛擬物理原型的功能，在目標(biāo)板沒有制作或投產(chǎn)前，就可以對硬件系統(tǒng)的功能、合理性和性能指標(biāo)進(jìn)行充分調(diào)整，并可以在沒有硬件的情況下，進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，也可由仿真電路圖直接導(dǎo)出繪制成印制電路板（ PCB）。點(diǎn)擊新建 保存按鈕 ，并給 文件起名為 智能交通燈 .c：注意后綴名為 .c，如圖 37所示： 圖 37 建立 C文件 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 最后點(diǎn)擊 Target1 文件樹，再點(diǎn)擊 Source group1 右鍵單擊鼠標(biāo)，顯示如下，選中 Add File to ‘ source group 1’ ,將保存的 C文件添加到文件樹中： 圖 38 將 C文件添加到工程中 編譯 用 keil 軟件環(huán)境編寫和修改程序， keil 里面帶有單片機(jī) 89C52 運(yùn)行很 多的庫程序，方面快捷。 運(yùn)用 keil 軟件來進(jìn)行編程，但 由于匯編比較繁瑣，在這次設(shè)計(jì)中我采用了常用的 C 語言編程來實(shí)現(xiàn)，更 易于編寫與調(diào)試。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不但易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 提高軟件的可靠性。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)檐浖目缮炜s性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。 編程軟件 硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架基本形成。 U2 的 Q0Q7 分別接到數(shù)碼管的a,b,c,d,e,f,g,h 引腳，來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的數(shù)字顯示，最后 U3 中的 Q0,Q1 分別接we1， we2。 鎖存器 74HC573 的 I/O 分布 智能交通系統(tǒng) 中 74HC573 鎖存器 U2， U3的接口分配表如下所示： 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 表 32 74HC573鎖存器 U2， U3的接口分配表 D0（ U2， U3） D0 Q3(U2) d D1（ U2， U3） D1 Q4(U2) e D2（ U2， U3） D2 Q5(U2) f D3（ U2， U3） D3 Q6(U2) g D4（ U2， U3） D4 Q7(U2) h D5（ U2， U3） D5 Q0(U3) we1 D6（ U2， U3） D6 Q1(U3) we2 D7（ U2， U3） D7 Q4(U3) we3 Q0(U2) a Q5(U3) we4 Q1(U2) b LE(U2) dula Q2(U2) c LE(U3) wela 如 表 42 所示 對于 74HC573 鎖存器 U2， U3 的 D0D7分別接到 C52 單片機(jī)的 引腳。 分別接， RED_A（南北向紅燈） ,YELLOW_A（南北向黃燈） ,GREEN_A（南北向綠燈） ,RED_B（東西向紅燈） ,YELLOW_B（東西向黃燈） ,GREEN_B（東西向綠燈） ,分別控制其路燈的亮滅。東往西、西往東也一樣，如圖 34 所示： 若 上 次 T = 3 0車 流 量 L = 1 5 ?下 次 T = 4 0 s 下 次 T = 3 0 s若 上 次 T = 4 0車 流 量 L = 2 5 ?下 次 T = 4 0 s 下 次 T = 3 0 sYNYN圖 34 車流量大小判斷規(guī)則 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 總程序流程圖 智能交通燈控制系統(tǒng)要求車流量檢測及倒計(jì)時(shí)的顯示，程序包含了外部 中斷、定時(shí)器中斷、按鍵掃描、車流量按鍵模擬等部分，在程序編寫中 南北車流量檢測計(jì)數(shù)使用的是計(jì)數(shù)器 T1 按鍵模擬，而東西車流量使用的是普通按鍵模擬。這樣檢測，某次可能不準(zhǔn)確，但下次肯定能補(bǔ)回來，累積計(jì)算是很準(zhǔn)確的。 中斷程序設(shè)計(jì) 中斷是分優(yōu)先級的，本程序的緊急中斷和時(shí)間設(shè)定中斷優(yōu)先級是最高的，當(dāng)響應(yīng)這兩個(gè)中斷程序的時(shí)候 CPU 關(guān)閉全局中斷 EA=0，當(dāng)中斷程序執(zhí)行完畢時(shí)開啟全局中斷令 EA=1；而定時(shí)器中斷優(yōu)先級列在緊急中斷和時(shí)間設(shè)定中斷之后，所以在緊急中斷和時(shí)間設(shè)定中斷程序執(zhí)行時(shí)數(shù)碼管是不計(jì)時(shí)的，中斷執(zhí)行過程如圖 32所示； 鍵盤掃描是實(shí)時(shí)刷新的，而且每個(gè)按鍵都寫有去抖動程序以免產(chǎn)生不必要的仿真和實(shí)物演示結(jié)果紊亂。 顯然，方案一有方法繁瑣、壽命短的缺點(diǎn)；方案二由于信號衰減，以及馬路噪聲源較多的緣故穩(wěn)定性和抗干擾性不好；方案三最好，因?yàn)榉桨溉槐匕?裝多鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 余的車輛檢測硬件，從而減少開支，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且當(dāng)前技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此本設(shè)計(jì)采用方案三。