基于單片機(jī)的無線交通燈控制系統(tǒng)路口信號(hào)控制機(jī),南京理工大學(xué)紫金學(xué)院

1、南京理工大學(xué)紫金學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)作 者: 學(xué) 號(hào)：系：電子工程與光電技術(shù)系專 業(yè):電子信息工程 題 目: 無線交通燈控制系統(tǒng)路口信號(hào)控制機(jī) 高級(jí)硬件研發(fā)工程師張景彬指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))2013年5月南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)學(xué)生姓名： 班級(jí)、學(xué)號(hào)： 電信三班 題 目： 無線交通燈控制系統(tǒng)-路口信號(hào)控制機(jī) 綜合成績(jī)： 指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)：路口信號(hào)控制機(jī)是控制路口信號(hào)燈的關(guān)鍵設(shè)備。控制機(jī)的穩(wěn)定性決定其交通安全的必要條件，同時(shí)控制策略能有效地解決交通擁堵問題。該生設(shè)計(jì)的路口信號(hào)控制機(jī)充分滿足了交通信號(hào)的控制要求

2、。理論基礎(chǔ)扎實(shí)，思路清晰。對(duì)交通信號(hào)的控制方法闡述清晰，并按其方法和技術(shù)要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路與軟件，并進(jìn)行準(zhǔn)確的驗(yàn)證和分析，滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。 該生能夠充分理解電子工程的相關(guān)基礎(chǔ)理論，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中學(xué)習(xí)和補(bǔ)充其它的高級(jí)電子設(shè)計(jì)知識(shí)，完滿完成了該設(shè)計(jì)。建議該生進(jìn)行并通過畢業(yè)論文答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 2013年5月14日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，交通在人們的日常生活中占有重要的地位，而交通信號(hào)燈的出現(xiàn)能夠更加有效的管制交通。

3、它在控制道路的車輛數(shù)目、保持道路的通暢、降低交通事故的發(fā)生率等方面發(fā)揮著重要的作用。 目前，科技的飛速發(fā)展使得單片機(jī)的應(yīng)用不斷深入，同時(shí)推動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)的更新和發(fā)展。單片機(jī)往往作為實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制中的一個(gè)核心部件來使用，但是僅僅利用單片機(jī)還是不夠的，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，通過軟件和硬件相結(jié)合來加以補(bǔ)充和完善。智能交通燈控制系統(tǒng)是要實(shí)現(xiàn)車流量自動(dòng)控制和在緊急情況下能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)切換信號(hào)燈讓特殊車輛優(yōu)先通行兩個(gè)功能。本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為核心，進(jìn)行實(shí)際硬件電路的搭建，利用Keil軟件編譯和調(diào)試，在PROTEUS軟件中仿真，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通燈的模擬。關(guān)鍵詞 單片機(jī)  無線

4、控制  交通燈 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要Title Wireless Traffic Light Control System Traffic signal control machine AbstractAs peoples social activities have become increasingly frequent, transportation plays an important role in peoples daily life. It can more effectively to regulate traffic when the emergence

5、of the traffic signal. It also plays an important role in controlling road vehicles, keeping the road smooth, reducing the incidence of traffic accidents.At present, the rapid development of science and technology makes the application of SCM applications are deepening, and meanwhile promote the tra

6、ditional control detection technology update and development. Microcontroller as a core component real-time detection and automatic control to use, but only the microcontroller is not enough, should be combined with the actual situation, through a combination of software and hardware to supplement a

7、nd perfect. Intelligent traffic light control system is to realize automatic control and traffic flow can be achieved manual switch the lights priority two function of special vehicle in case of emergency.The design of the core is SCT89C52 microcontroller, to build the actual hardware circuit, compi

8、ling and debugging by using Keil software, conducting the simulation by PROTEUS software, finally realizes the simulation of traffic lights at an intersection.Keywords SCM Wireless transceiver traffic lights 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 I 頁(yè) 共 I 頁(yè) 目 次1 引言11.1 交通控制系統(tǒng)的選題背景11.2 交通控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義21.3 國(guó)內(nèi)外交通控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展21

9、.4 課題的目的與任務(wù)41.5 本文的主要研究工作42 交通控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)52.1 交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計(jì)52.2 交通控制系統(tǒng)的功能要求62.3 交通控制系統(tǒng)的基本原理72.4 本章小結(jié)73 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)83.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介83.2 無線收發(fā)芯片介紹93.3 基于STC89C52交通燈控制系統(tǒng)的硬件電路分析及設(shè)計(jì)103.4 本章小結(jié)184 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)194.1 程序流程圖194.2 控制器的軟件設(shè)計(jì)204.3 本章小結(jié)225 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析245.1 硬件測(cè)試245.2 軟件測(cè)試255.3 本章小結(jié)25結(jié) 論26致 謝27參 考 文 獻(xiàn)28附 錄 A 程序代碼

