智能交通灯控制系统设计毕业设计论文 67页

学号：HEBEIUNITEDUNIVERSITY毕业设计说明书GRADUATEDESIGN设计题目：智能交通灯控制系统设计nn毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：n学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日n指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日nn评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日nn摘要教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日In河北联合大学电气工程学院摘要本文介绍了一个基于PROTEUS的智能交通灯控制系统的设计与仿真，系统能够根据十字路口双车道车流量的情况控制交通信号灯按特定的规律变化。本文首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析，指出了现状交通灯存在的缺点，并提出了改进方法。智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。本文还对AT89S51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法，利用Proteus软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。关键词单片机；智能交通灯控制系统；PROTEUS仿真n摘要AbstractThispaperintroducesaPROTEUSintelligenttrafficcontrolbasedonthedesignofthesystemandthesimulation,thesystemcanaccordingtocrossthetwo-lanetrafficcontroltrafficlightsinaparticularrulechange.Thispaperfirsttotheintelligenceoftheintelligenttrafficlightsandveryimportanttostudythetrafficlightresearchanalysisofthecurrentsituation,pointsouttheshortcomingsofpresentsituationtrafficlights,andtheimprovedmethodareputforward.Intelligenttrafficcontrolsystemwillusuallyachieveautomaticcontrolandinemergencysituationscanmanualswitchinglightsmakespecialvehicleright-of-way.ThispaperalsoonAT89S51thestructuralcharacteristicsandimportantpinfunctionareintroduced,andthedesignofthecontrolsystemofintelligenttrafficlightswereanalyzedindetail.Atlast,thepaperintroducesthePROTEUSembeddedsystemsimulationanddevelopmentplatformtouseamethod,theuseofPROTEUSsoftwaretothetrafficlightscontrolsystemissimulated,andthesimulationresultsshowthatthesystemworkperformanceisgood.Keywordssingle-chipmicrocomputer；intelligenttrafficcontrolsystem；PROTEUSsimulationIIIn目录目录摘要.............................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................II第1章绪论..................................................................................................................11.1智能交通灯的选题背景.....................................................................................11.2智能交通灯控制系统选题的现实意义.............................................................21.3交通控制存在的问题..........................................................................................31.4智能交通灯控制系统主要研究的内容..............................................................4第2章智能交通灯控制系统的整体设计..................................................................62.1智能交通灯控制系统的设计要求......................................................................62.2智能交通灯控制系统的方案选择......................................................................62.2.1智能交通灯的研究现状................................................................................62.2.2智能交通灯控制系统的通行方案设计........................................................62.3智能交通灯控制系统的功能要求...................................................................72.4智能交通灯控制系统的基本构成及原理..........................................................8第3章系统硬件电路的设计....................................................................................103.1系统硬件总电路构成及原理.........................................................................103.1.1系统硬件电路构成...................................................................................103.1.2系统工作原理...........................................................................................103.2AT89S51单片机简介.....................................................................................113.2.1单片机的概述...........................................................................................113.2.2AT89S51芯片内部结构简介..................................................................113.2.3主要引脚功能...........................................................................................133.2.4AT89S51芯片最小系统..........................................................................153.3其他硬件介绍及连接.....................................................................................163.3.1车流量检测电路及模拟...........................................................................163.3.2信号灯电路..................................................................................................183.3.3时间显示电路..............................................................................................193.3.4违规检测电路及模拟.................................................................................203.3.5八段LED数码管.......