智能交通燈控制系統(tǒng)方案設(shè)計書[1]

1、摘要2第一章概述31.1交通燈的發(fā)展及現(xiàn)狀 31.2單片機(jī)說明 3第二章 智能交通燈的設(shè)計原理 62.1智能交通燈的設(shè)計框圖 62.2智能交通燈的設(shè)計方案及改進(jìn)措施 6第三章智能交通燈電路設(shè)計63.1控制器的系統(tǒng)框圖7！未定義書簽3.2智能交通燈控制系統(tǒng)電路圖 錯誤3.3工作原理8第四章 智能交通燈軟件系統(tǒng)設(shè)計 144.1智能交通燈的軟件設(shè)計流程圖 144.2程序源代碼14第五章 智能交通燈方案的仿真 14小結(jié)18致謝詞18參考文獻(xiàn)18附錄21附錄A:智能交通燈控制程序：21本文介紹的是一個基于PROTEU的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真，系統(tǒng) 根據(jù)交通十字路口雙車道車流量的情況控制交通信號燈

2、按特定的規(guī)律變化。本文首先對智能交通燈的研究意義和智能交通燈的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，指出了現(xiàn)狀交通燈存在的缺點，并提出了改進(jìn)方法。智能交通燈控制系統(tǒng)通常要實 現(xiàn)自動控制和在緊急情況下能夠手動切換信號燈讓特殊車輛優(yōu)先通行。本文還對AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點和重要引腳功能進(jìn)行了介紹，同時對智能交通燈控制 系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后利用PROTEU軟件，通過其平臺對交通燈控 制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明系統(tǒng)工作性能良好。關(guān)鍵詞：PROTEUSAT89C51單片機(jī)、智能交通燈；第一章概述1.1交通燈的發(fā)展及現(xiàn)狀中國車輛數(shù)量不斷增加，交通管制的工作量越來越大，利用計算機(jī)代替人進(jìn) 行高效交通管理

3、是必然的發(fā)展趨勢，而讓計算機(jī)控制的交通燈擁有類似人類的感 知智能，具有很強的現(xiàn)實意義，比如通過攝像機(jī)讓交通燈控制系統(tǒng)獲得視覺感知 功能，就可以代替人類的眼睛，使系統(tǒng)根據(jù)所“看到”交通情況自適應(yīng)改變管制 策略，提高了交通管理的自動化水平，使得交通更高效、更順暢。目前設(shè)計交通燈的方案有很多，有應(yīng)用 CPLD設(shè)計實現(xiàn)交通信號燈控制器方 法;有應(yīng)用PLC實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計；有應(yīng)用單片機(jī)實現(xiàn)對交通信號燈 設(shè)計的方法。目前，國內(nèi)的交通燈一般設(shè)在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃 三種顏色的指示燈。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。對于一般情況下 的安全行車，車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實際行車過

4、程中出現(xiàn)的情況， 還存 在以下缺點：1.兩車道的車輛輪流放行時間相同且固定，在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應(yīng)該長些；另一車道為副干道，車輛較少， 放行時間應(yīng)該短些。2.沒有考慮緊急車通過時，兩車道應(yīng)采取的措施，臂如， 消防車執(zhí)行緊急任務(wù)通過時，兩車道的車都應(yīng)停止，讓緊急車通過。1.2單片機(jī)說明按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系 統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機(jī)是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM 32根I/O 口線、2個16位定時/計數(shù)器、5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)

5、、2個全雙工的串行口，具有 4.255.50V的電壓工作范圍和 024MHz工作頻率，使 用AT89C51單片機(jī)時無須外擴(kuò)存儲器。因此，本流水燈實際上就是一個帶 有八個發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù) 位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機(jī)。1. 2.1 AT89C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器 (FPEROM FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory)的單片機(jī)芯片，它采用靜態(tài)CMOS工藝制造8位微處理器，最高工作頻率位 24MHZ。AT89C5外形及引 腳排列如圖1

6、所示：圖1管腳說明RST腳兩個機(jī)器周期的RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持咼電平時間。P0 口： P0 口為一個8位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電 流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉咼。P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸 入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流

7、，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 在FLASH編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“ T時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2 口輸出地址的高八位。 在給出地址“ T時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

8、P3 口： P3 口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出 4個TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作 輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流(ILL )這是由于上拉的緣故。ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存 地址的地位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用 作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在SFR8EH地址

9、上置 0。此時，ALE只有在執(zhí)行 MOVX MOVC旨令是 ALE才起作 用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間， 每個機(jī)器周期兩次 PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN信號將不出現(xiàn)。EA/VPP:當(dāng)EA保持低電平時，貝U在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。XTAL1和XTAL2:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。第二章 智能交通燈的設(shè)