反射式檢測探頭由一個(gè)紅外發(fā)光管和一個(gè)紅外接收管組成。由超聲波發(fā)生器發(fā)射一束超聲波，再 接收從車輛或地面的反射波，根據(jù)反射波返回時(shí)間的差別，來判斷有無車輛通過。顯然，該方法只能獲取單一的車輛信息，且方法繁瑣，壽命短，已經(jīng)被磁感應(yīng)檢測等技術(shù)所取代。 車流量監(jiān)控 高速公路車流量監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化的高速公路車流量實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理，在改善交通環(huán)境，保證高速公路交通安全和道路暢通、提升服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營水平等方面將起到重要的作用。當(dāng)時(shí)間調(diào)節(jié)完畢時(shí)可按返回鍵（ ）開啟全局中斷并跳出時(shí)間設(shè)定。 設(shè)計(jì)方案 智能交通系統(tǒng) 設(shè)計(jì)了時(shí)間設(shè)定、緊急狀態(tài)、南北通行與東西通行選擇三種特殊功能和 流量監(jiān)控等 重要?jiǎng)?chuàng)意功能。系統(tǒng)的總體框圖如圖 31 所示： S T C 8 9 C 5 2最 小 系 統(tǒng)外 圍 接 口 電 路按 鍵控 制 電 路L E D 數(shù) 碼 管 顯 示紅 黃 綠 信 號 燈 圖 31系統(tǒng)的總體框圖 單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到 LED 數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。 共陽極數(shù)碼管顯示 P0口賦值如表 21： 表 21共陽極數(shù)碼管顯示 P0口賦值 數(shù)字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P0值 0xc0 0xf9 0xa4 0xb0 0x99 0x92 0x82 0xf8 0x80 0x90 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) 基本原理 由于本設(shè)計(jì)采用單片機(jī) STC89C52 設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，用單 片機(jī)直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入 LED 數(shù)碼管就可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更具人性化。而鎖存器 U2， U3都上接單片機(jī)的 P0 端口，當(dāng) P0=0x01 時(shí)，數(shù)碼 管的十位點(diǎn)亮，然后讓 端口得電，鎖存器 U2 選通，由于本次設(shè)計(jì)是連接的共陽極的數(shù)碼管，所以再 令 P0=0xc0 時(shí)，段選成功，數(shù)碼管十位顯示出“ 0”。由于單片機(jī)的 I/O 口送不出如此大的電流，所以數(shù)碼管與單片機(jī)連接時(shí)需 要加驅(qū)動電路，可以用上拉電阻的方法或使用專門的數(shù)碼管驅(qū)動芯片，然而 這里 使用的上拉電阻與 75HC573 鎖存器的聯(lián)合運(yùn)用，其輸出電流較大，電路接口簡單，可以借鑒使用。而它們的公共端又可分為共陽極和共陰極，圖 27(b)為共陽極內(nèi)部原理圖，本次設(shè)計(jì)就是應(yīng)用的共陽極顯示數(shù)碼管。目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的位選通任務(wù)。 U3 鎖存器的右端口 Q0， Q1分別接 we1 與 we2端口， Q4， Q5分別接 we3， we4端口，而 we1， we2 端口上接南北路方向數(shù)碼管的 1 和 2 引腳， we3， we4 端口上接?xùn)|北路方向數(shù)碼管的 1 和 2 引腳，來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向顯示不同數(shù)字。上拉電阻的 29號管腳分別接到 C52 單片機(jī)的 端口分別定義為 D0， D1， D2， D3， D4， D5， D6,D7 標(biāo)號，如圖 26 所示： 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 26 單片機(jī)與上拉電阻的連接 然后分別連接到兩個(gè)鎖存器的 D0D7 端口。晶振結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須 的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振 提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達(dá)百萬分之五十， 高級的精度更高。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路如圖 24 所示： 時(shí)鐘電路中最為重要的就是晶振，晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號。 