................................................................................203.3.6其他器件.....................................................................................................22第4章系统软件程序的设计....................................................................................264.1程序主体设计流程.........................................................................................264.2理论基础知识.................................................................................................28n目录4.2.1定时器原理...............................................................................................284.2.2软件延时原理...........................................................................................284.2.3中断原理...................................................................................................294.2.4消抖动程序...............................................................................................29第5章智能交通灯方案的仿真................................................................................30第6章智能交通灯硬件的制作与调试....................................................................33结论..............................................................................................................................35参考文献......................................................................................................................36谢辞..........................................................................................................................37附录A总电路图.....................................................................................................38附录B智能交通灯控制程序...................................................................................39Vnn第1章绪论第1章绪论1.1智能交通灯的选题背景当前，随着现代交通的不断发展和汽车工业进程的加快，部分城市出现交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化的现象，传统的交通灯控制系统虽然在一定程度上可以满足指挥路口交通的需要，但随着城市规模的不断扩大，原有的交通灯控制系统已经表现出明显的缺点，红绿灯时间相对固定，不能伴随车流量的改变而调整红绿灯的显示时间，同时也较少考虑特殊车辆的通行。当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相连。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行，实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题。在城乡街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全。一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，红灯停，绿灯行，黄灯请你等一等[1]。在现代文明高速发展的社会，道路的高度发达使整个社会进步的速度得以进一步的加快，交通灯的出现是社会大发展民用工业下的必然产物。交通灯在道路事业中占有举足轻重的地位，它直接影响到公路以及市区内的通车质量。所以，一种智能交通灯的诞生具有巨大的意义。可以说，在近百年的发展中，道路交通信号灯控制系统经历了无感应控制到有感应控制、手动控制到自动化控制再到智能控制、单点控制（点控）到干线控制（线控）再到区域控制和网络控制（面控）的过程。目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法；有应用PLC实现对交通信号灯控制系统设计；有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。目前。国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、黄、绿三种颜色的指示灯，加上一个倒计时显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在缺点；两车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。针对道路交通拥挤，交叉路口经常出现拥挤。利用单片机控制技术，提出了-1-n河北联合大学电气工程学院软件和硬件设计方案及改进措施；根据各道路路口车流量的大小自动调节通行时间。1.2智能交通灯控制系统选题的现实意义城市道路交通自动控制系统的发展是以城市交通信号控制技术为前导，与汽车工业并行发展的。在其各个发展阶段，由于交通的各种矛盾不断出现，人们总是尽可能地把各个历史阶段当时的最新科技成果应用到交通自动控制中来，从而促进了交通自动控制技术的不段发展。早在1850年，城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。世界上第一台交通自动信号灯的诞生，拉开了城市交通控制的序幕，1868年，英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色的煤气照明灯，用来控制交叉路口马车的通行，但一次煤气爆炸事故致使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。1914年及稍晚一些时候，美国的克利夫兰、纽约和芝加哥才重新出现了交通信号灯，它们采用电力驱动，与现在意义上的信号灯已经相差无几。1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，这是城市交通自动控制的起点。早期的交通信号灯使用“固定配时”方式实行自动控制，这种方式对于早期交通流量不大的情况曾起过一定的作用。但随着汽车工业的发展、交通流量增加、随即变化增强，采用以往那种单一模式的“固定配时”方式已不能满足客观需要，于是一种多时段多方案的信号控制器开始出现并逐步取代了传统的只有一种控制方案的控制器。20世纪30年代初，美国最早开始用车辆感应式信号控制器，之后是英国，当时使用的车辆检测器是气动橡皮管检测器。车辆感应控制器的特点是它能根据检测器测量的交通流量来调整绿灯时间的长短，使绿灯时间更有效地被利用，减少车辆在交叉口的时间延误，比定时控制方式有更大的灵活性。车辆感应控制的这一特点刺激了车辆检测器技术的发展。继气动橡皮管式检测器之后，雷达、超声波、光电、地磁、电磁、微波、红外以及环形线圈等检测器相继问世。当今在城市道路交通自动控制、交通检测和交通数据采集系统中，应用最广的是环形线圈车辆检测器。超声波检测器主要在日本等少数国家得到广泛应用。计算机技术的出现为交通控制技术的发展注入了新的活力，更是实现了一一个城市或者更大地域，而非简单的一个路口的交通总体控制系统。1952年，美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了对交通信号灯机网的配时方案自动选择式信号灯控制，而加拿大多伦多市于1964年完成了计算n第1章绪论机控制信号灯的实用化，建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号灯协调控制系统，成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市。这是通路交通控制技术发展的里程碑。可以说，在近百年的发展中，道路交通信号控制系统经历了手动到自动，从固定配时到灵活配时，从无感应控制到有感应控制，从单点控制到干线控制，从区域控制到网络控制的长远过程。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。交通控制研究的发展，旨在解决人类交通因需求的增多而日益繁重带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，就用使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪，另外，针对整个交通线路车辆的多少实时调整和转移多条线路的分流也十分必要。