10、計原理2.1智能交通燈的設(shè)計框圖圖I系統(tǒng)結(jié)枸框圖2.2智能交通燈的設(shè)計方案及改進(jìn)措施交通燈系統(tǒng)由四部分組成：車檢測電路，信號燈電路，時間顯示電路，緊急 轉(zhuǎn)換開關(guān)。針對道路交通擁擠，交叉路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的情況利用單片機(jī)控制技術(shù)提出 了軟件和硬件設(shè)計方案及兩點改進(jìn)措施。1、根據(jù)各道路路口車流量的大小自動調(diào)節(jié)通行時間。2、考慮特殊車輛通行情況，設(shè)計緊急切換開關(guān)。AT89S51單片機(jī)有2計數(shù)器，6個中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。用其設(shè) 計的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機(jī)設(shè)計交通燈。第三章智能交通燈電路設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，可畫出該控制器的原理框圖，為確保十字路口的交通 安全，往往都采用交通燈

11、自動控制系統(tǒng)來控制交通信號。其中紅燈（ R）亮，表 示禁止通行；黃燈（Y）亮表示暫停；綠燈（G）亮表示允許通行。3.1控制器的系統(tǒng)框圖如圖3所示3.2智能交通燈控制系統(tǒng)電路圖智能交通燈電路圖如圖4所示:2 ji：JrHTPLI：<T*12Ml -j-Jj-ieweIK-TP L>I'I HUS iniM>r臨DP? P2IMMEFZ4*I7慎M.vraw njPI3KJVI511*P-i?m. Fzjjme-REMkD iJ.VDiPFMSTi- *jLr 帀 EW"!PJfiUSlF p3?.<raJS_1L圭ISW1圖4交通燈系統(tǒng)由四部分組成：車檢

12、測電路，信號燈電路，時間顯示電路，緊急 轉(zhuǎn)換開關(guān)。3.3工作原理綠燈的放行時間與車輛通過數(shù)量不成正比。比如說20秒內(nèi)每車道可以通過20輛車，40秒內(nèi)每車道卻可以通過45輛車。因為這有一個起步的問題，還有一 個黃燈等待問題。也就是說，綠燈放行時間越長，單位時間通過車輛的數(shù)量就越 多。我們來計算一下，每車道通行20秒內(nèi)可以通過20輛車，一個紅綠燈循環(huán)是 40秒（單交叉路口），加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈5秒（一個循環(huán)要兩次轉(zhuǎn)換），即 一個紅綠黃燈循環(huán)要50秒，即50秒內(nèi)通行的車輛為40輛。通過一輛車的平均 時間是1.25秒。如果每次車輛通行的時間改為 40秒，40秒內(nèi)每車道可以通過 45輛，一個紅綠燈循

13、環(huán)是80秒（單交叉路口），加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈5秒（一 個循環(huán)要兩次轉(zhuǎn)換），即一個紅綠黃燈循環(huán)要90秒，即90秒內(nèi)通行的車輛為90 輛。通過一輛車的平均時間只需1秒。顯然在車輛擁擠的情況下綠燈的通行時間 越長，單位時間內(nèi)通行的車輛越多，可以有效緩解車輛擁堵問題。我設(shè)定了綠燈 通行時間的上限為40秒。在非擁擠時段綠燈的通行時間的下限為 20秒，當(dāng)交叉 路口雙方車輛較少時通行時間設(shè)為 20秒，這樣可以大大縮短車輛在紅燈面前的 等待時間。當(dāng)交叉路口雙方車輛較多時通行時間設(shè)為40秒。車檢測電路用來判斷各方向車輛狀況,比如：20秒內(nèi)可以通過的車輛為20輛，當(dāng)20秒內(nèi) 南往北方向車輛通過車輛達(dá)不到20輛

14、時，判斷該方向為少車，當(dāng)20秒內(nèi)北往南方 向車輛通過車輛也達(dá)不到20輛時，判斷該方向也為少車，下一次通行仍為 20秒， 當(dāng)20秒時間內(nèi)南往北或北往南任意一個方向通過的車輛達(dá) 20輛時證明該狀態(tài)車 輛較多，下一次該方向綠燈放行時間改為40秒，當(dāng)40秒內(nèi)通過的車輛數(shù)達(dá)45輛時 車輛判斷為擁擠，下一次綠燈放行時間改仍為40秒，當(dāng)40秒車輛上通過車輛達(dá)不 到45輛時，判斷為少車，下次綠燈放行時間改為 20秒,依此類推。綠燈下限時 間為20秒，上限值為40秒，初始時間為20秒。這樣檢測，某次可能不準(zhǔn)確，但下 次肯定能彌補回來，累積計算是很準(zhǔn)確的，這就是人們常說的“模糊控制”。因 為路上的車不可能突然增多

15、，塞車都有一個累積過程。這樣控制可以把不斷增多 的車輛一步一步消化，雖然最后由于每個路口的綠燈放行時間延長而使等候的時 間變長，但比塞車等候的時間短得多。本系統(tǒng)的特點是成本低，控制準(zhǔn)確。十字 路口車輛通行順序如圖5所示：圖5十字路口車輛通行順序由于南往北，北往南時間顯示相同，所以只要一個方向多車，下次時間就要 加長東往西，西往東也一樣，顯示時間選擇如表 1。表1顯示時間選擇車輛情況本次該方下次該方向本次該方本次該向通行時 間通行時間向通行時 間方向通 行時間南往北少車，北往南少 車20秒20秒40秒20秒南往北少車，北往南多 車20秒40秒40秒40秒南往北多車，北往南少 車20秒40秒40秒