10、30附 錄 B 實(shí)物圖37 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 38 頁(yè) 共 37 頁(yè) 1 引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)在電子信息、通信、自動(dòng)化控制及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性日益突出。而當(dāng)今社會(huì)汽車數(shù)量急劇增加，交通問題也日益突出，因此交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在交通管制中起到重要作用。為了確保在十字路口通過的行人與車輛的安全,需要采用智能控制的交通信號(hào)來進(jìn)行指揮。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是將先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)與道路交通控制結(jié)合起來，通過硬件設(shè)計(jì)與軟件編程有機(jī)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通的自動(dòng)控制，同時(shí)對(duì)交通線路車流量的多少進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在減少警力的同時(shí)，也能保證了道路交通的安全，保障了行人與車輛的安全與城市交通的順暢，

11、在城市的現(xiàn)代化建設(shè)中起到了重要的作用。本畢業(yè)設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)控制為核心，配合無線接收、發(fā)送模塊對(duì)十字路口交通燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。本畢業(yè)設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通燈控制的手動(dòng)與自動(dòng)控制功能2，通過搭建硬件電路、軟件調(diào)試來實(shí)現(xiàn)功能要求。1.1 交通控制系統(tǒng)的選題背景交通控制系統(tǒng)是在人口數(shù)量的快速增長(zhǎng)，交通工具的爆炸性發(fā)展以及交通道路資源的有限性中應(yīng)運(yùn)而生。在人們的生產(chǎn)和生活中，交通發(fā)揮著極其重要的作用。從18世紀(jì)的工業(yè)革命以來，工業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了整個(gè)交通運(yùn)輸業(yè)向良性方向發(fā)展，因此單獨(dú)的交通控制學(xué)與管理機(jī)構(gòu)也應(yīng)運(yùn)而生。近現(xiàn)代社會(huì)隨著運(yùn)輸、出行的增多，從而促進(jìn)了交通控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，社會(huì)

12、上也產(chǎn)生了一套特有的公共管理系統(tǒng)。在高效安全的交通秩序的保證下，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段相結(jié)合，達(dá)到事半功倍的效果。隨著現(xiàn)代人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子科學(xué)技術(shù)行業(yè)的發(fā)展及成熟能比較好的解決系統(tǒng)中硬軟件方面的技術(shù)難題。目前，為了實(shí)現(xiàn)智能化，甚至還可以將各個(gè)分散的區(qū)域合并成一個(gè)適用在統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍內(nèi)進(jìn)行管理，而且還可以在正常時(shí)段和一些突發(fā)時(shí)段之間按照科學(xué)的方式進(jìn)行有效的調(diào)整。交通推動(dòng)著社會(huì)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人們的生活的良性發(fā)展。自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域在單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展后發(fā)生了巨大變化，大力推動(dòng)了交通自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方面的研究和實(shí)際應(yīng)用的發(fā)展，并且將以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，逐步取代

13、傳統(tǒng)的交通控制措施。1.2 交通控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義交通控制系統(tǒng)經(jīng)歷了百年的發(fā)展歷史，道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了以下幾個(gè)過程：手動(dòng)和自動(dòng)之間的轉(zhuǎn)變、固定配時(shí)到靈活配時(shí)之間的轉(zhuǎn)換、無感應(yīng)控制與有感應(yīng)控制之間的轉(zhuǎn)換、單點(diǎn)控制與干線控制指尖的轉(zhuǎn)換、區(qū)域控制與網(wǎng)絡(luò)控制之間的轉(zhuǎn)換。為了解決人類因交通需求的增多而產(chǎn)生的相應(yīng)的問題近而推動(dòng)了交通控制研究的發(fā)展，道路的建設(shè)不足而且交通工具的快速增長(zhǎng)是現(xiàn)在的主要問題，提高有限的道路資源的利用率是解決這一問題的關(guān)鍵，此外，依據(jù)實(shí)際情況，系統(tǒng)要能夠根據(jù)整個(gè)交通線路上車輛的數(shù)目的多少，進(jìn)行分流處理，而分流最好的方法就是利用智能系統(tǒng)的進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路。交通網(wǎng)

14、絡(luò)代表著一個(gè)城市的工業(yè)文明水平，是城市存在和發(fā)展的動(dòng)脈。交通與人們的財(cái)產(chǎn)、生命安全、工作、生產(chǎn)、生活、時(shí)間之間的利益密切相關(guān)。按照科學(xué)的方式智能化后的交通控制技術(shù)，十分有益于資源物流的轉(zhuǎn)移和保障了人們的出行方便，這樣既保證人民出行的安全和舒暢，又保證對(duì)生命通道的暢通和延伸1。1.3 國(guó)內(nèi)外交通控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展 1.3.1 國(guó)內(nèi)外交通控制技術(shù)如今，疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段就是在各個(gè)路口上都安裝紅綠燈。自從19世紀(jì)70年代開始，英國(guó)倫敦開始用彩色燃?xì)庾鳛樾盘?hào)燈。城市交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了手動(dòng)與自動(dòng)之間的轉(zhuǎn)變，固定周期與可變周期之間的轉(zhuǎn)變，點(diǎn)控制方式與面控制的系統(tǒng)控制方式之間的轉(zhuǎn)