交通网络是城市的动脉，象征着一个城市的工业文明水平。交通关系着人们对于财产，安全和时间相关的利益。具有优良科学的交通控制技术对资源物流和人们出行都是十分有价值的，保证交通线路的畅通安全，才能保证出行舒畅，物流准时到位，甚至是生命通道的延伸。1.3交通控制存在的问题我国城市交通运输的现状和存在的问题，借鉴国外城市交通管理的先进经验，强调建立城市交通管理体制的重要性，提出加强城市交通研究的交通规划，建立稳定的交通基础设施建设的资金出道，实行公交优先政策，建立先进的交通信息系统等对策。随着城市机动车增长速度的加快。1994年卧轨城市机动车保有量已接近500万辆。20世纪90年代以来，经济的发展加快，从1985年到1995年，机动车增长率达13%左右，近几年更是增多。然而，与此同时，城市道路建设规模也在加大，我国城市普遍存在道路密度，-3-n河北联合大学电气工程学院道路面积率偏低的问题，这是我国城市尤其是大城市有机的一个重要原因。我国城市道路的密度只有6.8km每平方千米，而在20世纪80年代，世界发达国家就已到达20km每平方千米。20世纪90年代，我国部分城市道路面积率，北京味5.9%，上海为6.4%，而国外东京为13.8%，巴黎为25%，普遍高于我国。近几年，国家虽不断加大城市道路建设的力度，但仍赶不上车辆的增长速度，且与世界其他国家相比，差距仍很大。出租车以及公交的发展经营情况并不尽如人意，虽然车辆和线路长度增长，但运营速度成了瓶颈，新增的运动被运输效率低下所抵消。交通管理方面水平还欠发展，随着交通需求越来越旺盛，而我国城市中小交通管理和交通安全的现代化设施却做得不足。在车辆，道路和交通管理系统，城市交通信号灯控制系统，城市交通管理中应用人工智能技术，信息采集和信息提供技术等方面都与发达国家有很大的差距。近几年，虽然有部分城市研究和引进一些国外先进的交通信号管理系统，但是由于交通管理设施不足等原因，我国交通事故率居高不下。城市车流行驶速度逐年下降，目前不少城市交通车运量年年增长，但运输速度普遍下降，这都源于交通通行不佳。国内的交通灯一般设在十字路口,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯,加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。而目前绝大多数交通灯的时间都是设定好的,还存在以下缺点:1)两车道的车辆轮流放行时间相同且固定,在十字路口,经常一个车道为主干道,车辆较多,放行时间应该长些;另一车道为副干道,车辆较少,放行时间应该短些。2)没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,臂如,消防车或急救车执行紧急任务通过时,两车道的车都应停止,让紧急车通过。这些缺点的存在,决定了传统交通灯不能适应当前城市交通的要求,不能使城市车流的调节达到最优。智能交通灯系统的特点：1、根据各道路路口车流量的大小自动调节通行时间；2、考虑特殊车辆通行情况,设计紧急切换开关。1.4智能交通灯控制系统主要研究的内容基于整个交通控制系统的发展情况，本设计主要进行如下方面的研究：用智能，集成，且功能强大的单片机芯片为控制中心，设计出一套十字路口的交通控制系统，以指挥该路口的实时通行状态。本设计主要做了如下几方面的工作：一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基n第1章绪论本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又要求了对车流量检测及自调模拟功能，违规检测及处理，紧急情况处理和键盘可设置等强大功能。二是进行智能传感器的硬件电路，显示电路等的设计对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。三是进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机汇编语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。第2章智能交通灯控制系统的整体设计2.1智能交通灯控制系统的设计要求-5-n河北联合大学电气工程学院1)设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行，两个方向能根据车流量大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间长，车流量小，通行时间短。2)每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮5S,才能变换运行车辆.3)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采用倒计时的方法）。4)同步设置人行横道红、绿灯指示。5)考虑到特殊车辆情况，设置紧急转换开头。2.2智能交通灯控制系统的方案选择2.2.1智能交通灯的研究现状目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法;有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。目前，国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。2.2.2智能交通灯控制系统的通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，讲通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态4然后循环至状态1，周而复始。通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把四个状态归纳如下：◆东西方向红灯灭，同时绿灯亮，南边方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时开始。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。◆东西方向绿灯灭，同时黄灯亮，南北方向红灯亮，倒计时2秒。此状态下，除了已经正在通行中的车辆，其他所有未通过路口停止线的车辆都需等待状态转换。n第2章智能交通灯控制系统的整体设计◆南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时开始。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。◆南北方向绿灯灭，同时黄灯亮，东西方向红灯亮，倒计时2秒。此状态下，除了已经正在通行中的车辆，其他未通过停止线的车辆都需等待状态转换。东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管2个，在任一路口，遇红灯禁止通行，转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。2.3智能交通灯控制系统的功能要求本设计能模拟基本的交通控制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行和等待的信号发生，还能进行倒计时显示，车流量检测及调整，交通违规处理和紧急处理等功能。（1）倒计时显示倒计时显示可以提醒驾驶员在信号灯红色发生改变的时间，在停止和通行两者间作出合理的选择。驾驶员和行人普遍都愿意选择有倒计时显示的信号控制方式，并且认为有倒计时显示的路口更安全。倒计时显示是用来减少驾驶员在信号灯色改变的关键时刻做出复杂判断的一种方法方法，它可以提醒驾驶员灯色发生变化时间，在停止和通行两者间作出合理的选择。（2）车流量监测及调整随着我国经济建设的蓬勃发展，城市人口和机动车拥有量在急剧增长，交通流量日益加大，交通拥挤堵塞现象日趋严重，交通事故时有发生。车辆检测器作为智能交通系统的基本组成部分，在智能交通系统中占有重要的地位。现阶段，车辆检测器检测方式有很多，各有其优缺点，如红外线检测器、地磁检测器、机械压电检测器、磁频检测器、波频检测器、视频检测器等。一般车流量检测器采用传感器+单片机+外围器件来实现。而且，目前国内使用的红绿灯都是固定的红绿灯时间，并自动切换。红灯时间和绿灯时间，是根据道口东西向和南北向的车流量，利用统计方法确定的。交通警察不断观察十字路口的两个方向，根据车辆密度和流速决定是否切换红绿灯，以保障最佳的道路交通控制状态。（3）时间手动设置除系统根据车流量自动控制调整，也可以通过键盘进行手动设置，增加了人为的可控性，避免自动故障和意外发生，并在紧急状态下，可设置所以灯变为红灯。键盘是单片机系统中最常用的人机接口，一般情况下有独立式和行列式两种。前者软件编写简单，但在按键数量较多时特别浪费I/O接口资源，一般用于按键数量少的系统。后者适用于按键数量较多的场合，但是在单片机I/O接口资源相-7-n河北联合大学电气工程学院对较少而需要较多按键时，此方法仍不能满足设计要求。本系统要求的按键控制不多，且I/O接口足够，可直接采用独立式。（4）紧急处理交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车灯急行车通过等，我们都必须尽量允许其畅通无阻，毕竟在这种情况下是分秒必争的，时时刻刻关系着公共财产安全，个人生死攸关灯，由此在交通控制中增设禁停按键就可达到此项目的。（5）违规检测交通规则必须人人遵守，但是违反规则，如闯红灯灯，也时有发生，交警等交通管理人员虽然可以进行实时监管，但是耗费精力，在路口设置检测传感器就可以进行自动的警报提示。2.4智能交通灯控制系统的基本构成及原理智能交通灯控制系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化，基本上可以指挥交通的具体通行，当然，接入LED数码管就可以显示倒计时以提醒行驶中，更具人性化，本系统在此基础上，加入了违规检测电路和车流量检测电路为单片机采集数据，单片机对此进行具体处理，及时调整控制指挥，为了超越视觉指挥的局限性，同时接上蜂鸣器，在听爵士加强了指挥提醒作用。