16、40秒南往北多車，北往南多 車20秒40秒40秒40秒東往西少車，西往東少 車20秒20秒40秒20秒東往西少車，西往東多 車20秒40秒40秒40秒東往西多車，西往東少 車20秒40秒40秒40秒東往西多車，西往東多20秒40秒40秒40秒車332信號燈電路信號燈用來顯示車輛通行狀況，下面以一個十字路口為例，說明一個交通燈 的四種狀態(tài)見圖6。每個路口的信號的的轉(zhuǎn)換順序為：綠一 黃一 紅 綠燈表 示允許通行，黃燈表示禁止通行，但已經(jīng)駛過安全線的車輛可以繼續(xù)通行， 是綠 燈過渡到紅燈提示燈。紅燈表示禁止通行。綠燈的最短時間為 20秒，最長時間 為40秒，紅紅最短時間為25秒，最長時間為45秒，黃

17、燈時間為5秒。 OO ooooo4K態(tài)gOOe狀態(tài)I*2丈通勾運行扶態(tài)分析”O(jiān)OO*'oooo屛oo<oooo+JooAA*oo OOOOO圖6交通信號燈運行狀態(tài)OO時間顯示電路在交通信號燈的正上方安裝一個可以顯示綠燈通行時間，紅燈等待時間的顯示電路，采用數(shù)碼管顯示電路是一種很好的方法。 由于東往西方向和西往東方 向顯示的時間相同，南往北方向和北往南方向顯示的時間也相同， 所以只需要考 慮四位數(shù)碼管顯示電路，其中東西方向兩位，南北方向兩位，兩位數(shù)碼管可以時 間的時間為0-99秒完全可以滿足系統(tǒng)的要求，數(shù)碼管連接方法如圖 7所示。圖7數(shù)碼管連接方法下面我們用這種方法顯示交通燈的時間

18、，南北方向要顯示20秒，東西方向要顯示25秒，那么我們先給P0 口送2的共陰極碼即5BH讓第一位2要顯示的位碼GND段為低電平，其它三位的控制端都接高電平，那么第一位就顯示2,其它三位不亮。讓其顯示1MS后再給P0 口送0的共陰極碼即3FH讓第二位要顯 示0的位碼GND段為低電平，其它三位的控制端都接高電平，那么第二位就顯示0,其它三位不亮。依此類推分別送完第一位 2,第二位0,第三位2,第四位5, 每一位點亮1MS一個掃描周期為4MS 秒時間就要掃描250次其程序如下：MOV R6,#250顯掃描次數(shù)LOOPMOV P0,#5BH ;送2的共陰極碼CLR P2.0;第一位顯示2ACALL D

19、IMS 延時 1MSSETB P2.0 ;滅第一位MOV P0,#3FH ;送0的共陰極碼CLR P2.1；第二位顯示0ACALL DIMS 延時 1MSSETB P2.1 ;滅第二位MOV P0,#5BH ;送2的共陰極碼CLR P2.2;第三位顯示2ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.2 ;滅第三位MOV P0,#6DH ;送5的共陰極碼CLR P2.3;第四位顯示5ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.3 ;滅第四位DJNZ R7 LOOP不夠一秒，繼續(xù)掃描NEXTNUMB；到一秒顯示下一個數(shù)D1MS: ;1MS延時程序STAT1 MOV R4 #2MOV R3

20、,#250DJNZ R3,$DJNZ R4 STAT1RET緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)電路一般情況下交通燈按照車流量大小合理分配通行時間，按一定規(guī)律變化，但考慮緊急車通行車況，設(shè)計緊急通行開關(guān)，下面簡述單片機(jī)的中斷原理。1、Mcs 51的中斷源8051 有5個中斷源，它們是兩個外中斷 INT0（ P3.2）和INT1（ P3.3）、兩 個片內(nèi)定時/計數(shù)器溢出中斷TF0和TF1, 一個是片內(nèi)串行口中斷TI或RI,這幾 個中斷源由TCON和SCONS個特殊功能寄存器進(jìn)行控制,其中5個中斷源的程序入口地址如表2所示：表2中斷源程序入口中斷源的服務(wù)程序入口地址中斷源入口地址外中斷00003H定時/計數(shù)器0000BH

21、外中斷10013H定時/計數(shù)器0001BH串行口中斷0023H2、中斷的處理流程CPJ向應(yīng)中斷請求后，就立即轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序。不同的中斷源、不同 的中斷要求可能有不同的中斷處理方法，但它們的處理流程一般都如下所述：1 ）現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)：中斷是在執(zhí)行其它任務(wù)的過程中轉(zhuǎn)去執(zhí)行臨時的任務(wù)，為了在執(zhí)行完中斷 服務(wù)程序后，回頭執(zhí)行原先的程序時，知道程序原來在何處打斷的，各有關(guān)寄存 器的內(nèi)容如何，就必須在轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序前， 將這些內(nèi)容和狀態(tài)進(jìn)行備份 即保護(hù)現(xiàn)場。中斷開始前需將有關(guān)寄存器的內(nèi)容壓入堆棧進(jìn)行保存，以便在恢復(fù)原來程序時使用。中斷服務(wù)程序完成后，繼續(xù)執(zhí)行原先的程序，就需把保存 的現(xiàn)場