15、變，實(shí)現(xiàn)了無車輛檢測(cè)器與有車輛檢測(cè)器之間的轉(zhuǎn)變。城市道路交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段是1963年加拿大多倫多市建立和使用了一套IBM650型計(jì)算的集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號(hào)系統(tǒng)1。到80年代初后，交通管制中心在全世界得到了建立和發(fā)展，促進(jìn)了智能交通更加適應(yīng)于未來的發(fā)展。利用信號(hào)燈，能夠?qū)煌ㄏ到y(tǒng)進(jìn)行更加有效的管理，從而可以起到疏導(dǎo)道路上的車流量、減輕了道路的不暢通時(shí)間、降低了交通事故的發(fā)生率。20世紀(jì)70年代，聯(lián)合國(guó)在道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定中詳細(xì)規(guī)定了道路上的各種信號(hào)燈的含義 1。綠燈通行，在綠燈下，在沒有另一種標(biāo)志明確規(guī)定禁止某一種轉(zhuǎn)向時(shí)，車輛有直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎可以選擇，但是車輛進(jìn)

16、行左右轉(zhuǎn)彎時(shí)都必須堅(jiān)持讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和行人優(yōu)先進(jìn)行通過。紅燈禁行，在紅燈下，車必須不得超過交叉路口的停車線。黃燈警告，在黃燈亮下，只有越過停止線的車輛才可以繼續(xù)前行，反之，則必須把車停在停止線后。目前，人口眾多，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的提高。越來越多的人擁有了自己的轎車。這樣的直接后果導(dǎo)致了交通的擁擠，環(huán)境的惡劣，人們外出的困難。進(jìn)而引發(fā)出一系列的社會(huì)和生活問題。為了解決這些問題，當(dāng)前必須重視交通的發(fā)展和運(yùn)行。隨著生產(chǎn)力的提高，產(chǎn)品朝著智能化的方向發(fā)展。交通系統(tǒng)同樣朝著這一方向發(fā)展。為了解決交通的擁擠，因此提出了智能交通系統(tǒng)這個(gè)話題。它是電子信息技術(shù)、通信技術(shù)和交通工程

17、共同結(jié)合的載體。它具有整體系統(tǒng)性、綜合的信息交流、廣泛性的服務(wù)等特點(diǎn)。在應(yīng)用發(fā)面，它結(jié)合了最先進(jìn)的技術(shù)。比如：傳感器技術(shù)、GPRS技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展提高了技術(shù)保障，對(duì)智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用更加貼近人性化。智能交通系統(tǒng)是在原有的系統(tǒng)上進(jìn)行升級(jí)和改造，體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)力的發(fā)展要求，適應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。我們不可否認(rèn)，智能交通系統(tǒng)在中國(guó)起步較晚。但是，我們有足夠的信心把智能交通系統(tǒng)打造成世界一流的水準(zhǔn)。因?yàn)?，我們有?qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的技術(shù)，國(guó)家和政府部門對(duì)它也相對(duì)的重視。同時(shí)，為了提高智能交通系統(tǒng)的整體性和安全性，我們還借鑒外國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，同外國(guó)學(xué)者進(jìn)行交流。取其精華，去其糟粕

18、。在上世紀(jì)90年代，我國(guó)就已經(jīng)重視智能交通系統(tǒng)的發(fā)展和研究。國(guó)內(nèi)的一些重點(diǎn)大學(xué)已經(jīng)致力于智能交通系統(tǒng)開發(fā)，在原有基礎(chǔ)上，把系統(tǒng)更加智能化、數(shù)字化。各個(gè)大學(xué)已經(jīng)成立了相關(guān)的委員會(huì)，比如：清華大學(xué)、北方交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)、北京航空航天大學(xué)。這對(duì)我國(guó)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展提高了技術(shù)的保證。同時(shí)，他們還向外國(guó)學(xué)者請(qǐng)教，看他們的研究成果。然后根據(jù)我國(guó)的特點(diǎn)，結(jié)合自身情況，設(shè)計(jì)出屬于我們自己的智能交通系統(tǒng)1。有我國(guó)特色的智能交通系統(tǒng)。1.3.2 交通控制系統(tǒng)目前存在的問題隨著城市機(jī)動(dòng)車保有量的增長(zhǎng)速度進(jìn)一步加快。我國(guó)的道路將承載著巨大的壓力，我國(guó)現(xiàn)階段的道路主要存在的問題是建設(shè)的規(guī)模較小、密度低，這

