【正文】 ，減少交通事故有明顯效果。紅外線(xiàn)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。1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線(xiàn)紅綠燈。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號(hào)大街的一座高塔上。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)兩色的扳手式信號(hào)燈，用以指揮車(chē)馬通行。I智能交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 ................................................................1 交通燈控制器的研究背景 ........................................1 交通燈控制器的研究意義 ........................................2 交通燈控制器的發(fā)展前景 ........................................32 總體設(shè)計(jì)方案 ........................................................5 設(shè)計(jì)思路 ......................................................5 系統(tǒng)總框圖 ....................................................6 系統(tǒng)工作原理 ..................................................63 硬件設(shè)計(jì) ............................................................8 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................8 主控模塊設(shè)計(jì) ..................................................8 STC89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ........................................9 STC89C51 單片機(jī)的 I/O 口功能 .............................104 軟件設(shè)計(jì) ...........................................................22 編程語(yǔ)言 .....................................................22 控制程序設(shè)計(jì) .................................................23 主程序模塊 ...................................................24 定時(shí)器 T0.....................................................25 按鍵子程序設(shè)計(jì) ...............................................28 顯示程序模塊 .................................................31II5 調(diào)試與檢測(cè) .........................................................34 硬件調(diào)試 .....................................................34 軟件調(diào)試 .....................................................35 軟硬聯(lián)試 .....................................................35 性能測(cè)試結(jié)果 .................................................356 結(jié)論 ...............................................................37參考文獻(xiàn) .............................................................38謝 辭 ...............................................................39附錄 A：系統(tǒng)原理圖 ....................................................40附錄 B：系統(tǒng)實(shí)物圖 ....................................................41附錄 C：系統(tǒng)元件清單 ..................................................42附錄 D：系統(tǒng)源程序 ....................................................4331 緒論 交通燈控制器的研究背景交通信號(hào)燈關(guān)系著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，目前，紅綠燈安裝在各個(gè)路口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段。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。它由紅綠兩塊以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“ 注意” 。1914 年，電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)。紅燈亮表示“停止”，綠色亮表示“通行”。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，當(dāng)車(chē)輛接近時(shí)，紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。1968 年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。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(xiàn)后停車(chē)。4隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問(wèn)題?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。在交通管理中引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴⑻岣呓煌ü芾淼姆?wù)質(zhì)量。中國(guó)車(chē)輛數(shù)量不斷增加，交通控制在未來(lái)的交通管理中起著越來(lái)越重要的作用。使交管人員有更多的精力投入到管理整個(gè)城市交通控制，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。汽車(chē)現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ?。城市交通?wèn)題困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要因素，人們對(duì)交通有效控制的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈。解決城市交叉口的交通擁擠問(wèn)題越來(lái)越緊迫。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制。5世界衛(wèi)生組織的報(bào)告指出，全世界每天有 3000 多人死于道路交通傷害。研究表明，2022 到 2020 年，道路交通事故死亡人數(shù)在高收入國(guó)家將下降 30%左右，而在中、低收入國(guó)家則會(huì)大幅度增加，如果不采取適當(dāng)措施，到2020 年，道路交通傷害預(yù)計(jì)將成為全球疾病與傷害負(fù)擔(dān)的重要原因。根據(jù)聯(lián)合國(guó)和世界衛(wèi)生組織的有關(guān)報(bào)告，人們每天所而對(duì)的各種問(wèn)題中，道路交通傷害是最復(fù)雜也是最危險(xiǎn)的。如果不采取強(qiáng)有力的預(yù)防措施，今后 20 年中道路交通事故致死和受傷人數(shù)將增加 65%左右。交通問(wèn)題是世界各國(guó)面臨的共同問(wèn)題。我國(guó)大多數(shù)城市的平均行車(chē)速度已降至 20km/h 以下，有些路段甚至只有 78km/h；由于車(chē)輛速度過(guò)慢，尾氣排放增加，使得城市的空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化。為了緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的交通運(yùn)輸方面的壓力，盡量的利用現(xiàn)有的資源，使其發(fā)揮最大的作用，各國(guó)都加大了對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究和建設(shè)的力度。