22、內(nèi)容從堆棧中彈出，恢復(fù)積存器和存儲單元的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場恢 復(fù)。 如果在執(zhí)行中斷服務(wù)時不是按上述方法進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場，就會是程序運行紊亂，單片機(jī)不能正常工作。2）中斷打開和中斷關(guān)閉：在中斷處理進(jìn)行過程中，可能又有新的中斷請求到來，這里規(guī)定，現(xiàn)場保護(hù) 和現(xiàn)場恢復(fù)的操作是不允許打擾的，否則保護(hù)和恢復(fù)的過程就可能使數(shù)據(jù)出錯， 為此在進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)的過程中， 必須關(guān)閉總中斷，屏蔽其它所有的中 斷，待這個操作完成后再打開總中斷，以便實現(xiàn)中斷嵌套。3）中斷服務(wù)程序：既然有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí) 行中斷處理的具體內(nèi)容，一般以子程序的形式出現(xiàn)，所有的中斷都

23、要轉(zhuǎn)去執(zhí)行中 斷服務(wù)程序，進(jìn)行中斷服務(wù)。4）中斷返回：執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，中斷返回就是被程序運行從中斷服務(wù) 程序轉(zhuǎn)回到原工作程序上來。在 MCS-51單片機(jī)中，中斷返回是通過一條專門的 指令實現(xiàn)的，自然這條指令是中斷服務(wù)程序的最后一條指令。5）交通燈中的中斷處理流程：（1）現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)：有特殊車輛要通過時就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況 保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場，包括信號燈和時間顯示電路。（2）中斷打開和中斷關(guān)閉：為了使特殊車輛通行按一下打開中斷開關(guān)就可以打開中斷，關(guān)閉中斷開關(guān) 就關(guān)閉中斷。（3）中斷服務(wù)程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中

24、斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中 斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈， 東西方向為紅燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過， 東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南 北方向為紅燈。（4）中斷返回：執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即回交通燈信號回到中斷前狀態(tài)， 顯示時間也和中斷前一樣。第四章智能交通燈軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1智能交通燈的軟件設(shè)計流程圖智能交通燈的軟件設(shè)計流程圖如圖 8所示:圖8交通燈的軟件設(shè)計流程圖4.2程序源代碼見附錄第五章 智能交通燈方案的仿真PROTEUS入式系統(tǒng)仿真軟件在設(shè)計時已經(jīng)注意到和單片機(jī)各種編譯程序的 整合了，如它可以和Keil ,Wave6000等編譯模擬軟件結(jié)

25、合使用。由于 Wave6000 使用方便，具備強大的軟件仿真和硬件仿真功能。把Proteus和Wave6000吉合起來調(diào)試硬件就方便多了，這里就是采用“ Proteus+Wave6000'的仿真方法，具體 步驟如下：1）首先運行 PROTEUS VS的 ISIS，選擇 Source f Define Code Gen erationTool菜單項，將出現(xiàn)如圖8所示定義代碼生成工具對話框圖9定義代碼生成工具對話框在Tool下拉列表框中選擇代碼生成工具，在這一示例中，電路中的微處理器 為805係列單片機(jī)，因此選擇ASEM51,單擊Browse按鈕，選取Wave600的安裝路 徑。單擊OK按

26、鈕，結(jié)束代碼生成工具的定義。選擇 Sourcef Add/RemoveSource File 菜單項，將出現(xiàn) Add/RemoveSource Code Files對話框，如圖10所示：圖10添加/刪除源文件對話框2）在Code Gen eratio n Tool 選項區(qū)，單擊下三角按鈕，選擇 ASEM5工具單擊NeW按鈕，將出現(xiàn)如圖11所示對話框。圖11創(chuàng)建源代碼對話框選擇用Wave600創(chuàng)建好的AA.ASM文件，即完成了文件的創(chuàng)建。就這樣當(dāng)用 Wave600對AA.ASM文件進(jìn)行更改時每一次運行 PROTEUS VS的 ISIS對電路進(jìn)行 仿真時Wave600都會對AA.ASMJ行編譯，A

27、A.HE）文件也會隨時更新。電路圖繪制完成后,再添加AT89C51的應(yīng)用程序。將鼠標(biāo)移至AT89C51上, 單擊鼠標(biāo)右鍵使之處于選中狀態(tài)，在該器件上單擊左鍵，打開如圖12所示的對 話框。在Program File 欄添加編譯好的十六進(jìn)制格式的程序文件 AA.hex（可以 接受3種格式的文件），給AT89C5輸入晶振頻率，此處默認(rèn)為12MHZ單擊0K按 鈕完成程序添加工作，下面就可以進(jìn)行系統(tǒng)仿真了。單擊主界面下方的按鈕開始 系統(tǒng)仿真。PROTEUVSM所進(jìn)行的是一種交互式仿真,在仿真進(jìn)行中可以對各控 制按鈕、開關(guān)等進(jìn)行操作，系統(tǒng)對輸入的響應(yīng)會被真實的反映出來如圖13。圖12 AT89C51添加程