19、種狀況在一些大城市中尤其突出，由于道路建設(shè)與車輛的增長(zhǎng)速度不匹配，帶來了許許多多的交通問題，這是城市交通擁擠的原因之一。另外，我國(guó)的交通系統(tǒng)管理不夠完善也是交通擁擠的原因所在。現(xiàn)在我國(guó)的一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)還是沒有交通燈，只能通過主觀的判斷來行駛，這樣會(huì)造成許多難以預(yù)料的結(jié)果，這些問題都需要我們迫切地去解決，去完善。這就要求我們必須對(duì)交通管理方面做進(jìn)一步的研究，但我國(guó)中小城市的交通管理以及交通安全的現(xiàn)代化設(shè)施也沒有得到與現(xiàn)有交通相匹配的發(fā)展。尤其是在車輛、道路和交通管理系統(tǒng)上，以及城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)等方面都與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距1。與我國(guó)的交通系統(tǒng)相比，西方發(fā)達(dá)國(guó)家的交通系統(tǒng)較為完善，他們對(duì)智能交通

20、的研究起步比我國(guó)早得多，許多方面我們還是需要借鑒的。1.4 課題的目的與任務(wù)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的主要是利用所學(xué)的單片機(jī)知識(shí)和從網(wǎng)上查詢有關(guān)智能交通燈控制系統(tǒng)資料完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)能夠根據(jù)各個(gè)模塊的功能要求，設(shè)計(jì)出相關(guān)的解決方案，這樣可以提高自身提出問題、分析問題、解決問題的能力。本畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求：一是能夠?qū)δM的路口信號(hào)控制機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)的控制，自動(dòng)和手動(dòng)控制方式是通過無線收發(fā)模塊來實(shí)現(xiàn)的。做出來的實(shí)物能夠模擬現(xiàn)實(shí)中十字路口的交通燈系統(tǒng)，并可以對(duì)出現(xiàn)的不同的交通情況進(jìn)行相應(yīng)的反映，來達(dá)到實(shí)時(shí)控制的要求。 二是硬件電路設(shè)計(jì)。搭建硬件電路，現(xiàn)實(shí)各個(gè)模塊具體的功能。三是軟件設(shè)計(jì)。流程圖設(shè)計(jì)，根

21、據(jù)任務(wù)要求編寫程序代碼，對(duì)編寫的代碼進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到想要實(shí)現(xiàn)的功能。1.5 本文的主要研究工作本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)無線交通燈控制系統(tǒng)的研究。以下是各章節(jié)研究的內(nèi)容介紹。第一章：引言。本章主要介紹課題研究的背景及意義、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、課題研究的目的與任務(wù)等。第二章：交通燈控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。本章主要介紹根據(jù)課題的研究任務(wù)，進(jìn)行交通燈控制系統(tǒng)的總體方案的設(shè)計(jì)，其中包括通行方案設(shè)計(jì)、功能要求、基本原理。第三章：系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。本章主要介紹在總體方案的設(shè)計(jì)下，進(jìn)行的各個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)，并搭建各個(gè)模擬電路,實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊電路功能。第四章：系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。本章主要介紹根據(jù)實(shí)際的功能要求編寫代碼,再對(duì)編寫好的代碼

22、進(jìn)行不斷的調(diào)試,實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的要求等。第五章：系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析。本章主要是對(duì)以上兩章內(nèi)容得到的結(jié)果進(jìn)行測(cè)試、并對(duì)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行分析。2 交通控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1 交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計(jì)在模擬路口信號(hào)控制機(jī)的功能時(shí)，必須依據(jù)具體的情況。十字路口處，每個(gè)時(shí)刻只有東西方向通行或者只有南北方向通行，可它們之間也還存在一個(gè)短暫的過渡時(shí)間。下圖予以進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖中黑色為燈亮，白色為燈滅。 A B C D圖2.1 交通燈顯示狀態(tài)現(xiàn)在幾乎每個(gè)路口都安裝交通燈，而有了交通燈就必然少不了數(shù)碼管，數(shù)碼管用于顯示時(shí)間，它顯示的時(shí)間都是倒計(jì)時(shí)的。車輛根據(jù)三色燈亮滅情況再觀察時(shí)間的顯示來合理的判斷是否通行。