图2.2系统总体框图据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由车流量检测模块，违规检测模块，和按键设置模块等产生输入，信号灯状态模块，LED倒计时模块和蜂鸣器状态模块接受输出。系统的总体框图如上所示。键盘设置模块对系统输入模式选择及具体通行时间设置的信号，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LED数码n第2章智能交通灯控制系统的整体设计管上实时显示。在此过程中还要实时捕捉违规检测和紧急按键信号，以达到对异常状态进行实时控制的目的。急停按键和违规检测随时调用中断。在模式选择上，若为自动模式，将不断调用车流量检测模块对车流量进行检测统计，到达一定时间将修正通行时间以满足不同路况的需要。第3章系统硬件电路的设计3.1系统硬件总电路构成及原理实现本设计要求的具体功能，可以选用AT89S51单片机及外围器件构成最小-9-n河北联合大学电气工程学院控制系统，12个发光二极管分成4组红绿黄三色灯构成信号灯指示模块，8个lED东西南北各两个构成倒计时显示模块，车流量检测传感器采集流量数据，光敏传感器捕获违规信号，若干按键组成时间设置和模式选择按钮和紧急按钮等，以及用一个蜂鸣器进行报警。3.1.1系统硬件电路构成本系统以单片机为核心，组成一个集车流量采集、处理、自动控制为一体的闭环控制系统。系统硬件电路由车流量检测电路、单片机、违规检测电路，状态灯，LED显示，按键，蜂鸣器组成，系统电路总图见附录A。其中P0，P2，用于送显两片LED数码管，P1用于控制红绿黄发光二极管，XTAL1和XTAL2接入晶振时钟电路，RESET引脚接上复位电路，P3.3即INT1接违规检测电路和P3.2即INTO接紧停/东西时间设置键J，P0.6，P0.7接车流量检测电路，P3.6接南北时间设置键S，P3.7接自动模式选择/返回键F，P3.4接蜂鸣器3.1.2系统工作原理系统上电或手动复位之后，系统等待模式选择设置键按下，模式分两种：红绿灯时间自动和红绿灯时间设置。若此时F键按下，则设置为自动模式，若此时按下的是S键，则设置为时间设置模式，依次按S键若干此，J键若干次可设置好两个方向的红绿灯时间，再按F键确认。其实这个过程就是讲存储时间值的寄存器进行设置，以及标志是否要进行车流量检测及调整。接下来，系统必须先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1口，将要显示的时间值送显P0口和用P2口来选通LED数码管的显示导通，在此同时以50ms为周期，用软件方法计时1秒，到达1秒就要将时间值减1，刷新LED数码管。时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态的判断和衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值。当然，还要开启两个外部中断，其一为违规信号或禁停信号输入，一旦信号有效，中断开始，进入中断服务子程序，开启蜂鸣器禁止全部通行，当按下F键，中断程序结束返回。其二为车流量监测信号输入，若检测到车辆经过，进入相应的中断子1，将存储车流量的计数器加1，然后中断结束返回[2]。每满一个状态循环周期，若为自动模式，则须将坚持到车流量数据处理一次，n第3章系统硬件电路的设计判断两个方向的交通轻重缓急状况，再调整下次状态循环的红绿灯时间，以达到自动控制的目的。3.2AT89S51单片机简介3.2.1单片机的概述单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。他把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器/计数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强、且可靠性能等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国家上逐渐采用微控制器（MCU）代替单片微型计算机（SCM）这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。单片机的主要特点有：1.具有优异的性能价格比。2.集成度高、体积小、可靠性高。3.控制功能强。4.低电压，低功耗。AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CM0S8位单片机，片内含4kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器与单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域[3]。3.2.2AT89S51芯片内部结构简介·中央处理器：中央处理器（CPU）是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。·数据存储器（内部RAM）：数据存储器用于存放变化的数据。AT89S51中数据存储器的地址空间为256-11-n河北联合大学电气工程学院个RAM单元，但其中能作为数据存储器供用户使用的仅有前面的128个，后128个被专用寄存器占用。·程序存储器（内部ROM）：程序存储器用于存放程序和固定不变的常数等。通常采用只读存储器，且其又多种类型，在89系列单片机中全部采用闪存。AT89S51内部配置了3KB闪存。·定时/计时器（ROM）定时/计数器用于实现定时和计数功能。AT89S51共有2个16位定时/计数器。·并行输入输出（I/O）口：8051共有4组8位I/O口（P0、P1、P2或P3），用于对外部数据的传输。每个口都由1个锁存器和一个驱动器组成。它们主要用于实现与外部设备中数据的并行输入与输出，有些I/O还有其他功能。·全双工串行口：AT89S51内置一个全双工串行通信口，用于与其他设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。·时钟电路：时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。·中断系统：中断系统的作用主要是对外部或内部的终端请求进行管理与处理。图3.1AT89S51系列单片机的内部结构示意图AT89S51共有5个中断源，其中有2个外部中断源和3个内部中断源[4]。n第3章系统硬件电路的设计3.2.3主要引脚功能AT89S51引脚图如图3.2所示：图3.2引脚图·VCC：电源电压·GND：地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或者程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。·P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。表3-1具有第二功能的P1口引脚端口引脚第二功能：-13-n河北联合大学电气工程学院P1.5MOSI（用于ISP编程）P1.6MOSI（用于ISP编程）P1.7MOSI（用于ISP编程）·P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@Ri指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其他控制信号。·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3口除了作为一般I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：表3-2具有第二功能的P3口引脚端口引脚第二功能：P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外中断0）P3.3/INT1（外中断1）P3.4T0（定时／计数器0外部输入）P3.5T1（定时／计数器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD外部数据存储器读选通）P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。·RES：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFRAUXR的DISRT0位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态。·ALE/PROG：当1外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟震荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只n第3章系统硬件电路的设计有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行处理外部程序时，应设置ALE无效。·PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效地PSEN信号。·EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12的编程电压Vpp。·XTALL：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端[5]。3.2.4AT89S51芯片最小系统一个最简单的单片机系统包括晶振、复位、电源、系统的输入控制、输出显示，以及其他外围模块（如通信、数据采集等）。（1）时钟电路首先介绍一下单片机的晶振电路，即时钟电路。单片机的工作流程，就是在系统时钟的作用下，一条一条地执行存储器中的程序。单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。