28、序文件口X0硏 ；£! 研 國涼* +題包咳口 ：X Z I R * O Z圧歸 14 上勺陽囪 H!奪奧更巳吃空AT89C52 BUTTON CAP CAPELEC CRYSTAL LED-GREEN LED RED LEO-YE LLOW RES RESP4IX-7 SWSPSTG Q 廠 *- t I dB i iHHi |甌ligATtNG 0aj：6O5i試 kwf 運廠圖13交通燈仿真界面在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中，我深切地體會到：實踐是理論運用的最好檢驗。 畢業(yè)設(shè)計是對我們3年所學(xué)知識的一次綜合性測試和考驗，無論是在動手能力方 面還是理論知識的運用能力方面，都使得我有了很大

29、的提高。經(jīng)過總結(jié)和分析，我意識到在設(shè)計程序之前，對所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有 一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整 的的軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、 不斷改進(jìn)是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個程序的完美與 否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路， 這樣也為資料的保存 和交流提供了方便；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常，但我們應(yīng)該將每次遇 到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。本次畢業(yè)設(shè)計為我的大學(xué)生活畫上了圓滿的句號，為我即將的工作和生活奠定了堅實的基礎(chǔ)。致謝詞在整個畢業(yè)設(shè)計中，

30、我得到了學(xué)校電子實驗室的大力支持， 為我提供了各種 所需的儀器設(shè)備。感謝學(xué)校為我們安排了本次畢業(yè)設(shè)計，讓我們的理論知識和實 際操作經(jīng)驗更加緊密的結(jié)合了在一起； 同時又拓展了我們的知識面。同時十分感 激夏老師對我的悉心指導(dǎo)和幫助，使我能夠順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計。此次畢業(yè) 設(shè)計讓我從中受益匪淺，最后再次感謝老師對我的培養(yǎng)和教育！參考文獻(xiàn)1 徐愛鈞 智能化測量控制儀表原理與設(shè)計（第二版）M.北京：北京航空 航天大學(xué)出版社，2004年；2 吳金戌、沈慶陽、郭庭吉 8051單片機(jī)實踐與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué) 出版社，2002年；3 謝自美 電子線路設(shè)計實驗測試（第三版）M.武漢：華中科技大學(xué) 出版社，2

31、006年；4 謝維成、楊加國主編 單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計M.北京：清 華大學(xué)出版社，2006年； 楊立、鄧振杰、荊淑霞微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)M.中國鐵道出版社，2006年；黃智偉全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽技能訓(xùn)練M.北京：北京航空航天大 學(xué)出版社，2007年7 高峰，單片微型計算機(jī)與接口技術(shù)M.北京：科學(xué)出版社，2003；8 華成英、童詩白 主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）M.高等教育出版 社，2006年.9 黃海萍、陳用昌編 微機(jī)原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo)M.北京：國防工業(yè) 出版社,2004年10 黃智偉：凌陽單片機(jī)設(shè)計指導(dǎo)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007年附錄A:智能交通燈控制

32、程序：ORG 0000HA_BIT EQU 20H ;用于存放南北十位數(shù)B_BIT EQU 21H ;用于存放南北十位數(shù)C_BIT EQU 22H ;用于存放東西十位數(shù)D_BIT EQU 23H ;用于存放東西位數(shù)TEMPI EQU 24H用于存放第一二南北狀態(tài)要顯示的時間TEMP2 EQU 25H用于存放第一二東西狀態(tài)要顯示的時間 TEMP3 EQU 26H用于存放第三第四南北狀態(tài)要顯示的時間TEMP4 EQU 27H用于存放第三第四南北狀態(tài)要顯示的時間LJMP MAINORG 0003H;外部中斷0入口LJMP INT0 ; 跳轉(zhuǎn)到外部0中斷ORG 0013H;外部中斷1入口LJMP IN

33、T1 ; 跳轉(zhuǎn)到外部1中斷INT0: MOV A,P1 ;外部 0 中斷PUSH ACCMOV A,P2 ;中斷保護(hù)PUSH ACCMOV P1,#0FFH ;清除先前狀態(tài)MOV P2,#0FFHCLR P1.0CLR P1.4 ;南北通行，東西禁止通行CLR P1.6CLR P2.3JNB P3.2 ,$ ;判斷是否還在中斷狀態(tài)POP ACCMOV P2,A ;返回中斷前狀態(tài)POP ACCMOV P1,ACCRETI ; 中斷返回INT1:MOV A,P1 ;外部 1 中斷PUSH ACC ; 中斷保護(hù)MOV A,P2PUSH ACCMOV P1,#0FFH ;清除先前狀態(tài)MOV P2,#0

34、FFHCLR P1.2CLR P2.1CLR P1.3; 東西通行，南北禁止通行CLR P1.5JNB P3.3 ,$ ;判斷是否還在中斷狀態(tài)POP ACCMOV P2,A ;返回中斷前狀態(tài)POP ACCMOV P1,ARETI ;中斷返回MAIN:ORG 0100H;初始情況MOV P1,#0FFHMOV P2,#0FFH ;滅所有燈MOV TMOD,#55H計數(shù)方式方式1MOV IE,#85H; 開中斷MOV TEMP1,#20 ;MOV TEMP2,#25MOV TEMP3,#25MOV TEMP4,#20STAR:MOV P1,#0FFHMOV P2,#0FFH ;滅所有燈MOV A,