23、該十字路口交通燈的工作狀態(tài)如下，它是一個(gè)不斷循環(huán)的過程。A圖表示東西方向從紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，可以通行。同時(shí)南北方向由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，禁止通行。時(shí)間為25秒。B圖表示東西方向由綠燈轉(zhuǎn)變?yōu)辄S燈，同時(shí)南北方向亮紅燈，這樣只允許壓過停止線的車輛通行，其余的車輛不允許通行。時(shí)間為5秒。C圖表示南北方向由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，可以通行。同時(shí)東西方向由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，禁止通行。時(shí)間為35秒。D圖表示南北方向由綠燈轉(zhuǎn)變?yōu)辄S燈，同時(shí)東西方向?yàn)榧t燈。這樣只允許壓過停止線的車輛通行，其余的車輛不允許通行12。時(shí)間顯示為5秒。下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：表2.1 十字路口的交通燈點(diǎn)亮示意表南 北 方 向

24、東 西 方 向序 號(hào)狀 態(tài)序 號(hào)狀 態(tài)1紅燈亮25秒，黃綠燈滅1綠燈亮20秒，紅黃燈滅2黃燈亮5秒，紅綠燈滅2黃燈亮5秒，紅綠燈滅3綠燈亮30秒，紅黃燈滅3紅燈亮35秒，黃綠燈滅回到狀態(tài)1回到狀態(tài)12.2 交通控制系統(tǒng)的功能要求本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是模擬十字路口的交通燈控制系統(tǒng)的功能，與現(xiàn)實(shí)生活中的交通路口一樣，能夠根據(jù)十字路口出現(xiàn)的情況做出相應(yīng)的處理。因此該交通燈控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能包括：數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)顯示、處理突發(fā)事件功能、能利用手動(dòng)和自動(dòng)控制交通燈等。（1）數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)顯示。利用數(shù)碼管主要是對(duì)交通燈所亮?xí)r間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，這樣好讓駕駛員更容易在等待、通行中做出合理的判斷。如果沒有倒計(jì)時(shí)顯示功能，

25、僅依靠交通燈的顏色變化做出判斷，駕駛員很可能無法做出合理的選擇，這樣就有可能會(huì)導(dǎo)致無法想象的后果。因此數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)顯示是有必要的，也更體現(xiàn)出人性化和智能化。（2）處理突發(fā)事件功能。調(diào)查顯示，十字路口是交通事故頻發(fā)地段，一般十字路口的車流量是比較大的，若發(fā)生交通事故勢(shì)必會(huì)帶來嚴(yán)重的交通堵塞，因此當(dāng)十字路出現(xiàn)堵車或者緊急情況，合理的控制交通燈的顯示是非常有必要的，這樣處理問題會(huì)更加的高效。（3）手動(dòng)和自動(dòng)控制。自動(dòng)控制就是正常情況下交通燈顯示，對(duì)交通燈不作任何的處理。可當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)需要采用手動(dòng)控制。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制是利用無線遙控器完成的，其控制方式分為禁止通行、只允許東西方向通行、只允許

26、南北方向通行、正常通行?？梢愿鶕?jù)具體的情況做出合理化選擇，從而達(dá)到智能控制的目的。2.3 交通控制系統(tǒng)的基本原理本畢業(yè)設(shè)計(jì)的交通燈控制系統(tǒng)，主要是依靠單片機(jī)，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，讓每個(gè)模塊都能實(shí)現(xiàn)它們特定的功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通燈進(jìn)行控制。將單片機(jī)和無線收發(fā)模塊連接起來，再用數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)的時(shí)間，并且還可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，這些都充分體現(xiàn)了智能控制，這也是本設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)。圖2.2 系統(tǒng)的總體框圖系統(tǒng)的總體框圖如上圖所示，它由單片機(jī)、無線收發(fā)模塊、外圍接口電路模塊、數(shù)碼管顯示模塊和紅綠黃信號(hào)燈模塊等組成。無線收發(fā)模塊主要體現(xiàn)的是手動(dòng)控制的功能，它根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的動(dòng)作，在正常通

27、行情況下，交通燈正常顯示，無需進(jìn)行操作?？沙霈F(xiàn)緊急情況時(shí)，必須采用手動(dòng)操作，因此無線收發(fā)模塊主要任務(wù)是在緊急情況下，對(duì)交通燈實(shí)時(shí)控制，讓突發(fā)事件快速解決，恢復(fù)車輛的通行。2.4 本章小結(jié)本章簡(jiǎn)要介紹交通燈的總體設(shè)計(jì)方案，方案中包含通行方案設(shè)計(jì)、功能要求和系統(tǒng)的框圖?？傮w設(shè)計(jì)方案中通行方案主要介紹了處在十字路口的車輛駕駛員如何根據(jù)信號(hào)燈做出合理反應(yīng)的，功能要求中主要實(shí)現(xiàn)的有數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示、處理突發(fā)事件、手動(dòng)和自動(dòng)控制等功能。系統(tǒng)框圖主要是根據(jù)功能需求設(shè)立相應(yīng)的模塊來實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的功能。本設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)無線交通燈控制系統(tǒng)，還包括無線收發(fā)模塊，數(shù)碼管顯示模塊等等來構(gòu)成整體的設(shè)計(jì)