单片机系统采用的晶振频率有6MHz、11.0592MHz、12MHz、本系统采用11.0592MHz晶振，电容选22pF或30pF均可。（2）复位电路系统刚上电时，单片机内部的程序还没有开始执行，需要一段准备时间，也就是复位时间。一个稳定的单片机系统必须设计复位电路。当程序跑飞或死机时，也需要进行系统复位。复位电路有很多种，有上电复位，手动复位等。（3）EA脚的功能及接法单片机的EA脚控制程序从内部存储器还是外部存储器读取程序？由于现在单片机内部Flash容量都很大，因此基本都是从内部的存储器读取程序，即不需要外接ROM来存储程序，因此，EA脚必须接高电平。本设计中复位方式采用上电/按键手动复位方式，时钟采用内部时钟。如下图3.3所示。-15-n河北联合大学电气工程学院图3.3本系统复位与时钟方式3.3其他硬件介绍及连接3.3.1车流量检测电路及模拟如何判断两路口车辆的状况呢？我们要设计一套科学检测车流量而自动调整绿灯放行时间（需设定上、下限）的控制系统，这样无疑会大大提高车辆通过率，有效缓解交通压力。我们在每车道车辆等待线的前方都安装一个霍尔车辆检测传感器，当有一辆车通过时就会使霍尔开关型传感器的磁场发生变化，而产生一个脉冲电平，脉冲电平送给单片机的计算器处理，给单片机的计数器定一个初值，用来判断各方向车辆状况。比如：20秒呢可以通行的车辆为20辆，当20秒内南往北向通过车辆达不到20辆时，判断该方向为少车，当20秒内北往南方向车辆通过车辆也达不到20辆时，判断该方向也为少车，下一次通行仍为20秒，当20秒时间内南往北或北往南任意一个方向通过的车辆达20辆时证明该状态车辆较多，下一次该方向绿灯放行时间改为40秒，当40秒内通过的车辆数达45辆时车辆判断为拥挤，下一次绿灯放行时间仍为40秒，当40秒车辆上通过车辆达不到45辆时，判断为少车，下次绿灯放行时间改为20秒，依此类推。绿灯下限时间为20秒，上限值为40秒，初始时间为20秒。这样检测，某次可能不准确，但下次肯定能弥补回来，累积计算是很准确的，这就是人们常说的“模糊控制”。因为路上的车不可能突然增多，塞车都有一个累积过程。这样控制可以把不断增多的车辆一步一步消化，虽然最后由于每个路口的绿灯放行时间延长而使等候的时间变长，但比塞车等候的时间短的多。本系统的特点就是成本低，控制准确。而设置的时间只是一个实验预估值，可以根据道路具体情况进行改变。十字路口车辆通行顺序由于南往北，北往南时间显示相同，所以只要一个方向多车，下次时间就是加长东往西，西往东也一样。A1104开关型霍尔的工作原理n第3章系统硬件电路的设计霍尔传感器的外形图与磁场的作用关系。磁铁用来提供霍尔能感应的磁场，当霍尔元件以切割力线的方式相对磁钢运动时，在霍尔输出端口就会有电压输出，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率，就可以得出圆盘的转速。同样道理，根据圆盘（车轮）的转速，再结合圆盘的周长就是计算出物体的位移。如果要增加测量位移的精度，可以再圆盘上多增加一个磁钢。车流量检测传感器可对单片机控制系统提供实时数据，系统对所获数据进行模糊处理。实现红绿灯模糊控制必须解决对当前十字路口的交通状况的检测，并完成如下工作：1.输入量的采集，系统采集两个输入量，即两个方向的车流量。2.输出量的确认，即红绿灯时间值。3.设计将输入映照到输出的模糊规则。4.决定将激活模糊规则的组合方式和清晰处理，生成精确的输出控制信号。为了采集上述数据，在十字路口的四侧共设置2个传感器。分别检测两个方向的车流量，车流量检测不是最终目的，在每半个循环周期，系统会检测到两个方向的车流量数据，除以时间，那么就可以得到单位时间的车流量，然后比较两个方向单位时间车流量多少，以确定下一次循环红绿灯时间，达到调整的目的。表3-3显示时间选择车辆情况本次该方向通下次该方向通本次该方向下次该方向行时间行时间通行时间通行时间南往北少车，北往南少车20秒20秒40秒20秒南往北少车，北往南多车20秒40秒40秒40秒南往北多车，北往南少车20秒40秒40秒40秒南往北多车，北往南多车20秒40秒40秒40秒东往西少车，西往东少车20秒20秒40秒20秒东往西少车，西往东多车20秒40秒40秒40秒东往西多车，西往东少车20秒40秒40秒40秒东往西多车，西往东多车20秒40秒40秒40秒车流量检测是用外部中断引脚P06，P07捕获到一个低电平，则进入相应的中断服务子程序，在子程序中，用R5计南北向车流量，用R6计东西车流量设车向标志位为01H，判断方向。根据红绿灯时间调整原理，一个周期下来，R5，R6中分别存储着南北，东西的车流量，接下来求单位时间车流量，此时南北向时间，东西向时间分别存储在R0，R1中，则两个方向的车流量比例为（R5/R0）/（R6/R1）=（R5*R1）/（R6*R0），显然该比例是1左右带小数的值，然而单片机程序中只取整数，重要的数据信息就会丢失，所以本设计首先将（R5*R1）*10，比例就变-17-n河北联合大学电气工程学院为10左右的值。将该比例值放在A，然后进行时间调整。由于受到多方面的限制，时间调整在此只划定3个范围。比例0—0.7为一个范围，0.8—1.5为一个范围，1.5以上为一个范围。第一范围显然表面东西向交通拥堵，应将时间调长；第二范围表面两向相当，可设置一样的时间；第三范围表面南北向交通拥堵，应将该向时间调长。具体设置如下表3.4。表3-4比例及调整时间南北与东西向比例0—0.70.8—1.51.5及以上调整南北向时间202040调整东西向时间402020由表可知，对应的时间调整也只有三种，分别是20,40；20,20；40,20。显然在实际应用中这样的处理难以尽如人意，但在此处，本设计只是模拟大致的调整过程。3.3.2信号灯电路信号灯用来显示车辆通行状况，下面以一个十字路口为例，说明一个交通灯的四种状态见图3.4。每个路口的信号的的转换顺序为：绿——>黄——>红绿灯表示允许通行，黄灯表示禁止通行，但已经驶过安全线的车辆可以继续通行，是绿灯过渡到红灯提示灯。红灯表示禁止通行。绿灯的最短时间为20秒，最长时间为40秒，红灯最短时间为25秒，最长时间为45秒，黄灯时间为5秒。红黄绿红黄绿绿黄红绿红红黄黄黄红绿绿红黄绿绿黄红绿绿黄黄红红红红黄黄绿绿红黄绿绿黄红图3.4交通信号灯运行状态绿黄红红黄绿n第3章系统硬件电路的设计3.3.3时间显示电路在交通信号灯的正上方安装一个可以显示绿灯通行时间，红灯等待时间的显示电路，采用数码管显示电路是一种很好的方法。由于东往西方向和西往东方向显示的时间相同，南往北方向和北往南方向显示的时间也相同，所以只需要考虑四位数码管显示电路，其中东西方向两位，南北方向两位，两位数码管可以时间的时间为0-99秒完全可以满足系统的要求，数码管连接方法如图6所示图3.5数码管连接方法下面我们用这种方法显示交通灯的时间，南北方向要显示20秒，东西方向要显示25秒，那么我们先给P0口送2的共阴极码即5BH，让第一位2要显示的位码GND段为低电平，其它三位的控制端都接高电平，那么第一位就显示2，其它三位不亮。让其显示1MS后再给P0口送0的共阴极码即3FH，让第二位要显示0的位码GND段为低电平，其它三位的控制端都接高电平，那么第二位就显示0，其它三位不亮。依此类推分别送完第一位2，第二位0，第三位2，第四位5，每一位点亮1ms一个扫描周期为4ms，一秒时间就要扫描250次。-19-n河北联合大学电气工程学院3.3.4违规检测电路及模拟在红灯和黄灯期间，车辆是禁行的，为了对那些违反规则的车辆进行检测，可使用超声波车辆传感器。但是，用于受到条件的限制，本系统设计中只是使用了普通光敏二极管。其基本设计思想是：将光敏二极管放在停车线上，当车辆行驶过将光敏二极管遮住，这样，光敏二极管就不导通，单片机检测到这一信号执行警报操作，违规检测电路如下图3.6所示。图3.6违规检测电路但是除了使用光敏二极管，还需使用三极管，三极管的型号是9031.由于普通光敏二极管的开关特性不太好，所以设计在电路中加入了三极管作为开关。由于普通光敏二极管在导通的情况下电阻都能达到0.5-1K，所以在设计中将光敏耳机直接接到了电源上。同时三极管还可以起到一定的隔直作用。当光敏二极管关闭时，三极管的基极为低电平，基极与发射极直接的电压为零，三极管关断，检测口的电压为高电平。同理，当光敏二极管导通时，三极管的基极电压为高，基极与发射极之间的电平为高，三极管导通，检测口的电压为低电平。基于此就可以检测是否有违规车辆了。3.3.5八段LED数码管LED（LightEmittingDiode），发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个n第3章系统硬件电路的设计支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。LED显示屏作为大型显示设备的一种，具有亮度高、价格低、寿命长、维护简便等优点。LED数码管的结构简单，分为七段和八段两种形式，也有共阳共阴之分。以八段共阴管为例，它有8个发光二极管（比七段多一个发光二极管，用来显示sP，即点），每个发光二极管的阴极连在一起。这样，一个LED数码管就有1根位选线和8根段选线，要想显示一个数值，就要分别对它们的高低电平来加以控制。为方便起见，本文主要讨论共阴八段LED数码显示管，其他类型的显示管与其类似。图3.7LED数码管LED灯的显示原理：通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形，如dop,g,f,e,d,c,b,a全亮显示为8。采用共阴极连接：表3-5驱动代码表显示数值abcdefgdop驱动代码（16进制）011111111OFCH10000011060H211011010ODAH311110010OF2H40110011066H510110110OB6H610111110OBEH711100000OEOH811111110OFEH911110110OF6H-21-n河北联合大学电气工程学院相应在程序软件上，可以通过调用程序给定的秒值经过特定计算算出需要显示的个位和十位，然后用DPTR调用LEDMAP的代码。LED8段数码管的设置为每个方位上的一对2位显示器。四个方位上总共用8个LED接在单片机的IO口上。虽然路口不一样，但是显示的时间在数字上是一样的，所以两边连续的IO口是对称的。