基于單片機的智能交通燈控制系統畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 采用 的是8 位 共陰數碼管， 因此 要 點亮 數碼管，就必須 先將 位選選通， 接下來就給段選輸入數據，最后便可以顯示相應的字符 。 其電路 接線圖 如圖 7所示。 實物連線時 ， 由 STC89C52 的 P0口送入初值， 即是送入段碼值 ,P3 口 送入位碼值 。 圖 數碼管顯示電路 有關 8位共陰數碼管 的位 碼和段碼 ， 分別 見 表 2和表 3. 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 8 1 2 3 4 5 6 7 8 0xfe 0xfd 0xfb 0xf7 0xef 0xdf 0xbf 0x7f 表 八位共陰數碼管位碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 表 數碼管 09段碼表 在數碼管的顯示電路中， 74HC573 鎖存器 幾乎都是要用到的 。其引腳如圖 8所示： 圖 74HC573 芯片引腳圖 74HC573 包含八進制 三 態非反轉透明鎖存器，是一種高性能硅門 CMOS 元 件。 74HC573 的八個鎖存器都是透明的 D 型鎖存器，當使能（ G）為高時， Q 輸出將隨數據（ D）輸入而變。當使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數據電平上。輸出控制不影響鎖存器的內部工作，即老數據可以保持，甚至當輸出被關閉時，新的數據也可以置入。 。 這種電路可以驅動大 電容 或低阻抗負載，可以直接與系統總線接口并驅動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器， I/O 通道，雙向總線驅動器和工作寄存器。 車流量檢測模擬電路 在本次畢業設計中， 本設計 用按鍵按的次數來代替車流量的大小，所以車流量的檢測即是按按鍵 ，按鍵按一次表示檢測到有一輛車通過。實際連線中，使用外部獨立按鍵與單片機連接，當按鍵按一次，單片機便計數一次，最終將總數進行分析，然后判斷 和改變 交通燈的顯示時長。 其接線 圖 如圖 9 所示。 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 9 圖 車流量檢測模擬電路 在圖中 K1 表示南北向車流量檢測的模擬按鍵， K2 表示東西向車流量檢測的模擬按鍵，分別和 單片機的 P2口的 和 連接。 紅綠燈顯示電路 在本次交通燈的設計中，南北向和東西向各用三 個發光二極管 （紅、黃、綠 發光二極管各一個 ）來指示，所以 本設計 采用了單片機 P1 口 的 05號端子來控制 六個發光二極管，這六個二極管是共陽極的。實際電路圖為圖 10 所示。 圖 紅綠燈電路圖 這些發光二極管由于是共陽極的，所以只有在單片機 P1口為低電平的時候才會亮，根據交通燈的亮滅規律， P1 口各端子的狀態可以總結為表 4： 表 紅綠燈顯示編碼 由于該設計只用到了 P1 口 05 號六個端子，剩下的 7 號端子就為高電平。 南北綠燈亮 南北紅燈亮 南北黃燈亮 東西綠燈亮 東西紅燈亮 東西黃燈亮 二進制碼 1111 1110 1111 1101 1111 1011 1111 0111 1110 1111 1101 1111 十六進制碼 0xfe 0xfd 0xfb 0xf7 0xef 0xdf 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 10 總體電路的設計 圖 1總體電路圖 由上面的總體電路圖可以清楚的看出，本 畢業設計 以 STC89C52 為控制核心，外部連接電源模塊，時間顯示模塊，和紅綠燈顯示模塊 ， 車流量檢測模塊 ， 其各模塊的 結構 關系如圖 11所示： 時 間 顯 示 模 塊紅 綠 燈 顯 示 模 塊電 源 模 塊車 流 量 檢 測 模 塊單片機 圖 1系統結構圖 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 11 第四章 軟件設計 C51 軟件簡介 Keil C51 是美國 KEIL SOFTWARE 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發系統，其 具有 豐富的庫函數、功能強大的繼承開發調試工具、全 windows 界面，在開發大型軟件時更能體現出高級語言 C 語言 的優勢 。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發環境中 ,這個集成開發環境包含：編譯器 ,匯編器 ,實時操作系統 ,項目管理器 ,調試器。 uVision2IDE 可為它們提供單一而靈活的開發環境。 C51V7 版本是目前最高效、靈活的 8051 開發平臺。它可以支持所有 8051 的衍生產品 ,也可以支持所有兼容的仿真器 ,同時支 持其它第三方開發工具。 程序流程圖 程序流程圖 在 程序分析 時有很大的作用 ， 也是分析程序 時 最基本、最重要的 工具。 在 本次畢業設計的程序設計 中 ，其 主程序的 設計思想 是：首先定義 各種 變量， 然后 初始化參數， 設定 程序 的 初始狀態 s1:東西 向 紅燈亮，南北 向 綠燈亮，一段時間后 東西 向 紅燈依舊，南北 向 黃燈閃爍。 