35、24H;將顯示時間送ACJNE A,#20,T40T ;判斷時間，選初始值T20T:;南北通行要顯示的時間為20的計數(shù)器初始值CLR TF0 ;清 TF0CLR TF1 ;清 TF1MOV TH1 ,#0FFH ;送20秒時的初始值MOV TL1 ,#0FCH ;在些設(shè)計20秒6輛為多車MOV TH0 ,#0FFHMOV TL0 ,#0FCHLJMP TEMP20 ;跳至U 20 秒T40T:;南北通行要顯示的時間為40的計數(shù)器初始值CLR TF0 ;清 TF0CLR TF1 ;清 TF1MOV TH1,#0FFH送40秒時的初始值MOV TL1 ,#0F8H ;在些設(shè)計40秒8輛為多車MOV

36、 TH0 ,#0FFHMOV TL0 ,#0F8HLJMP TEMP40 ;跳到 40 秒TEMP20:;TEMP1=20 情況SETB TR0 ;開始計數(shù)SETB TR1CLR P1.2CLR P2.1; 南北通行，東西禁止通行CLR P1.3CLR P1.5MOV TEMP1,#20 ;南北要顯示的時間，MOV TEMP2,#25東西要顯示的時間STLOP:ACALL DISPLAY1 ;調(diào)用顯示DEC TEMPI ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT ;若顯示時間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR2 ;若顯示時間為0跳到第二狀態(tài)N

37、EXT: LJMP STLOPSTAR2:;狀態(tài) 1SETB P1.2CLR P1.1;南北黃燈，東西禁止通行SETB P1.3CLR P1.4MOV TEMP1,#05 ；南北要顯示的時間，MOV TEMP2,#05東西要顯示的時間，STLOP2:ACALL DISPLAY1 ;調(diào)用顯示DEC TEMP1 ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT2 ;若顯示時間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T40;判斷南北是否多車JB TF0 ,T40;判斷北南是否多車MOV TEMP1,#20;少車下次顯示時間為 20秒LJMP STAR3 ; 跳到

38、狀態(tài)3T40:MOV TEMP1,#40;多車下次顯示時間為 40秒LJMP STAR3 ; 若顯示時間為0跳到第三狀態(tài)NEXT2:LJMP STLOP2TEMP40:;TEM=40程序SETB TR0 ;開始計數(shù)SETB TR1CLR P1.2CLR P2.1; 南北通行，東西禁止通行CLR P1.3CLR P1.5MOV TEMP1,#40 ;南北要顯示的時間，MOV TEMP2,#45東西要顯示的時間STLOP11:ACALL DISPLAY1 ;調(diào)用顯示DEC TEMP1 ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT11 ;若顯示時間不為

39、0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR22 ;若顯示時間為0跳到第二狀態(tài)NEXT11: LJMP STLOP11STAR22:;狀態(tài) 1SETB P1.2CLR P1.1;南北黃燈，東西禁止通行SETB P1.3CLR P1.4MOV TEMP1,#05 ；南北要顯示的時間，MOV TEMP2,#05東西要顯示的時間，STLOP22:ACALL DISPLAY1 ;調(diào)用顯示DEC TEMPI ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP2MOV A,TEMP1CJNE A,#0,NEXT22 ;若顯示時間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T401;判斷是否多車JB TF0 ,T401MOV TEMP1,

40、#20 ;少車下次顯示時間為 20秒LJMP STAR3T401:MOV TEMP1,#40多車下次顯示時間為 40秒LJMP STAR3 ; 若顯示時間為0跳到第三狀態(tài)NEXT22:LJMP STLOP22STAR3:MOV A,26HCJNE A,#25,T40T1 ;判斷時間，選初始值T20T1:;南北通行要顯示的時間為20的計數(shù)器初始值CLR TF0 ;清溢出位CLR TF1MOV TH1 ,#0FFH ;給初值MOV TL1 ,#0FCHMOV TH0 ,#0FFHMOV TL0 ,#0FCHLJMP TEMP320T40T1:;南北通行要顯示的時間為40的計數(shù)器初始值CLR TF0

41、 ;CLR TF1MOV TH1,#0FFH 給初值MOV TL1 ,#0F8HMOV TH0 ,#0FFHMOV TL0 ,#0F8HLJMP TEMP340TEMP320:狀態(tài)三SETB TR1 ; 南北停止計數(shù)SETB TR0 ;東西開始計數(shù)SETB P1.1; 東西通行，南北禁止通行CLR P1.0SETB P1.1CLR P1.0SETB P1.5CLR P1.6SETB P2.1CLR P2.3MOV TEMP3,#25 ；南北要顯示的時間，MOV TEMP4,#20東西要顯示的時間，STLOP33:ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示DEC TEMP3 ;時間夠一秒顯示時間減1