因为输出口较少的原因，所以每个十位，个位的数据的传输必须采用动态扫描的方式，因为人眼的视觉原因，人们会人为是同时点亮的。下面我们用这种办法显示交通灯的时间，南北方向要显示20秒，东西方向要显示25秒，那么我们先给P0口送2个共阴极码5BH，让第一位2要显示的位码GND段位低电平，其他七位的控制端都要接高电平，那么第一位就显示2，其他七位不亮。让其显示1MS后再给P0口送0的共阴极码即3FH，让第二位要显示0的位码GND段位低电平，其他七位的控制端都接高电平，那么第二位就显示0，其他七位不亮。依此类推分别送完第一位2，第二位0，第三位2，第四位5……每一位点亮1MS一个扫描周期为8MS，一秒时间就要扫描125次。3.3.6其他器件（1）发光二极管根据本设计的特点，红绿灯的显示不可少，红绿灯的显示采用普通的发光二极管。每个方向上设置红绿黄灯，总共4组。如果东西红灯亮，那南北方向就是绿灯亮，反正亦然，所以在硬件上连接图上也是对称分布的，如下图3.8所示图3.8信号灯的连接n第3章系统硬件电路的设计本设计中，实际控制的灯只有6个，即：东西红灯，东西绿灯，东西黄灯，南北红灯，南北绿灯，南北黄灯，其中军事低电平有效。共有4种状态：东西红灯亮，南北绿灯亮（11011101/DDH）；东西红灯亮，南北黄灯亮（10111101/BDH）；东西绿灯亮，南北红灯亮（11101101/EDH）；东西黄灯亮，南北红灯亮（11100111/E7H）。括号中的是P1端口8个引脚值P1.7，P1.6，P1.5，P1.4，P1.3，P1.2，P1.1，P1.0以及对应的十六进制码。在用于显示发光二极管时，直接由MOV指令将十六进制码送入P1口。刚才的4个状态时依次变换的，这就要涉及到状态的判断和衔接了。先把P1端口的值与所有的4个状态码比较，若相同则判断成功当前状态，再把下一状态的状态码送显P1即可。（2）蜂鸣器本设计采用一般蜂鸣器，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，当连接到单片机上的引脚输入为低电平，PNP导通，蜂鸣器蜂鸣；当连接到单片机上的引脚输出高电平时，PNP截止，蜂鸣器停止蜂鸣。如下图3.9所示图3.9蜂鸣器连接紧停按键和违规信号传感器连接到外部中断引脚INT1，P3.6捕获到一个低电平，则进入该中断，中断程序中先把蜂鸣器P3.7端口置0，启动蜂鸣。并且等待恢复键F键按下，然后关闭蜂鸣返回。（3）按键控制本设计设置了有3个键：S键，J键，F键。每个按键一端接地，另一端接上拉电阻。低电平有效，当按键按下端口接地，单片机捕获到低电平，从而知道-23-n河北联合大学电气工程学院相应的输入信息。如下图3.10所示图3.10按键示意图首先程序不断扫描模式设置键，分别记为：S键，J键，F键，低电平有效，按键顺序是指定的，若直接按F键，则为自动调整模式，然后进入下一程序；若先按S键，再按J键，F键则为设置时间模式，然后进入下一程序。程序的开始要判断是否有键按下，可以不断将S键值和F键值相与，与值为1则表示没有键按下，为0则表示有键按下。按下来要判断具体是哪个键，若为F键，则将自动标志位置1，进入下一程序，否则为S键，则表示设置南北绿灯时间，用R0存储，按1下加1，同时还需判断此时J键是否按下，若按下，则表示南北绿灯时间设置完毕，开始设置东西绿灯时间，用R1存储，同样按1下加1，同时判断此时F键是否按下，若按下，则表示时间设置完毕，进入下一程序。在这个过程中，S，J键的计数是循环的，从初值20开始，加到40则循环回到20。（4）电源电路设计由于单片机工作时需要的+5V电压，所以在设计电源电路时，需要一个电子元件能提供+5V电压，由于7805能够提供5V电压的三端稳压电源，在实际的电路控制中应用其作为电源电路较为广泛，在普遍的电子元器件商场都有销售易于购买，并且技术相对成熟。7805一脚为电源输入端，二脚为公共接地端，三脚即为我们所需要的+5V电压输出端。本文采用最典型的7805提供电压的电路，即在7805的一脚和公共接地端（即二脚）之间接入0.3uF的电容，在公共接地端和三脚+5V电压输出端直接接入0.1uF的电容。图3.11+5V电源电压n第3章系统硬件电路的设计（5）7448七段显示译码器7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能，可将单片机输出的四位二进制数转换成10进制数与七段数码管显示对应，用于显示0-9的数字。第4章系统软件程序的设计4.1程序主体设计流程-25-n河北联合大学电气工程学院全部控制程序实际上分为若干模块：键盘设置处理程序，状态灯控制程序，LED显示程序，消抖动延时程序，次状态判断及处理程序，紧停或违规判断程序，中断服务子程序，车流量计数程序，红绿灯时间调整程序等。整个软件程序方面主要分两大部分：按键处理程序和50ms扫描程序。流程图如图4.1所示。开始按键扫描F键S键J键F键50ms扫描中断子程序状态灯处理LED显示返回n第4章系统软件程序的设计开始Y东西方向红灯亮判断时间是否=0？南北方向绿灯亮N数码管显示数码管显示N判断时间是否=0？黄灯亮YY黄灯亮判断时间是否=0？N数码管显示数码管显示NY判断时间是否=0？东西方向绿灯亮南北方向红灯亮图4.1系统总流程图首先是按键处理程序，89S51通过对IO扫描，确定是否有键按下，再判断具体是那个键按下，根据键值跳转到按键处理程序。按键处理结果可设置两种工作模式：红绿灯时间设置模式和红绿灯时间自动模式，次程序相当于系统的模式设置，若想重新设置则要按下复位键。设置过后进入50ms扫描程序。50ms扫描程序开始后，先刷新显示模块，若为自动模式则接下来要计数车流量，然后扫描紧停信号和违规信号，若捕获则调用中断，中断服务子程序主要启动蜂鸣器，直至恢复键按下。50ms已到则重新扫描。扫描20次之后计时到达1s则时间数据减1。在显示模块中修改显示缓冲区内容。在半个状态对换时，车流量计数程序在一个状态变换循环先后计数两个方向的车流量，然后调用红绿灯时间调整程序，更新红绿灯时间。当前状态时间已到，则判断次状态装入相应数-27-n河北联合大学电气工程学院据，然后进入下一状态。4.2理论基础知识4.2.1定时器原理定时器工作的基本原理其实就是给初值，让它不断加1直至减完为模值，这个初值是送到TH和TL中的。它是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此，我们可以把计数器记满为零所需的计数值，即所要求的计数值设定为C，把计数初值设定为TC可得到如下计算通式：TC=M-C式中，M为计数器模值。计数值并不是目的，目的是时间值，设计1次的时间，既定时器计数脉冲的周期为TO，它是单片机系统主频周期的12倍，设要求的时间值为T，则有C=T/TO。计算通式变为：T=（M-TC）TO模值和计数器工作方式有关。在方式0时M为8192；在方式1时M的值为65536；在方式2和3为256.就此可以算出各种方式的最大延时。如单片机的主脉冲频率为12MHZ，经过12分频后，若采用方式0最大延时只有8.129ms，采用方式1最大延时也只有65.536ms。这就是为什么扫描周期为50ms的原因。若使用软件则会耽搁程序流程，显然不可行。相反，时间计时方面却不可能只用计数器，因为显然1秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们还必须采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题。4.2.2软件延时原理MCS-51的工作频率为12MHZ，机器周期与主频有关，机器周期是主频的12倍，所以一个机器周期的时间为12*（1/12MHZ）=1us。我们可以知道具体每条指令的周期数，这样我们就可以通过指令的执行条数来确定1秒的时间，但同时由于单片机的运行速度很快其他的指令执行时间可以忽略不计。我们设定一个初值为20的软件计数器和使T0定时50ms。这样每当T0到50ms时CPU就响应它的溢出中断请求，进入他的中断服务子程序。在中断服务子程序中，CPU先使软件计数器减1，然后判断它是否为零。为零表示1秒已到。设定计时器需要定时50ms，故T0必须工作方式1。要求初值：TC=M-T*T0=216-50ms/1us=15536=3CB0Hn第4章系统软件程序的设计4.2.3中断原理本系统主要使用了外部中断，中断信号有引脚INT0和INT1输入，低电平有效，CPU每个时钟周期都会检测INT0和INT1上的信号，8051允许外部中断以电平方式或负边沿方式两种中断方式输入中断请求信号，可由用户通过设置TC0N中IT0和IT1位的状态来实现。以IT0为例，IT0=0，为电平触发方式，IT0=1，为负边沿触发方式，本设计采用电平方式，IE0为其中断标志位，有中断信号则置位，中断服务子程序响应后，IE0自动清零。IE中的EA为允许中断的总控制位，为1开启，EX0为外部中断允许控制位，为1开启。为优先级的允许下，一旦外部中断信号产生，单片机CPU首先保护断点，PC值进栈，然后执行相应的中断服务子程序，执行完后，用RETI指令返回，此时CPU会从堆栈中取保存的断点地址，送回PC，程序再正常执行。4.2.4消抖动程序另外，在按键计数的过程中，还存在机械抖动与软件方面的矛盾，即当程序检测到了有按键按下，则会记一次数，但是实际上，按键闭合后在微观上还会弹起，然后闭合，一直到达稳定，显然后面的弹落实无效的，为了使程序避免这个问题，可以再检测到首次闭合时，调用一定时间的延时程序。此处延时程序完全用软件完成，利用程序执行一条指令的时间，再加上两次累减嵌套。-29-n河北联合大学电气工程学院第5章智能交通灯方案的仿真PROTEUS嵌入式系统仿真软件在设计时已经注意到和单片机各种编译程序的整合了，如它可以和Keil,Wave6000等编译模拟软件结合使用。由于Wave6000使用方便，具备强大的软件仿真和硬件仿真功能。把Proteus和Wave6000结合起来调试硬件就方便多了，这里笔者就是采用“Proteus+Wave6000”的仿真方法，具体步骤如下：(1)首先运行PROTEUSVSM的ISIS，选择Source→DefineCodeGenerationTool菜单项，将出现如图8所示定义代码生成工具对话框。