28、框圖。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介STC89C52是一個(gè)高性能,低功耗CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,該器是用ATMEL公司利用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造的,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-52指令系統(tǒng)及STC89C52引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元4,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。STC89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳,8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,256

29、 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門狗（WDT）電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器5。此外, STC89C52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。在空閑模式下,CPU不工作,但是RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器, 外中斷系統(tǒng),串行口還是繼續(xù)工作,斷電模式下會(huì)凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù), 芯片其它功能將停止直至外中斷激活或硬件復(fù)位。圖3.1 STC89C52的管腳圖3.2 無線收發(fā)芯片介紹（1）PT2272/2262 的介紹PT2262/2272是通用的編碼和譯碼電路，它們

30、是通過CMOS工藝制作出來的功耗低、價(jià)位低的器件。它們的三態(tài)地址端管腳最多可有12位(A0-A11) 14,15，它們?nèi)我饨M合可以提供531441個(gè)地址碼6。 圖3.2 PT2262外形及其管腳排列圖PT2262最多可有數(shù)據(jù)端管腳共6位(D0-D5), 正常工作時(shí)，電壓變化范圍為：2.615v 6 ，其17腳串行輸出設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼，能夠滿足無線遙控發(fā)射電路的技術(shù)要求。 圖3.3 PT2272外形及其管腳排列圖PT2272解碼芯片上都標(biāo)有不同的后綴，有L4、M4、L6、M69這幾類。L用來表示鎖存輸出，如果數(shù)據(jù)可以完成接收它就可以讓電平的狀態(tài)持續(xù)保持，直到下一個(gè)遙控指令達(dá)到為止。與L不同，

31、M用來表示非鎖存輸出，當(dāng)數(shù)據(jù)接收完成時(shí)它是不能保持電平的狀態(tài)，因?yàn)檫@時(shí)的電平狀態(tài)與發(fā)射端的信號(hào)相對(duì)應(yīng)，它是瞬時(shí)的狀態(tài)因此不可以被保持3。另外，L、M后面出現(xiàn)的4或者6代表的是并行的控制通道的通道數(shù)。 (2) PT2262/2272芯片的地址編碼設(shè)定9 一般情況下，PT2262/2272的芯片的地址碼都是懸空的，由用戶根據(jù)自身的情況進(jìn)行設(shè)置，本畢業(yè)設(shè)計(jì)是把PT2262/2272兩個(gè)芯片的第三腳接高電平，其余的引腳全部懸空。在進(jìn)行無線收發(fā)時(shí)必須將他們的引腳設(shè)置相同的，如果不相同就不能接收到發(fā)射來的信號(hào)5。另外，它們的匹配電阻也必須一致，否則也會(huì)接收不到信號(hào)。VT端是信號(hào)的判斷端，當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)VT

32、端輸出高電平。3.3 基于STC89C52交通燈控制系統(tǒng)的硬件電路分析及設(shè)計(jì)3.3.1 各部分電路分析（1）電源電路從圖3.4可知，無論是STC89C52單片機(jī)工作電源、二極管工作電壓、還是數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，都要用到+5V的直流電源，所以，一個(gè)穩(wěn)定的、持續(xù)的+5V直流電源對(duì)本系統(tǒng)十分重要。本系統(tǒng)運(yùn)用橋式整流電路，將交流轉(zhuǎn)換為直流，為各部分電路提供恒定的+5V直流。模擬部分和數(shù)字部分分別采用一個(gè)獨(dú)立的穩(wěn)壓管供電，保證電路的穩(wěn)定性和抗干擾，其電路如圖3.4。圖3.4 電源電路下面是主要元器件介紹，D1-D4為全波整流電橋，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。圖3.5 整流電橋其工作原理如下：電橋1、3端接交流電

33、源，2、4為支直流輸出端。當(dāng)某一時(shí)刻，交瞬時(shí)值為上+下-（即1端為+，3端為-），電流從1端輸入，經(jīng)1、2間的二極管到2端，再經(jīng)2、4端的負(fù)載流到4端，然后經(jīng)3、4間的二極管流回交流負(fù)端；同理，電流從3端流入，從1端流回交流負(fù)端。圖3.6 交流電壓 圖3.7 波動(dòng)直流 圖3.8直流電流從接口J1輸入的9V左右的交流電壓（波形如圖3.6所示），經(jīng)全波整流電橋DB整后，得到一幅值為0-8V左右的波動(dòng)直流（如圖3.7所示）。這一波動(dòng)的直流經(jīng)C1、C2、C3濾波后，得到一較平穩(wěn)的直流，再經(jīng) LM7805穩(wěn)壓為+5V，C4再次濾波后，得到穩(wěn)定的+5V直流電流（如圖3.8所示），為系統(tǒng)無線電接收發(fā)模塊和解