42、DEC TEMP4MOV A,TEMP4CJNE A,#0,NEXT33 ;若顯示時間不為0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR34 ; 若顯示時間為0跳到第四狀態(tài)NEXT33:LJMP STLOP33STAR34:; 狀態(tài)四SETB P2.3CLR P2.2SETB P1.6;東西黃燈，南北禁止通行CLR P1.5MOV TEMP3,#05 ;南北要顯示的時間，MOV TEMP4,#05 ;東西要顯示的時間，STLOP34:ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示DEC TEMP3 ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP4CJNE A,#0,NEXT34 ;若顯示時間不為 0

43、保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T402JB TF0 ,T402MOV TEMP3,#25LJMP START402:MOV TEMP3,#45LJMP STARNEXT34: LJMP STLOP34TEMP340 :SETB TR1 ; 南北停止計數(shù)SETB TR0 ; 東西開始計數(shù)SETB P1.1; 東西通行，南北禁止通行CLR P1.0SETB P1.1CLR P1.0SETB P1.5CLR P1.6SETB P2.1CLR P2.3MOV TEMP3,#45 ;南北要顯示的時間，MOV TEMP4,#40 ；東西要顯示的時間，STLOP43:ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示DE

44、C TEMP3 ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP4CJNE A,#0,NEXT43 ;若顯示時間不為 0保持現(xiàn)在狀態(tài)LJMP STAR44 ; 若顯示時間為0跳到第四狀態(tài)NEXT43:LJMP STLOP43STAR44:; 狀態(tài)四SETB P2.3CLR P2.2SETB P1.6 ;東西黃燈，南北禁止通行CLR P1.5MOV TEMP3,#05 ;南北要顯示的時間，MOV TEMP4,#05 ;東西要顯示的時間，STLOP44:ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示DEC TEMP3 ;時間夠一秒顯示時間減1DEC TEMP4MOV A,TEMP3CJNE

45、A,#0,NEXT44 ;若顯示時間不為 0保持現(xiàn)在狀態(tài)JB TF1 ,T403JB TF0 ,T403MOV TEMP3,#25LJMP START403:MOV TEMP3,#45LJMP STARNEXT44: LJMP STLOP44;顯示DISPLAY1:MOV A,TEMP1 ;將南北要顯示的數(shù)存放到 AMOV B,#10 ;B=10DIV AB ;A 除以B商存A,余數(shù)BMOV B_BIT,A ;將 A放到 20HMOV A_BIT,B ;將 B放到 21HMOV A,TEMP2 將東西要顯示的數(shù)存放到AMOV B,#10 ;B=10DIV AB ;A 除以B商存A,余數(shù)BMOV

46、 C_BIT,A ;將 A 放到 22HMOV D_BIT,B ;將 B 放到 23HMOV DPTR ,#NUMT ;MOV R0,#2;R0=2DPL11: MOV R1,#250 只仁 250DPL0P1:MOV A,A_BIT ;將南北要顯示的10位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR查表MOV P0,A ; 顯示南北10位數(shù)CLR P2.7ACALL DIMS延時 IMSSETB P2.7 ;滅南北10位數(shù)MOV A,B_BIT ;將南北要顯示的個位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR 查表MOV P0,A ;顯示南北個位數(shù)CLR P2.6ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.6

47、 ;滅南北個位數(shù)MOV A,C_BIT ;將東西要顯示的10位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR 查表MOV P0,A ;顯示東西10位數(shù)CLR P2.5ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.5 ; 滅東西10位數(shù)MOV A,D_BIT ;將東西要顯示的個位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR查表MOV P0,A ;顯示東西東西位數(shù)CLR P2.4ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.4 ;滅東西個位數(shù)DJNZ R1QPLOP ;循環(huán)掃描DJNZ R0,DPL1RET ; 等待1秒返回顯示DISPLAY:MOV A,TEMP3 ;將南北要顯示的數(shù)存放到AMOV B,#10 ;

48、B=10DIV AB ;A 除以B商存A,余數(shù)BMOV B_BIT,A ;將 A放到 20HMOV A_BIT,B ;將 B放到 21HMOV A,TEMP4 將東西要顯示的數(shù)存放到 AMOV B,#10 ;B=10DIV AB ;A 除以B商存A,余數(shù)BMOV C_BIT,A ;將 A 放到 22HMOV D_BIT,B ;將 B 放到 23HMOV DPTR ,#NUMT ;MOV R0,#2;R0=2DPL1: MOV R1,#250 只仁 250DPLOP:MOV A,A_BIT ;將南北要顯示的10位數(shù)送AMOVC A,A+DPTRi查表MOV P0,A ; 顯示南北10位數(shù)CLR

49、P2.7ACALL DIMS延時 IMSSETB P2.7 ;滅南北10位數(shù)MOV A,B_BIT ;將南北要顯示的個位數(shù)送 AMOVC A,A+DPTR 查表MOV P0,A ;顯示南北個位數(shù)CLR P2.6ACALL DIMS 延時 IMSSETB P2.6 ;滅南北個位數(shù)MOV A,C_BIT ;將東西要顯示的10位數(shù)送AMOVC A,A+DPTR 查表MOV P0,A ;顯示東西10位數(shù)CLR P2.5ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.5 ; 滅東西10位數(shù)MOV A,D_BIT ;將東西要顯示的個位數(shù)送 AMOVC A,A+DPTR查表MOV P0,A ;顯示東西東西