一個(gè)有效的和高效的流量控制和管理系統(tǒng)有利于社會(huì)的大量減少燃料消耗，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)發(fā)展，減少交通擁堵，提高安全性。6 交通燈控制器的發(fā)展前景我國(guó)對(duì)城市交通燈控制系統(tǒng)的分析與研究工作起步較晚，20 世紀(jì) 80 年代，我國(guó)一方面把城市交通燈技術(shù)的提高放在了交通改變的核心地位；另一方面制定了開(kāi)發(fā)與引進(jìn)相結(jié)合的方針政策，逐漸建立了一些簡(jiǎn)單的城市交通燈控制系統(tǒng)。而以上系統(tǒng)的紅綠燈的時(shí)間，都是事先預(yù)設(shè)好的，在運(yùn)行期間固定不變。隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)的增多，這些簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿(mǎn)足當(dāng)前我國(guó)交通的需求。降低成本、使其安裝及維修方便。所以,現(xiàn)今的交通控制系統(tǒng)不斷趨向智能化。實(shí)施智能交通系統(tǒng)工程不僅能夠提高交通的效益與效率，增強(qiáng)交通安全性，降低環(huán)境污染，而且有利于合理利用土地與能源，甚至對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的全而提高都是至關(guān)重要的。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的車(chē)輛逐漸增多，交通擁擠和堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，引起交通事故頻發(fā)、環(huán)境污染加劇等一系列問(wèn)題。本設(shè)計(jì)是采用 MSC51 系列單片機(jī) STC89C52 為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，發(fā)光二極管和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)了設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間和顯示的功能，控制十字路口紅綠燈以及人行道紅綠燈交替亮和熄滅。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。十字路口車(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。交通信號(hào)燈控制方式很多。設(shè)計(jì)通過(guò)兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過(guò)按鍵對(duì)定時(shí)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)計(jì)通過(guò) STC89C51 單片機(jī)以及單片機(jī)最小系統(tǒng)和 74HC245 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管（數(shù)碼管更亮，白天看的很清楚）以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示時(shí)間。每條道路上各配有一組紅、黃、綠交通信號(hào)燈，其中紅燈亮，表示該道路禁止通行；黃燈亮表示該道路上未過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛禁止通行，已過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛繼續(xù)通行；綠燈表示該道路允許通行。該電路自動(dòng)控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)十字路口自動(dòng)化。用以滿(mǎn)足各時(shí)段各中路況的通行能力。主要有以下幾個(gè)功能模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)模塊、驅(qū)動(dòng)顯示模塊、LED 倒計(jì)時(shí)模塊、信號(hào)燈狀態(tài)模塊、按鍵控制模塊、復(fù)位電路、振蕩電路和最小系統(tǒng)外圍接口組成。接入 LED 數(shù)碼管可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行駛者，更具人性化。 系統(tǒng)工作原理（1）按鍵輸入設(shè)置交通燈初始模式，并設(shè)置燃亮?xí)r間。103 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)框圖，可知本系統(tǒng)主要有單片機(jī)控制系統(tǒng)模塊、驅(qū)動(dòng)顯示模塊、LED 倒計(jì)時(shí)模塊、信號(hào)燈狀態(tài)模塊、按鍵控制模塊、復(fù)位電路、振蕩電路等組成。單片機(jī) RST 引腳上接復(fù)位電11路，XTAL1 和 XTAL2 接入晶振時(shí)鐘電路。與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容，8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器，1000 次擦寫(xiě)周期，全靜態(tài)操作：0Hz~33Hz，三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器，32 個(gè)可編程 I/O 口線(xiàn)，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，八個(gè)中斷源，全雙工 UART 串行通道，低功耗空閑和掉電模式，掉電后中斷、可喚醒，雙數(shù)據(jù)指針，掉電標(biāo)識(shí)符。 STC89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC89C51 是一種低功耗，高性能的 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有 8 位 CPU 和在線(xiàn)系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C51 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。另外，STC89C51 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式，空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 STC89C51 單片機(jī)的 I/O 口功能 40351510 30251520 2180C51 VS圖 33 89C51 單片機(jī)引腳圖在 STC89C51 中，有四個(gè)雙向 I/O 端口 P0~P3 口，每個(gè)端口都是由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器、輸入緩沖器組成。四個(gè) I/O 端口都可作輸入輸出使用，其中 P0 和 P2 口13通常用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) TTL 邏輯電平，對(duì) P0 端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平，對(duì) P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用，作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在Flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平，對(duì) P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，可以作為輸入口使用。訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高八位地址，在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在 Flash 編程14和校驗(yàn)時(shí)，P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。對(duì) P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，可以作為輸入口使用。P3 口亦作為 STC89C51 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。端口引腳第二功能：： RXD(串行輸入口)；： TXD(串行輸出口)；： INTO(外中斷 0)；： INT1(外中斷 1)；： TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0)；： T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1） ；： WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 )；： RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)；P3 口還接收一些用于 Flash 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）