考慮到實(shí)際情況和電路的簡潔，本設(shè)計(jì)采用了第二套方案，同時(shí)在考慮到突發(fā)斷電的情況，還增加了一個(gè)后備電源，在打開后備電源的時(shí)候，如果主電源斷鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 電，后備電源瞬間接通繼續(xù)供電，這里會利用到二極管的單向?qū)щ娦浴? 方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。 本設(shè)計(jì) 考慮了兩種電源方案 ： 方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。該系統(tǒng)具有電路簡單，設(shè)計(jì)方便，顯示亮度高，可靠性高等特點(diǎn)。 電源端口為 USB，可連接至穩(wěn)定的電源，方便快捷，適用范圍廣。使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 本次智能交通系統(tǒng) 選用了市面上較為常見的 STC89C52 單片機(jī)， STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。最為重要的是改變傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)單調(diào)、簡單的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)信號指示燈通行和禁行顯示時(shí)間根據(jù)車流量的變化而變化，有效的解決傳統(tǒng)交通燈的車流不平衡的問題。 設(shè)計(jì) 要求 由于現(xiàn)今階段交通問題已經(jīng)成為城市的重要問題，傳統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)僵化簡單已不適用于今天城市的發(fā)展，所以一種帶有車流量 監(jiān)控 和多種特殊中斷的智能交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作尤其重要。智能化交通管理控制與服務(wù)，交通運(yùn)行智能化監(jiān)測分析及車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)等。 通過這些智能交通系統(tǒng)發(fā)布動態(tài)有效的信息服務(wù)，可高效引導(dǎo)車輛出行前、出行中的路徑選擇，提供從出行計(jì)劃到實(shí)現(xiàn)的一站式服務(wù)，從而提高車輛出行效率和交通基礎(chǔ)設(shè)施的承載能力 ，并通過加強(qiáng)對路網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)測，提高突發(fā)事件處理效率，減少車輛無序和無效出行，降低車輛燃油消耗和尾氣排放，減少城市能耗和碳排放，逐步將傳統(tǒng)的交通出行模式向更加高效、經(jīng)濟(jì)、安全的綠色出行模式轉(zhuǎn)變，從而緩解城市交通擁堵。到“十二 五”期間，我國智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在通過智能化和信息化手段；推動綜鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 合交通運(yùn)輸、城市公共交通的高效發(fā)展；實(shí)現(xiàn)交通節(jié)能減排、車輛安全出行等方面。但是，近年來 我國智能交通技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展處于蓬勃上升趨勢。本設(shè)計(jì)的單片機(jī)控制交通燈就是基于信號燈。紅 燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過馬路。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。 電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914 年始安裝于紐約市 5號大街的一座高塔上。它由紅綠兩色旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。這是世界上最早的交通信號燈。但這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。 keil。 traffic。 關(guān)鍵字： 單片機(jī)； STC89C52；車流量；智能交通燈； keil； proteus 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Traffic lights modern transport a very important part of a good set of traffic lights system often have a crucial impact in raising the efficiency of urban transport, reduce the accident rate. Intelligent traffic light control system is usually to achieve automatic control and traffic flow in case of emergency lights can be manually switched to special vehicles priority access. This paper mainly discusses the intelligent traffic light control system software, but also on the structural characteristics and