50、位數(shù)CLR P2.4ACALL D1MS 延時 1MSSETB P2.4 ;滅東西個位數(shù)DJNZ R1,DPLOP ;循環(huán)掃描DJNZ R0,DPL1RET ;等待1秒返回D1MS: MOV R7,#250 ;1MS 延時程序DJNZ R7,$RET1到10對應(yīng)電路圖數(shù)碼管表NUMT: DB 7EH,48H,67H,6BH,59HDB 3BH,3FH,68H,7FH,7BH中英文摘要-目錄-引言-研究現(xiàn)狀-背景-思路-整體原理-部分電路介 紹-程序介紹-總結(jié)謝詞=參考文獻(xiàn)=附件可以聯(lián)系我，有程序。仿真，原理圖，等.南北方向綠燈和東西方向綠燈不能同時亮，如果同時亮，則立刻關(guān)閉信號燈系 統(tǒng)，并報警

51、。同理，東西向綠燈與南北向轉(zhuǎn)彎燈也不能同時亮。2.南北及南北轉(zhuǎn)彎紅燈亮并保持40秒，同時東西綠燈亮，但只保持 35秒，到 35秒時東西綠燈閃3次（每周期為1秒）后熄滅，繼而東西黃燈亮，并保持 2 秒，到2秒后，東西黃燈滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅和南北綠燈亮；南 北轉(zhuǎn)彎紅燈繼續(xù)亮著。3. 東西及南北轉(zhuǎn)彎紅燈亮并保持30秒，同時南北綠燈亮，但只保持 25秒，到 25秒時南北綠燈閃亮3次(每周期1秒)后熄滅，繼而南北黃燈亮，并保持 2 秒，到2秒后，南北黃燈滅，南北紅燈亮，同時南北向轉(zhuǎn)彎紅燈滅，綠燈亮。4. 南北向轉(zhuǎn)彎綠燈亮25秒，同時南北向和東西向紅燈亮并保持 25秒，待南北 向轉(zhuǎn)彎綠燈亮2

52、5秒后，紅燈亮起，東西向紅燈滅，綠燈亮，并保持 35秒，南 北向紅燈繼續(xù)亮著，后接2中繼續(xù)循環(huán)。5. 各燈能手動控制也能自動轉(zhuǎn)換，并且能周而復(fù)始的進(jìn)行工作。1緒論1.1道路交通控制的發(fā)展背景隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化速度加快，機(jī)動車輛占有量急劇增加，由此引發(fā)出日益嚴(yán)重的交通問題：交通擁擠甚至堵塞，交通事故頻繁，空氣和噪聲污染嚴(yán)重，公共運輸系統(tǒng)效率下降等。解決這一問題通常有兩種辦法，一種是修路造橋，這對道路交通狀況的改善是一種最直接的辦法，但它需要巨額的投資，且在城市中心區(qū)受拆遷的限制，很難實施另一種是在現(xiàn)有的道路交通條件下， 實施交通控制和管理， 充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力，大量事實已經(jīng)證明這種方法

53、的有效性。通常，一個經(jīng)驗豐富的交通警察能在極短的時間內(nèi)把一個交叉路口的交通阻塞緩解或 解除，但他的作用范圍往往局限于單個交叉路口。而現(xiàn)代的道路交通非常復(fù)雜，常常是幾個或幾十個甚至是成百上千個路口互相關(guān)聯(lián)，在這種情況下，任何一個經(jīng)驗豐富的交通警察都無能為力了.因此，人們越來越關(guān)注把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)用于交通管理，從而促進(jìn)了交通自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展。1.2道路交通控制的目的和作用道路交通控制的目的可定義為：在確定的行政規(guī)定約束下，采用合適的營運方法來確保公共和私人運輸方式具有最佳的交通運行狀態(tài)。圍繞這一目的研制出的道路交通控制系 統(tǒng)，把受控對象看成一個整體，采用對交通流科學(xué)地時間分割的方法，最大限度

54、地保證交通流運動的連續(xù)性，使受控區(qū)域的交通流減少沖突，同時平穩(wěn)地、有規(guī)則地運動。道路交通控制的作用主要表現(xiàn)為以下幾個方面：(1) 改善交通秩序，增加交通安全。(2) 減少交通延誤，提高經(jīng)濟(jì)效益。(3) 降低污染程度，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。(4) 節(jié)省能源和土地消耗。1.3我國城市交通特點分析人、車、路是構(gòu)成城市交通的三大要素，要探討我國城市交通特點，必須從分析這三大要素的基本特點著手。人的交通素質(zhì)人是交通的主體，與世界發(fā)達(dá)國家相比，我國人的社會交通意識還沒有真正形成，少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)部門交通觀念淡薄，對城市交通建設(shè)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要性認(rèn)識不足，交通政策時有失誤。機(jī)動車駕駛員文化水平低，又缺乏系統(tǒng)訓(xùn)練，尤其缺乏心理素質(zhì)，感知能力和判斷能力的培養(yǎng)，因而，對人，車的運動特征不能很好掌握。行人與非機(jī)動車駕駛員普遍不懂，甚至漠視交通法規(guī)。交通管理人員交