【正文】 調(diào)節(jié)相位差的 信號(hào)系統(tǒng)有序指揮交通，同時(shí)運(yùn)用廣播、圖像、情報(bào)板等技術(shù)手段將所在區(qū)域各路口 (段 )的交通狀況隨時(shí)告知駕駛員，使之能提前選擇交通暢通的道路行駛，因此，城市道路網(wǎng)能獲得較大平衡和充分的利用。我們能盡快引進(jìn)先進(jìn)管理技術(shù)與設(shè)施，使城市道路交通置于先進(jìn)科學(xué)的系統(tǒng)管理之下，讓現(xiàn)有城市道路網(wǎng)及相關(guān)設(shè)施的潛能充分發(fā)揮出來(lái)。如何解決城市交通問(wèn)題已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和大眾的迫切呼聲。 自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)建設(shè)都有了飛速的發(fā)展，城市化進(jìn)程在逐步加快，城市人口在急劇增加，大量流動(dòng)人口涌進(jìn)城市，人員出行和物資交流頻繁，使城市交通面臨著嚴(yán)峻的局勢(shì)?，F(xiàn)在有關(guān)部門(mén)愈來(lái)愈多的注重在交通管理中引進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)，比如 “電子警察 ”、自適應(yīng)交通信號(hào)燈以及耗資巨大的交通指揮控制系統(tǒng)等。這不僅要求道路要越來(lái)越寬闊，而且要求有新的交通管理模式的出臺(tái)。在交叉口如何解 決混合交通流中的相互影響或彼此的相互影響，就是解決問(wèn)題的關(guān)鍵！隨著我國(guó)城市化建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的新興城市的出現(xiàn)，使得城市的交通成為了一個(gè)主要的問(wèn)題。對(duì)交通的管控能力，也就從一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)了這個(gè)國(guó)家對(duì)整個(gè)社會(huì)的管理控制能力，因此各國(guó)都很重視用各種高科技手段來(lái)強(qiáng)化對(duì)交通的管控能力。 由于交通路口的形狀和規(guī)模不一，所采用的信號(hào)燈的數(shù)量、控制要求不一，控制的復(fù)雜程度也就不一樣，為 此 ， 有關(guān)部門(mén)愈來(lái)愈多的注重在交通管理中引進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)，比如 “電子警察 ”、自適應(yīng)交通信號(hào)燈以及耗資巨大的交通指揮控制系統(tǒng)等。 由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展從而導(dǎo)致了我國(guó)汽車(chē)的猛增，從而導(dǎo)致了交通問(wèn)題的日益嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻繁發(fā)，對(duì)人類(lèi)的生命安全造成了極大的威脅；交通擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致出行時(shí)間增加；空氣污染和噪聲污染 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 日益加深等。如何解決城市交通問(wèn)題已成為全 社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和大眾的迫切呼聲。自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)建設(shè)都有了飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐步加快，城市人口在急劇增加，大量流動(dòng)人口涌進(jìn)城市，人員出行和物資交流頻繁，使城市交通面臨著嚴(yán)峻的局勢(shì)。城市交通基礎(chǔ)設(shè)施供給滯后于高速機(jī)動(dòng)化增長(zhǎng)需求，道路堵塞日趨加重，交通事故頻繁，環(huán)境污染加劇等問(wèn)題普遍存在 。本文主要從單片機(jī)的應(yīng)用上來(lái)實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈智能化的管理，用以控制過(guò)往車(chē)輛的正常運(yùn)作。在世界 范圍內(nèi)，一個(gè)以微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為先導(dǎo)的，以信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。本文介紹了一個(gè)智能交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。 最后要感謝學(xué)院給我提供了一次很好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，在這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)期間，無(wú)論是從技術(shù)上還是從對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力上來(lái)講， 都 對(duì)我今后的學(xué)習(xí)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ) ，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，將大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，解決問(wèn)題和學(xué)習(xí)更多的知識(shí)時(shí)必將更加得心應(yīng)手 。在此，我也要真誠(chéng)的對(duì)電信學(xué)院的老師們說(shuō)一聲，謝謝您。 畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成離不開(kāi)林老師指導(dǎo)。由于我 經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有 許多考慮不周全的地方，林 老師細(xì)心地糾正我們的錯(cuò)誤， 自始至終關(guān)心督促畢 業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度 ， 幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問(wèn)題。