智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2021年1月7日1課題開(kāi)發(fā)背景及意義2系統(tǒng)所完成的功能簡(jiǎn)介3器件選擇的方案及論證4硬件模塊設(shè)計(jì)5軟件模塊設(shè)計(jì)6系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)及解決方法7系統(tǒng)完成情況說(shuō)明8畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)論9結(jié)束語(yǔ)1課題開(kāi)發(fā)背景及意義■近年來(lái)隨著科技的飛速開(kāi)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．在車輛穿梭，行人熙攘,車行車道，人行人道，有條不紊的道路上，靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)．

在現(xiàn)代文明高速開(kāi)展的社會(huì)，道路的高度興旺使整個(gè)社會(huì)進(jìn)步的速度得以進(jìn)一步的加快，交通燈的出現(xiàn)是社會(huì)大發(fā)民用工業(yè)下的必然產(chǎn)物．交通燈在道路事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公路以及市區(qū)內(nèi)的通車質(zhì)量．所以，一種智能交通燈的誕生具有巨大的意義．2系統(tǒng)所完成的功能簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄺l路口車輛進(jìn)行管理控制，能實(shí)時(shí)調(diào)整紅綠燈變換的時(shí)間對(duì)車流進(jìn)行疏通，通過(guò)LED顯示倒計(jì)時(shí)的時(shí)間，并該系統(tǒng)能夠在四條路口、五條路口、六條路口之間切換使用，真正的到達(dá)智能化，進(jìn)行智能控制。本系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)白天與夜間兩種狀態(tài)之間的互換〔夜間車輛較少〕，以保證夜間車輛盡可能省時(shí)間的通過(guò)交通路口。當(dāng)交通信號(hào)燈出現(xiàn)異常情況時(shí)，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，重新啟動(dòng)該系統(tǒng)。3器件選擇的方案及論證主控制器局部

主控制器局部采用Intel公司的

8051單片機(jī)芯片。MCS-51系列單片機(jī)是8位增強(qiáng)型，其主要的技術(shù)特征是為單片機(jī)配置了完善的外部

I/O接口，能夠充分滿足交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)時(shí)所需要的I/O數(shù)。而且使用靈活、體積小、易于開(kāi)發(fā)、抗干擾能力強(qiáng)，可以工作于各種惡劣的時(shí)間顯示局部■■本局部采用共陰極七段數(shù)碼管〔13MM*19MM〕，CD4511譯碼器以及74HC154.CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極LED顯示器的BCD七段碼譯碼器.特點(diǎn)如下:具有BCD轉(zhuǎn)換功能,消隱功能,鎖存控制功能,七段譯碼功能.CD4511的交通燈顯示局部本局部采用雙色發(fā)光雙及管進(jìn)行控制.特點(diǎn)如下:

1.高光效多4.平安性高2.高節(jié)能3.光色

5.壽命長(zhǎng)本錢低6.快速響應(yīng)7.運(yùn)行綜合以上的特點(diǎn)和功能,所以選擇雙4硬件模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件框圖時(shí)間顯示模塊設(shè)計(jì)時(shí)間顯示模塊硬件電路主要由CD4511芯片、74HC154組成，CD4511用來(lái)給數(shù)碼管傳送數(shù)據(jù)，74HC154負(fù)責(zé)數(shù)碼管的片選工作。通過(guò)4根地址線和4根控制線和單片機(jī)P1口相連，單片機(jī)P1.0~P1.3引腳與CD4511芯片A1~A4輸入引腳連接，P1.4~P1.7引腳與74HC154芯片的A0~A3輸入引腳

相連。在工作模式中，CD4511將LE引腳置低，BI和LT引腳置高電平，并由A1~A4送出相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)點(diǎn)亮數(shù)碼管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的亮滅。時(shí)間顯示模塊電路原理圖交通燈顯示模塊交通燈顯示模塊硬件電路沒(méi)有外接任何芯片，直接由P0口和P2口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)8根控制線和單片機(jī)P0口相連，通過(guò)5根地址線與單片機(jī)P2.0~P2.4口相連，P0口負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù)，P2口負(fù)責(zé)片選，從而實(shí)現(xiàn)雙色發(fā)光二極管的變化。交通燈顯示電路原理圖INT1外部中斷模塊