34、碼芯片PT2272路供電。Q1為繼電器驅(qū)動(dòng)管，當(dāng)其基極接收到解碼芯片的高電平時(shí)，繼電器吸合，K1接通，電壓經(jīng)7805穩(wěn)壓后為STC89C52開機(jī)供電。（2）復(fù)位電路STC89C52的復(fù)位輸入引腳RST為單片機(jī)提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在STC89C52的時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位操作。只要RST保持高電平，則單片機(jī)循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng)RST有高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，單片機(jī)才從0000H地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路，如圖3.9所示，當(dāng)復(fù)位鍵按下時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到四個(gè)方向都只有黃燈亮的初始狀態(tài)。復(fù)位時(shí)間的計(jì)

35、算公式：V0為電容上的初始電壓值；V1為電容最終可沖到后放到的電壓值；Vt為t時(shí)刻電容上的電壓值則 (3.1)或 (3.2)圖3.9 復(fù)位電路（3）時(shí)鐘電路STC89C52的時(shí)鐘可以分為內(nèi)部、外部有兩種方式。內(nèi)部方式是利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。本論文采用的時(shí)鐘電路為內(nèi)部振蕩方式。盡管STC89C52內(nèi)包含振蕩電路，可還需外接元件來構(gòu)成的時(shí)鐘振蕩電路，電容C1、C2和外接晶體構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。在放大器反饋電路中，電容值的選擇是需要注意的，如果選擇不當(dāng)會(huì)影響振蕩器頻率的高低和振蕩器的穩(wěn)定性。電容值的選取晶體頻率可在1.2MHZ12MHZ之間任選，電容C1和C2的典型值在20pF100pF之間選擇，考

36、慮到本系統(tǒng)對(duì)于外接晶體的頻率穩(wěn)定性要求不高，所以采取比較廉價(jià)的12MHZ陶瓷諧振器10。如圖3.10所示。圖3.10 時(shí)鐘電路（4）顯示電路顯示部分選用4位共陽(yáng)數(shù)碼管。數(shù)碼管的8位數(shù)據(jù)端通過1K的上拉電阻連接到單片機(jī)P0口，4位使能端分別連到P2.4-P2.7。信號(hào)燈的顯示部分簡(jiǎn)單用三色（紅綠黃）發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈和時(shí)間顯示部分采用數(shù)碼管模擬。以STC89C52單片機(jī)的P1口控制12只發(fā)光二極管和P0口控制兩位數(shù)碼管的段選P2口控制位選。圖3.11 七段數(shù)碼管引腳圖數(shù)碼管顯示原理：我們最常用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管，八段比七段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，其他的基本相同。所謂的八段就是指數(shù)碼管里

37、有八個(gè)小LED發(fā)光二極管，通過控制不同的LED的亮滅來顯示出不同的字形。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種類型，其實(shí)共陰極就是將八個(gè)LED的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個(gè)LED的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。而共陽(yáng)極就是將八個(gè)LED的陽(yáng)極連在一起。其原理圖如圖3.1111。其中引腳圖的兩個(gè)COM端連在一起，3，8是公共端，共陰數(shù)碼管要將其接地，共陽(yáng)數(shù)碼管將其接正5伏電源。一個(gè)八段數(shù)碼管稱為一位，多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線（即a、b、c、d、e、f、g、dp）連在一起，而各自的公共端稱為位選線。 顯示時(shí)，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個(gè)位選線，那個(gè)數(shù)碼管便會(huì)被點(diǎn)亮。數(shù)碼

38、管的8段，對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的8位，a對(duì)應(yīng)最低位，dp對(duì)應(yīng)最高位。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用到的STC89C52單片機(jī)上數(shù)碼管為共陽(yáng)型，其驅(qū)動(dòng)代碼是指導(dǎo)老師提供資料中的，0-9對(duì)應(yīng)的各值為：0x03、0x9f、0x25、0x0d、0x99、0x49、0x41、0x1f、0x01、0x09。（5）發(fā)光二極管 圖3.12 發(fā)光二級(jí)管本設(shè)計(jì)應(yīng)用到紅、黃、綠三種顏色的發(fā)光二級(jí)管紅色和黃色的發(fā)光二級(jí)管工作電壓是2伏，其他顏色的工作電壓都是3伏，一般的發(fā)光二級(jí)管的工作電壓是29毫安，如果接到5伏的電源上，二極管需要接上電阻起到限流作用。該系統(tǒng)用12個(gè)紅黃綠三色的發(fā)光二極管作信號(hào)燈，南北方向的紅黃綠發(fā)光二極管陽(yáng)極分別接在P1