在東西 向 紅燈亮的這段時間里 ， 東西 的車流量檢測程序一直執行，直到 南北黃燈閃爍結束 ； 南北 向 黃燈結束后，程序進入 狀態 s2： 東西 向 綠燈亮，南北 向 紅燈亮，一段時間后，東西 向 黃 燈 閃爍，南北 向 紅燈依舊，在南北 向 紅燈亮的這一段時間里，南北 向車流量檢測程序一直執行，直到東西 向 黃燈閃爍結束，東西 向 黃燈結束以后程序再次跳入 到初始狀態 s1 即東西 向 紅燈亮，南北 向 綠燈亮， 以上為 交通燈運行的 一個周期 ， 在這個周期中東西向和南北向的車流量的大小已經被單片機所記錄， 根據記錄的車流量的大小，在下一個狀態 程序運行時，交通燈的顯示時長會根據單片機上周期所記錄的車流量的大小來改變。 本設計的 主程序的 運作 流程圖如 圖 13 所示： 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 12 開 始初 始 化狀 態 s 1 :南 北 通 行 ，東 西 禁 行F l a g = 1 ？東 西 車 流 量 檢 測南 北 黃 燈 結束 ？狀 態 s 2 :東 西 通 行 ，南 北 禁 行南 北 車 流 量 檢 測南 北 黃 燈 結束 ？F l a g = 1 ？否是否是否是是否 圖 1主程序流程圖 數碼管 顯示子程序流程圖 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 13 本文對于數碼管顯示的程序，其主要思路是，在初始化中已經定義好倒計時的起始時間，根據單片機內部時鐘計時，當一秒 已到時 ，紅綠燈顯示時長就減一秒，沒到 時 仍然顯示此時的時長時間，數碼管顯示的時候又分為十位和個位，其 運作 流程圖如圖 14 所示： 開 始1 s 到 ？1 s 到 就 減 1秒 十 位 顯 示秒 各 位 顯 示是否返 回 圖 1數碼管顯示子程序 按鍵檢測流程圖 我們都知道，按鍵在按下 與 釋放的瞬間都會 出現 抖動 的情況 ，抖動的時長 取決于 按鍵的機械特性， 通常 在 5 到 10毫秒 之間 。如圖 15 所示。 理 想 波 形實 際 波 形釋 放 抖 動穩 定 閉 合按 下 抖 動 圖 1按鍵被按下時的電壓變化 實驗 表明，在 我們按下按鍵 再 立即釋放 的這個過程中 ， 按鍵 穩定閉合的時間 大于 二十毫秒 ，因此在 按鍵 檢測 時都要 進行 去抖的操作 ， 對于按鍵消抖 有專門的去抖電路，也有專門的去抖芯片， 然而 我們用 一般的 軟件延時的方法就很容易的 排除 按鍵抖動的 現象 ，而沒有必要添加其它的的硬件電路。而在本次設計中對按鍵的消抖采用的是判斷標志位 flag 和交通燈的狀態 S來實現的，其原理是在按鍵第一個下降沿就執行相關的程序，而不是在按鍵穩定閉合的時候才開始執行。 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 14 開 始主 程 序K e y 1 = 0 ？ O r k e y 2 = 0 ？F l a g = 0 ？車 流 量 計 數 并 且 標志 位 復 原否是否是返 回 圖 1軟件消抖流程圖 部分程序 介紹 由于本畢業設計采用的是 C 語言編程，所以程序的條理比較清晰，也很容易讀懂，下面將本 次畢業設計中的部分程序給予講解。 初始化程序 void init() { half_sec = 0。 s = 1。 //交通燈狀態選擇標志 t = 0。 count1=0。//南北 向 車流量 count2=0。//東西向車流量 sec=25。 ew_Rtime=15。 ns_Rtime=25。 Ytime = 5。 //黃燈顯示時長 yellowflag = 0。//黃燈標志位置零 上海海事大學本科生畢業設計（論文） 15 IT1 = 0。 //設 定 外部中斷 1 在 低電平觸發 IT0 = 0。 //設 定 外部中斷 0 在 低電平觸發 EX0 = 1。 //允許外部中斷 0 EX1 = 1。 TMOD = 0x11。 //設置定時器 0和 定時器 1的 位工作方式 TH0 = (65536 50000)/256。 TL0 = (65536 50000)%256。 //設置定時時間為 50MS EA = 1。 //開總中斷 ET0 = 1。 //開定時器 0中斷 TR0 = 1。 //啟動定時器 0 } 在初始化程序，設定了兩主道的車流量大小以及系統開啟時，兩道紅綠黃燈燈的顯示時長等參數， 另外還設 定 了單片機 運行時 的中斷方式和定時器 類型 。 數碼管 與發光二極管 點亮程序 if((s == 1) amp。amp。 (yellowflag == 0)) { P1 = 0xed。 //設置車道燈 dula = 1。 //打開段鎖存器 P0 = table[(sec Ytime)/10]。 //存入段碼 值 ，顯示綠燈 的 十位 dula = 0。 //鎖住段碼 P0 = 0xff。 //消影 wela = 1。 //打開位鎖存器 P0 = 0xfe。 //存入位選 wela = 0。 P0 = 0。 //消影 delay(4)。 dula = 1。 P0 = table[(sec Ytime)%10]。 //顯示綠燈的個位 dula = 0。