在單片機(jī)P3.3口接一個(gè)外部按鈕，接上拉電阻，設(shè)置成邊沿觸發(fā)對(duì)程

序內(nèi)部的flag進(jìn)行控制。需要轉(zhuǎn)換模式時(shí)。只需按一下外部按鈕。即可

以進(jìn)行模式間的切換，由于硬件局

部只負(fù)責(zé)輸入數(shù)據(jù)，所以具體功能

在軟件設(shè)計(jì)中介紹。5軟件模塊設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)整個(gè)軟件的初始化。包括8051本身的初始化中斷、初始化的設(shè)置及啟動(dòng)設(shè)置。時(shí)間顯示子程序設(shè)計(jì)

外部中斷后，用

CD4511與74HC154進(jìn)行時(shí)間顯示控制。程序利用CD4511進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)給數(shù)碼管，

74HC154進(jìn)行片選。系統(tǒng)上電后，模塊就開(kāi)始自開(kāi)工作，通過(guò)P1口向CD4511和74HC154發(fā)送數(shù)據(jù)，在CD4511內(nèi)進(jìn)行譯碼，交通燈顯示子程序設(shè)計(jì)

外部中斷后，用P0口與P2口進(jìn)行交通燈顯示控制。程序利用P0口進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)給雙色燈，P2口進(jìn)行片選。系統(tǒng)上電后，模塊就開(kāi)始自開(kāi)工作，單片機(jī)向P0口和P2口發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)P0口與P2INT1外部中斷設(shè)計(jì)

在這局部程序里，首先定義了一個(gè)變量flagflag用來(lái)判斷該執(zhí)行哪種模式，flag的值是由部中斷INT1來(lái)控制。Flag初值為0當(dāng)外部中斷邊沿觸發(fā)一次。Flag值取反，再一次觸發(fā)，flag的值再次取反。當(dāng)flag的值與其中一種模式的判斷值相符時(shí)，便執(zhí)行該種模式，到達(dá)四條路口與五條路口之間切換。switch(flag){case

0:{}//執(zhí)行四路口模式6系統(tǒng)模塊的難點(diǎn)解決方法本系統(tǒng)的關(guān)鍵及難點(diǎn)是INT1外部中斷局部，本設(shè)計(jì)的智能交通燈的“智能〞也就表達(dá)在這個(gè)局部。他既是本系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，也是設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。主要是在處理輸入信號(hào)時(shí)，如何將得到的信號(hào)與各種模式對(duì)應(yīng)起來(lái)是解決問(wèn)題的重中之重。最后，選擇了一種方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。將不同路口的算法全部寫入程序〔四條路口、五條路口、多條路口〕各子程序均留出一個(gè)入口，只要選擇哪個(gè)入口即可實(shí)現(xiàn)多路之間的切換。7系統(tǒng)完成情況說(shuō)明本系統(tǒng)以AT89C51為主控中心，時(shí)間

顯示模塊、交通燈顯示模塊及外部中斷模塊共同組成了本系統(tǒng)的硬件電路。軟件根據(jù)硬件電路編寫程序，完成各局部設(shè)計(jì)功能。系統(tǒng)功能全部實(shí)現(xiàn)8畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)論

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)按照課題應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)了所需的硬件電路，以

8051為主控中心，CD4511譯碼器、74HC154等芯片及顯示模塊、時(shí)間模塊、外部中斷模塊共同組成了本系統(tǒng)的硬件電路。根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件程序，尤其是在切換模式時(shí)采用了INT1外部中斷方式。本次設(shè)計(jì)主要完成了以下功能：■能夠正常顯示四條路口的交通信號(hào)燈；能夠正常顯示五條路口的交通信號(hào)燈；利用外部中斷INT1能夠?qū)崿F(xiàn)各種模式下的切換；■■■本設(shè)計(jì)中包括了單片機(jī)、外部中斷、動(dòng)態(tài)掃描等多領(lǐng)域知識(shí)。這次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年知識(shí)系統(tǒng)化、深層次化的學(xué)習(xí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)我不僅對(duì)單片機(jī)和C語(yǔ)言有了更深刻的認(rèn)識(shí)和了解，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立分析問(wèn)題、處理問(wèn)題以及解決問(wèn)題的方法，可以說(shuō)到達(dá)了舉一反三的目的。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)各芯片的工作原理有了更深入的認(rèn)識(shí)，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)也建立起了很強(qiáng)的思考能力，并學(xué)習(xí)到了課本以外的知識(shí)，最重要的是鍛煉了自學(xué)的能力，這將為我以后走