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師林玉江老師。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了交通的智能控制，同時(shí)還有路段選擇性放行和緊急車(chē)輛通過(guò)的設(shè)計(jì)，與以往的交通燈比更加人性化。另外，也涵括了國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述， 外國(guó)文獻(xiàn)摘錄和譯文等資料。 （ 5） 完成軟件程序的編寫(xiě)和仿真，編寫(xiě)主程序的循環(huán)點(diǎn)亮紅黃綠燈，按鍵電路的去抖和中斷程序的設(shè)計(jì)，同時(shí)需要設(shè)計(jì)延時(shí)電路的方式和計(jì)算其初值。 （ 3）了解單片機(jī)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)如晶振電路和復(fù)位電路，計(jì)算單片機(jī)的機(jī)器周期。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過(guò)程中，主要做的工作有： （ 1）確定交通系統(tǒng)具體的通行方案，規(guī)定東西向和南北向車(chē)輛的行止?fàn)顟B(tài)和時(shí)間分配。包括通行方案的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)，軟件編程與仿真調(diào)試等。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 結(jié)論 交通燈系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中有十分重要的作用。在交通燈系統(tǒng)中，單片機(jī)外圍硬件電路設(shè)計(jì)包括驅(qū)動(dòng)電路和譯碼顯示電路 的設(shè)計(jì) ，驅(qū)動(dòng)電路由集成芯片構(gòu)成， 該芯片將單片機(jī)輸出信號(hào)放大并傳送給顯示電路，令顯示電路實(shí)現(xiàn)紅黃綠三色燈順序點(diǎn)亮及數(shù)碼管顯示剩余時(shí)間。透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè) LED 數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，在輪流顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感 ，也就形成了數(shù)碼各自顯示不同的數(shù)字的情況。當(dāng)單片機(jī)的信號(hào)從 單片機(jī)輸出，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路放大，再送到數(shù)碼管的對(duì)應(yīng)引腳時(shí)，數(shù)碼管的這個(gè)引腳由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑒t數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的段點(diǎn)亮。 共陰極七段數(shù)碼管引腳圖如下： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 43 七段共陰極數(shù)碼管引腳圖 圖 44 共陰 極 LED 數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 如圖 44， A， B， C， D， E， F， G， DP 分別為七段發(fā)光二極管，當(dāng)其對(duì)應(yīng)引腳 1， 2， 4， 5， 6， 7， 9， 10 高 電平時(shí)， 數(shù)碼管與其對(duì)應(yīng)的 二極管發(fā)光。 交通燈的時(shí)間倒計(jì)時(shí)顯示電路采用兩位共陰極七段數(shù)碼管顯示。 LED 數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車(chē)站，家電等場(chǎng)合。圖 44 是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是 一樣的，只是它們的電源極性不同而已。 LED 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類(lèi)似于 3 位“ +1”型。當(dāng)單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò) P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入 74LS245 等總線驅(qū)動(dòng)器。 74LS245 芯片功能 74LS245 在電路設(shè)計(jì)中常用來(lái)驅(qū)動(dòng) 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)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 4 章 單元電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路 74LS245 芯片引腳圖 圖 41 74LS245 引腳圖 當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時(shí)， DIR=“ 0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸（接收） ； DIR=“ 1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸（發(fā)送） ； 當(dāng) CE 為高電平時(shí)， A、 B 均為高阻態(tài)。 AT89C52 單片機(jī) 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī) ，與同類(lèi)產(chǎn)品相比有性?xún)r(jià)比高，程序?qū)懭牒?jiǎn)單，調(diào)試方便的特點(diǎn)。 （ 2） 晶振電路 晶振采用 12MHz 晶振，則單片機(jī)的機(jī)器周期為其倒數(shù)，即 1us。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 32 單片機(jī)復(fù)位電路 上電后，由于電容 存在一定的 充電 時(shí)間 ，使 RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平 ，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位 。 XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端。如 EA 端為高電平， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。其引腳圖如下： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 31 AT89S52 單片機(jī)引腳圖 在本次設(shè)計(jì)中，單片機(jī) P0、 P P2 都用作輸入 /輸出口，其中 P0 口外接上拉電阻。而 在今后，單片機(jī) 已明顯地朝三個(gè)方向發(fā)展 即 ：巨型化，單片化，網(wǎng)絡(luò)化 。 現(xiàn)在單片機(jī) 單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來(lái)越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時(shí)器，比較器， A/D 轉(zhuǎn)換器， D /A 轉(zhuǎn)換器，串行通信接口， Watchdog 電路， LCD 控制器等。 20 世紀(jì) 80 年代初， Intel 公司在 MCS48 系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了 MCS51 系列 8 位高檔單片機(jī)。這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。 1973 年8 月，霍夫等人研制出 8 位微處理器 Intel 8080，以 N 溝道 MOS 電路取代了P 溝道，第二代微處理器就此誕生 。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 系統(tǒng)原理說(shuō)明 AT89S52 單片機(jī) 單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě) MCU 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。 整個(gè)電路包括單片機(jī)，晶振電路，復(fù)位電路，驅(qū)動(dòng)電路，數(shù)碼管顯示電路 和紅黃綠交通燈顯示電路這幾個(gè)方面。并列出了方框圖和整機(jī)電路圖。工作時(shí)，單片機(jī) P1 口輸出信號(hào)控制數(shù)碼管的顯示， P1， P2 口則控制十字路口的紅黃綠三色交通燈順序點(diǎn)亮。在本次設(shè)計(jì)中，紅黃綠燈用三種顏色的發(fā)光二極管模擬，緊急情況的檢測(cè)用開(kāi)關(guān)信號(hào)模擬， AT89S52 單片機(jī) 復(fù)位電 路 晶振電路 按鍵電路 驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路 A 道 LED 顯示電路 驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路 A 道 紅黃綠 顯示電路 B 道紅黃綠 顯示電路 B 道 LED 顯示電路 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 整機(jī)電路圖 圖 22 交通燈電路圖 系統(tǒng)工作原理 AT89C52 在 XTAL1 和 XTAL2 兩管腳上接晶體振蕩器，在晶體振蕩器的 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 兩端并聯(lián)兩個(gè)電容 C1 和 C2，參數(shù)為 30pF，對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用 。 單片機(jī)選用 AT89S52 單片機(jī)，與其他型號(hào)的單片機(jī)相比，此型號(hào)的單片機(jī)在市面上和生產(chǎn)上應(yīng)用相對(duì)廣泛，調(diào)試和修改程序比較容易，并且其功能和 ROM,RAM 的大小符合設(shè)計(jì)的要求。 由于單片機(jī)需要高穩(wěn)定，高頻率的實(shí)時(shí)脈沖， 因此需要晶體振蕩器。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 系統(tǒng)總框圖 系統(tǒng)框圖 圖 21 交通燈系統(tǒng)框圖 如圖 21 所示，系統(tǒng)由復(fù)位電路，晶振電路，按鍵電路單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路， LED 數(shù)碼顯示電路及紅黃綠燈顯示電路構(gòu)成。由于市場(chǎng)上 PLC 價(jià)格昂貴，由其控制的交通燈多應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，在人們平時(shí)的出行中難以得到廣泛的應(yīng)用。單片機(jī) 成本 比較 低廉，它同時(shí)也具有良好的生產(chǎn)價(jià)值。單片機(jī)控制交通燈主要由單片機(jī)及其晶振電路，復(fù)位電路，數(shù)碼顯示電路，紅黃綠顯示電路組成。這個(gè)方案雖然可行，但是所需要的元器件多，焊接及調(diào)試麻煩，且計(jì)時(shí)不精準(zhǔn)，可靠性不高。 方案一：數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)方案選擇 交通燈的相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)可以通過(guò)數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，也可以用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也可以通過(guò) PLC 控制 。 同時(shí) 隨著城市化的發(fā)展，交通燈在生產(chǎn)生活中占有越