图5.8定义代码生成工具对话框在Tool下拉列表框中选择代码生成工具，在这一示例中，电路中的微处理器为8051系列单片机，因此选择ASEM51,单击Browse按钮，选取Wave6000的安装路径。单击OK按钮，结束代码生成工具的定义。选择Source→Add/RemoveSourceFile菜单项，将出现Add/RemoveSourceCodeFiles对话框，如图9所示：图5.9添加/删除源文件对话框n第5章智能交通灯方案的仿真在CodeGenerationTool选项区，单击下三角按钮，选择ASEM51工具。(2)单击New按钮，将出现如图10所示对话框。图5.10创建源代码对话框选择用Wave6000创建好的AA.ASM文件，即完成了文件的创建。就这样当用Wave6000对AA.ASM文件进行更改时每一次运行PROTEUSVSM的ISIS对电路进行仿真时Wave6000都会对AA.ASM进行编译，AA.HEX文件也会随时更新。电路图绘制完成后,再添加AT89C51的应用程序。将鼠标移至AT89C51上,单击鼠标右键使之处于选中状态,在该器件上单击左键,打开如图11所示的对话框。在ProgramFile栏添加编译好的十六进制格式的程序文件AA.hex(可以接受3种格式的文件),给AT89C51输入晶振频率，此处默认为12MHZ，单击OK按钮完成程序添加工作,下面就可以进行系统仿真了。单击主界面下方的按钮开始系统仿真。PROTEUSVSM所进行的是一种交互式仿真,在仿真进行中可以对各控制按钮、开关等进行操作,系统对输入的响应会被真实的反映出来。仿真结果如图12。在这个例子里,开始仿真后，开关，按钮通过鼠标单击来改变状态，所改变状态的状态会在LED和数码管显示出来。由于篇幅所限,以上仅举一例简单介绍了PROTEUSVSM的使用,但其强大的系统仿真功能已经得到体现,用在单片-31-n河北联合大学电气工程学院机系统设计的教学方面,能起到良好的教学效果。图5.11AT89C51添加程序文件图5.12交通灯仿真界面第6章智能交通灯硬件的制作与调试n第6章智能交通灯硬件的制作与调试Ⅰ、智能交通灯电路板板图智能交通灯电路板板图如图13所示：图6.13智能交通灯电路板板图Ⅱ、交通灯主电路的硬件制作绘制完电路图并用PROTEUS软件进行仿真后证明了系统运行良好,然后根据仿真电路图制作硬件电路。根据仿真电路图制作交通灯主电路硬件时要注意的有下面几点：1、用PROTEUS仿真的电路图可以不加复位电路，不用外接晶振，只需要在为单片机添加程序文件时输入晶振频率就可以了。但在制作硬件时必须焊接上复位电路和外接晶振电路。——2、用PROTEUS仿真的电路图单片机的EA脚可以不用接高电平仿真就能正——确运行，但制作硬件时我们必须串接一个电阻然后将EA端连接到高电平，CPU才能则执行内部程序存储器中的指令。3、实物LED灯与数码管的亮度和仿真电路有些区别，制作硬件时要通过与之串联的电阻来调节亮度。注意了上述问题后制作的硬件电路运行稳定，图14为通过成功调试后,再实际制造出来控制电路。-33-n河北联合大学电气工程学院图6.14交通灯硬件运行情n结论结论交通灯控制在交通运输领域有着非常重要的作用。本文完成了基于单片机的交通灯控制系统的设计与模拟。包括通行方案的设计，系统的硬件开发、软件编程与仿真调试等。在论文完成过程中。主要做的工作有：（1）确定交通系统具体的通行方案，规定东西向和南北向车辆的行止状态和时间分配，以及要求其他多功能的实现。（2）以ATMEL公司的AT89S51单片机为核心进行系统硬件设计，输入量包括：车流量，按键状态和违规检测传感信号；输出控制交通信号灯亮灭状态及时键，以及LED数码管倒计时显示。（3）在车流量检测系统中采用模糊控制方法，这需要知道被控制对象的数学模型，进行清晰化，具体化。因此，必须实施调查确定车流量少，中，多所要求的具体数量，然后经过单片机控制器的相关算法及处理确定红绿灯亮灭时间。-35-n参考文献参考文献［1］张国伍，智能交通系统工程导论［M］.北京:电子工业出版社,2003年.[2]吴黎明，单片机原理及应用技术[M].科学出版社，2003年.[3]李学海，标准80C51单片机基础教程[M].北京航空航天大学出版社，2006年.[4]温欣玲，张玉叶.基于单片机交通灯智能控制系统研究[M].微计算机信息，1999.[5]胡汉才,单片机原理及接口技术[M].北京：清华大学出版社,1996.[6]周美珍，江志华.单片机控制交通灯的硬件与软件设计[M].家庭电子,2005.[7]康华光，陈大钦.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社,2005.[8]康华光，邹寿彬.电子技术基础（数字部分）[M].北京：高等教育出版社,2005.[9]李朝青.单片机原理及接口技术（第三版）[M].北京：北京航空航天大学出版社,2005.[10]刘乐善主编《微型计算机接口技术及应用》华中科技大学出版社2004年.[11]SJA1000CANController.Productspecification.PhilipsSemiconductors，2000.[12]PCA82C250CANControllerInterface.ProductSpecification.PhilipsSemiconductors，2000.n谢辞谢辞本文的研究工作是在我的导师屈滨的悉心指导和严格要求下完成的。屈滨老师在学习方法、工作方法和研究思路等方面给予了许多有益的启迪；同时，他对我的研究工作提出了宝贵的建议和意见，使我在研究工作中不断取得新的进展。屈滨老师深厚的专业知识、严谨的治学精神和求实创新的工作作风深深的影响着我。在此，谨向屈滨老师致以我最崇高的敬意和真挚的感谢！感谢我的家人和朋友对我生活上的关心，学习和工作的支持，这些使得我能够安心的完成我的研究工作。最后，对在我的学习和成长道路上给予帮助的所有老师和朋友们表示深深地感谢，对评阅该论文的所有专家表示最崇高的敬意和真挚的感谢！-37-n附录A总电路图n谢辞附录A总电路图-39-n河北联合大学电气工程学院附录B智能交通灯控制程序附智能交通灯控制程序：ORG0000HA_BITEQU20H;用于存放南北十位数B_BITEQU21H;用于存放南北十位数C_BITEQU22H;用于存放东西十位数D_BITEQU23H;用于存放东西位数TEMP1EQU24H;用于存放第一二南北状态要显示的时间TEMP2EQU25H;用于存放第一二东西状态要显示的时间TEMP3EQU26H;用于存放第三第四南北状态要显示的时间TEMP4EQU27H;用于存放第三第四南北状态要显示的时间LJMPMAINORG0003H;外部中断0入口LJMPINT0;跳转到外部0中断ORG0013H;外部中断1入口LJMPINT1;跳转到外部1中断INT0:MOVA,P1;外部0中断PUSHACCMOVA,P2;中断保护PUSHACCMOVP1,#0FFH;清除先前状态MOVP2,#0FFHCLRP1.0CLRP1.4;南北通行，东西禁止通行CLRP1.6CLRP2.3JNBP3.2,$;判断是否还在中断状态POPACCMOVP2,A;返回中断前状态POPACCMOVP1,ACCRETI;中断返回n附录B智能交通灯控制程序INT1:MOVA,P1;外部1中断PUSHACC;中断保护MOVA,P2PUSHACCMOVP1,#0FFH;清除先前状态MOVP2,#0FFHCLRP1.2CLRP2.1CLRP1.3;东西通行，南北禁止通行CLRP1.5JNBP3.3,$;判断是否还在中断状态POPACCMOVP2,A;返回中断前状态POPACCMOVP1,ARETI;中断返回MAIN:ORG0100H;初始情况MOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFH;灭所有灯MOVTMOD,#55H;计数方式方式1MOVIE,#85H;开中断MOVTEMP1,#20;MOVTEMP2,#25MOVTEMP3,#25MOVTEMP4,#20STAR:MOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFH;灭所有灯MOVA,24H;将显示时间送ACJNEA,#20,T40T;判断时间，选初始值T20T:;南北通行要显示的时间为20的计数器初始值CLRTF0;清TF0CLRTF1;清TF1-41-n河北联合大学电气工程学院MOVTH1,#0FFH;送20秒时的初始值MOVTL1,#0FCH;在些设计20秒6辆为多车MOVTH0,#0FFHMOVTL0,#0FCHLJMPTEMP20;跳到20秒T40T:;南北通行要显示的时间为40的计数器初始值CLRTF0;清TF0CLRTF1;清TF1MOVTH1,#0FFH;送40秒时的初始值MOVTL1,#0F8H;在些设计40秒8辆为多车MOVTH0,#0FFHMOVTL0,#0F8HLJMPTEMP40;跳到40秒TEMP20:;TEMP1=20情况SETBTR0;开始计数SETBTR1CLRP1.2CLRP2.1;南北通行，东西禁止通行CLRP1.3CLRP1.5MOVTEMP1,#20;南北要显示的时间，MOVTEMP2,#25;东西要显示的时间STLOP:ACALLDISPLAY1;调用显示DECTEMP1;时间够一秒显示时间减1DECTEMP2MOVA,TEMP1CJNEA,#0,NEXT;若显示时间不为0保持现在状态LJMPSTAR2;若显示时间为0跳到第二状态NEXT:LJMPSTLOPSTAR2:;状态1SETBP1.2CLRP1.1;南北黄灯，东西禁止通行SETBP1.3n附录B智能交通灯控制程序CLRP1.4MOVTEMP1,#05;南北要显示的时间，MOVTEMP2,#05;东西要显示的时间，STLOP2:ACALLDISPLAY1;调用显示DECTEMP1;时间够一秒显示时间减1DECTEMP2MOVA,TEMP1CJNEA,#0,NEXT2;若显示时间不为0保持现在状态JBTF1,T40;判断南北是否多车JBTF0,T40;判断北南是否多车MOVTEMP1,#20;少车下次显示时间为20秒LJMPSTAR3;跳到状态3T40:MOVTEMP1,#40;多车下次显示时间为40秒LJMPSTAR3;若显示时间为0跳到第三状态NEXT2:LJMPSTLOP2TEMP40:;TEM=40程序SETBTR0;开始计数SETBTR1CLRP1.2CLRP2.1;南北通行，东西禁止通行CLRP1.3CLRP1.5MOVTEMP1,#40;南北要显示的时间，MOVTEMP2,#45;东西要显示的时间STLOP11:ACALLDISPLAY1;调用显示DECTEMP1;时间够一秒显示时间减1DECTEMP2MOVA,TEMP1CJNEA,#0,NEXT11;若显示时间不为0保持现在状态LJMPSTAR22;若显示时间为0跳到第二状态NEXT11:LJMPSTLOP11-43-n河北联合大学电气工程学院STAR22:;状态1SETBP1.2CLRP1.1;南北黄灯，东西禁止通行SETBP1.3CLRP1.4MOVTEMP1,#05;南北要显示的时间，MOVTEMP2,#05;东西要显示的时间，STLOP22:ACALLDISPLAY1;调用显示DECTEMP1;时间够一秒显示时间减1DECTEMP2MOVA,TEMP1CJNEA,#0,NEXT22;若显示时间不为0保持现在状态JBTF1,T401;判断是否多车JBTF0,T401MOVTEMP1,#20;少车下次显示时间为20秒LJMPSTAR3T401:MOVTEMP1,#40;多车下次显示时间为40秒LJMPSTAR3;若显示时间为0跳到第三状态NEXT22:LJMPSTLOP22STAR3:MOVA,26HCJNEA,#25,T40T1;判断时间，选初始值T20T1:;南北通行要显示的时间为20的计数器初始值CLRTF0;清溢出位CLRTF1MOVTH1,#0FFH;给初值MOVTL1,#0FCHMOVTH0,#0FFHMOVTL0,#0FCHLJMPTEMP320T40T1:;南北通行要显示的时间为40的计数器初始值CLRTF0;CLRTF1n附录B智能交通灯控制程序MOVTH1,#0FFH;给初值MOVTL1,#0F8HMOVTH0,#0FFHMOVTL0,#0F8HLJMPTEMP340TEMP320:;状态三SETBTR1;南北停止计数SETBTR0;东西开始计数SETBP1.1;东西通行，南北禁止通行CLRP1.0SETBP1.1CLRP1.0SETBP1.5CLRP1.6SETBP2.1CLRP2.3MOVTEMP3,#25;南北要显示的时间，MOVTEMP4,#20;东西要显示的时间，STLOP33:ACALLDISPLAY;调用显示DECTEMP3;时间够一秒显示时间减1DECTEMP4MOVA,TEMP4CJNEA,#0,NEXT33;若显示时间不为0保持现在状态LJMPSTAR34;若显示时间为0跳到第四状态NEXT33:LJMPSTLOP33STAR34:;状态四SETBP2.3CLRP2.2SETBP1.6;东西黄灯，南北禁止通行CLRP1.5MOVTEMP3,#05;南北要显示的时间，MOVTEMP4,#05;东西要显示的时间，STLOP34:-45-n河北联合大学电气工程学院ACALLDISPLAY;调用显示DECTEMP3;时间够一秒显示时间减1DECTEMP4MOVA,TEMP4CJNEA,#0,NEXT34;若显示时间不为0保持现在状态JBTF1,T402JBTF0,T402MOVTEMP3,#25LJMPSTART402:MOVTEMP3,#45LJMPSTARNEXT34:LJMPSTLOP34TEMP340:SETBTR1;南北停止计数SETBTR0;东西开始计数SETBP1.1;东西通行，南北禁止通行CLRP1.0SETBP1.1CLRP1.0SETBP1.5CLRP1.6SETBP2.1CLRP2.3MOVTEMP3,#45;南北要显示的时间，MOVTEMP4,#40;东西要显示的时间，STLOP43:ACALLDISPLAY;调用显示DECTEMP3;时间够一秒显示时间减1DECTEMP4MOVA,TEMP4CJNEA,#0,NEXT43;若显示时间不为0保持现在状态LJMPSTAR44;若显示时间为0跳到第四状态NEXT43:LJMPSTLOP43n附录B智能交通灯控制程序STAR44:;状态四SETBP2.3CLRP2.2SETBP1.6;东西黄灯，南北禁止通行CLRP1.5MOVTEMP3,#05;南北要显示的时间，MOVTEMP4,#05;东西要显示的时间，STLOP44:ACALLDISPLAY;调用显示DECTEMP3;时间够一秒显示时间减1DECTEMP4MOVA,TEMP3CJNEA,#0,NEXT44;若显示时间不为0保持现在状态JBTF1,T403JBTF0,T403MOVTEMP3,#25LJMPSTART403:MOVTEMP3,#45LJMPSTARNEXT44:LJMPSTLOP44;显示DISPLAY1:MOVA,TEMP1;将南北要显示的数存放到AMOVB,#10;B=10DIVAB;A除以B商存A，余数BMOVB_BIT,A;将A放到20HMOVA_BIT,B;将B放到21HMOVA,TEMP2;将东西要显示的数存放到AMOVB,#10;B=10DIVAB;A除以B商存A，余数BMOVC_BIT,A;将A放到22HMOVD_BIT,B;将B放到23HMOVDPTR,#NUMT;-47-n河北联合大学电气工程学院MOVR0,#2;R0=2DPL11:MOVR1,#250;R1=250DPLOP1:MOVA,A_BIT;将南北要显示的10位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示南北10位数CLRP2.7ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.7;灭南北10位数MOVA,B_BIT;将南北要显示的个位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示南北个位数CLRP2.6ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.6;灭南北个位数MOVA,C_BIT;将东西要显示的10位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示东西10位数CLRP2.5ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.5;灭东西10位数MOVA,D_BIT;将东西要显示的个位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示东西位数CLRP2.4ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.4;灭东西个位数DJNZR1,DPLOP;循环扫描DJNZR0,DPL1RET;等待1秒返回;显示DISPLAY:MOVA,TEMP3;将南北要显示的数存放到AMOVB,#10;B=10n附录B智能交通灯控制程序DIVAB;A除以B商存A，余数BMOVB_BIT,A;将A放到20HMOVA_BIT,B;将B放到21HMOVA,TEMP4;将东西要显示的数存放到AMOVB,#10;B=10DIVAB;A除以B商存A，余数BMOVC_BIT,A;将A放到22HMOVD_BIT,B;将B放到23HMOVDPTR,#NUMT;MOVR0,#2;R0=2DPL1:MOVR1,#250;R1=250DPLOP:MOVA,A_BIT;将南北要显示的10位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示南北10位数CLRP2.7ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.7;灭南北10位数MOVA,B_BIT;将南北要显示的个位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示南北个位数CLRP2.6ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.6;灭南北个位数MOVA,C_BIT;将东西要显示的10位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示东西10位数CLRP2.5ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.5;灭东西十位数MOVA,D_BIT;将东西要显示的个位数送AMOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;显示东西位数CLRP2.4-49-n河北联合大学电气工程学院ACALLD1MS;延时1MSSETBP2.4;灭东西个位数DJNZR1,DPLOP;循环扫描DJNZR0,DPL1RET;等待1秒返回D1MS:MOVR7,#250;1MS延时程序DJNZR7,$RET;1到10对应电路图数码管表NUMT:DB7EH,48H,67H,6BH,59HDB3BH,3FH,68H,7FH,7Bn附录B智能交通灯控制程序学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：年月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：□公开□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名：_______导师签名：______________年_____月_____日_______年_____月_____日-51-n河北联合大学电气工程学院独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名:二〇一〇年九月二十日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一〇年九月二十日n附录B智能交通灯控制程序致谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。-53-