【正文】 1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車(chē)通行。關(guān)鍵詞： 單片機(jī) STC89C52 交通燈 分時(shí)系統(tǒng) 雙電源目 錄1前言.....................................................................1 交通燈的歷史和現(xiàn)狀.....................................................1 單片機(jī)相關(guān)介紹.........................................................1 課題意義...............................................................22課題內(nèi)容.................................................................33方案比較、設(shè)計(jì)和論證......................................................3 供電方案...............................................................3 顯示界面方案...........................................................3 輸入方案...............................................................44 系統(tǒng)設(shè)計(jì).................................................................4 交通燈規(guī)則方案.........................................................4 相位的概念...........................................................4 交通燈狀態(tài)...........................................................4 高低峰分時(shí)管理機(jī)制..................................................6 軟件編程..............................................................8 硬件設(shè)計(jì)部分..........................................................9 單片機(jī)系統(tǒng)..........................................................9 交通燈演示系統(tǒng)......................................................12 雙電源供電電路......................................................12 中斷系統(tǒng)............................................................145 系統(tǒng)調(diào)試................................................................14 斷電調(diào)試..............................................................14 通電調(diào)試..............................................................15 基本要求部分的測(cè)試與分析..............................................156 結(jié)論................................................................15致 謝..................................................................16參 考 文 獻(xiàn)...............................................................17英 文 摘 要...............................................................18附錄一 系統(tǒng)主板電路.......................................................19附錄二 程序清單...........................................................20附錄三 系統(tǒng)實(shí)物圖.........................................................36成績(jī)?cè)u(píng)定表II1. 前言 交通燈的歷史和現(xiàn)狀當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段。這些狀態(tài)包括全紅燈和高低峰即時(shí)切換。雙電源供電方案主要是為了應(yīng)對(duì)市電突然掉電或者出現(xiàn)故障的情況，對(duì)于持續(xù)的保持整體系統(tǒng)的正常工作具有重要意義，其原理主要是利用二極管的單向?qū)щ娦运鶐?lái)的開(kāi)關(guān)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)雙電源瞬時(shí)的切換。本交通燈系統(tǒng)選用了LED燈和雙位數(shù)碼管來(lái)模擬顯示的交通燈切換狀態(tài)。廉價(jià)性是單片機(jī)相對(duì)于其他的控制模塊來(lái)說(shuō)成本更低，一塊成熟的STC89C52的成本不過(guò)10元，加上其他的外圍電路成本也不超過(guò)100元，無(wú)論是開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)成本都能夠得到很好的控制。選用單片機(jī)作為此次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要是考慮到單片機(jī)的通用性和廉價(jià)性。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 學(xué)院名稱工程學(xué)院 專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化論文提交日期 論文答辯日期答辯委員會(huì)主席 ____________評(píng) 閱 人 ____________摘 要交通燈是現(xiàn)代交通非常重要的一個(gè)組成部分，一套好的交通燈系統(tǒng)往往對(duì)提升城市交通運(yùn)輸效率，降低事故發(fā)生率有至關(guān)重要的影響。本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、雙電源供電系統(tǒng)、交通燈演示系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)組成。通用性是指單片機(jī)的電路以及編程語(yǔ)言相對(duì)比其他控制模塊來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)單和通用，這個(gè)對(duì)于往后功能的添加以及系統(tǒng)的維護(hù)來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)便和易行。本設(shè)計(jì)選用STC89C52主要也就是基于上述的兩個(gè)原因。雙電源供電系統(tǒng)采用的是主電源和后備電源供電的方案。中斷系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能是在有特定需要的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈狀態(tài)的控制。本系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)最基本的交通燈功能以外，還可實(shí)現(xiàn)高低峰分時(shí)段控制方案以應(yīng)對(duì)不同時(shí)段的不同交通狀況，城市的交通早晚時(shí)段的流量往往能夠達(dá)到最大，分時(shí)控制對(duì)于提高城市交通效率有非常重要的作用。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。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”。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，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(hào)大街的一座高塔上。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)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。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在交叉路口的停車(chē)線后停車(chē)。本設(shè)計(jì)的單片機(jī)控制交通燈就是基于信號(hào)燈。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。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)。本設(shè)計(jì)選用了市面上較為常見(jiàn)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(chǔ)器。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。STC89C52的管腳圖如圖1所示。但是如何充分利用單片機(jī)已有的功能進(jìn)行最大化的開(kāi)發(fā)才是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。舉一反三，延伸到其他類(lèi)似領(lǐng)域的應(yīng)用。2 課題內(nèi)容本課題的主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面：(a). 設(shè)計(jì)交通燈狀態(tài)的管理方案；(b). 設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)和周邊電路；(c). 設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)；(d). 設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的電路分布和接線；(d). 使用C語(yǔ)言編寫(xiě)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所需要的程序，重點(diǎn)是分時(shí)管理系統(tǒng)和緊急中斷系統(tǒng)的程序。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。方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源?？紤]到實(shí)際情況和電路的簡(jiǎn)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(kāi)后備電源的時(shí)候，如果主電源斷電，后備電源瞬間接通繼續(xù)供電，這里會(huì)利用到二極管的單向?qū)щ娦?。基于功能需求，本設(shè)計(jì)考慮如下三個(gè)方案：方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED 顯示。方案三：采用數(shù)碼管與點(diǎn)陣LED 相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時(shí)間與提示信息。 輸入方案考慮到緊急情況和具體現(xiàn)場(chǎng)的情況，本設(shè)計(jì)考慮兩種方案：方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤(pán)，顯示等。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。該方案優(yōu)點(diǎn)是：編程更加簡(jiǎn)潔，使用更加簡(jiǎn)單，且成本更低。4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 交