39、.4-P1.6口。東西方向的紅黃綠發(fā)光二極管陽(yáng)極分別接在P1.1-P1.3口，所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極都通過一個(gè)1K電阻接到5V電源。3.3.2 無線收發(fā)控制電路無線發(fā)射，接收控制電路有兩部分組成，如圖下所示，發(fā)射部分采用編碼芯片PT2262和DF數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，接收部分主要由解碼芯片PT2272、DF接收模塊組成。為簡(jiǎn)化電路，發(fā)射接收部分采用現(xiàn)成的收發(fā)芯片，其工作頻率為315MHz，采用FM方式調(diào)制。S1-S4為脈沖編碼開關(guān)，按下后在接收端解碼后將輸出相應(yīng)的電平控制電路的狀態(tài)。信號(hào)發(fā)射電路見圖3.13。圖3.13 發(fā)射電路內(nèi)部電路圖圖3.14 無線發(fā)送實(shí)物器件編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由6

40、：數(shù)據(jù)碼、同步碼、地址碼組成，解碼芯片PT2272接收PT2262發(fā)射的信號(hào)后， 首先對(duì)進(jìn)行兩次比較核對(duì)地址碼，然后對(duì)VT輸出信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng) VT輸出的是低電平，說明解碼芯片沒有接收到信號(hào)，這樣可能是由于地址設(shè)置不同或者是電阻不匹配等原因引起的。當(dāng)VT腳輸出的信號(hào)為高電平時(shí)，說明接收到了編碼芯片發(fā)送的信號(hào)，同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出的信號(hào)也為高電平。當(dāng)可以發(fā)送信號(hào)且發(fā)送端的按鍵一直被按住，編碼芯片將會(huì)不停的向解碼芯片發(fā)射信號(hào)。當(dāng)不按發(fā)射機(jī)按鍵時(shí)，這時(shí)編碼芯片就沒有電源供電，其對(duì)應(yīng)的17腳輸出低電平，此時(shí)315MHz的高頻4發(fā)射電路也就無法不工作。如果發(fā)射機(jī)有按鍵按下是，這時(shí)編碼芯片就會(huì)與電源接通

41、，其對(duì)應(yīng)的17腳輸出的信號(hào)是高電平，此時(shí)的高頻發(fā)射電路正常工作，可以正常的向解碼芯片發(fā)射相應(yīng)的信號(hào)，來控制解碼芯片按照發(fā)送過來的信號(hào)作出相應(yīng)的處理。從以上可以看出，編碼芯片在信號(hào)的發(fā)送過程中起到了關(guān)鍵的作用，如果17是低電平的話，高頻發(fā)射電路就無法工作，也不會(huì)發(fā)射相應(yīng)的電信號(hào)，在無法工作時(shí)，高頻發(fā)射電路中的振蕩電路也就停止振蕩，因此，可以得出17腳輸出電平的高低是用來判斷高頻信號(hào)電路是否輸出了高頻信號(hào)的依據(jù)。圖3.15 接收電路內(nèi)部電路圖圖3.16 無線接收實(shí)物器件從以上電路圖可以看出，接收電路主要包括接收頭和PT2272芯片兩個(gè)部分，接收頭主要是用來接收編碼芯片發(fā)射過來的高頻信號(hào)的，將接收到

42、的高頻信號(hào)再傳輸給解碼芯片的14引腳做出判斷，14引腳是數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入端，是編碼芯片的輸出端，根據(jù)14引腳輸出信號(hào)的高低來判斷是否接收到了相對(duì)應(yīng)的高頻信號(hào)。無線接收電路的內(nèi)部電路圖及其實(shí)物圖如圖3.15所示。無線接收模塊開發(fā)注意事項(xiàng)：無線接收模塊需要進(jìn)行相關(guān)的信號(hào)調(diào)制才能正常的工作，一般情況下，新的編碼芯片和解碼芯片的地址碼都是懸空的，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要進(jìn)行不同的設(shè)置，如果不設(shè)置它們也是可以直接連接起來使用，過程是和簡(jiǎn)單的，并且它們的傳輸?shù)木嚯x效果也是很好的，但是當(dāng)解碼芯片與單片機(jī)連接起來一起使用時(shí)，它會(huì)受到單片機(jī)的干擾，而編碼芯片不會(huì)受到單片機(jī)的影響，這也是編碼芯片與解碼芯片在使用時(shí)

43、需要考慮到的。解碼芯片與單片機(jī)連接時(shí)需要注意一些事項(xiàng)，這樣可以減少單片機(jī)帶來的干擾。（1）合理的通訊速率在進(jìn)行信號(hào)的接收時(shí)，一定要考慮數(shù)據(jù)的最大傳輸速率，因?yàn)樗鼘?duì)芯片的接收信號(hào)的效果有很大的影響，因此必須設(shè)置合理的通訊速率，一般情況下，數(shù)據(jù)模塊的傳輸數(shù)據(jù)速率不超過9.6Kbps7，通?？刂圃?.5k左右，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)速率過高將會(huì)降低接收靈敏度及增大誤碼率甚至?xí)剐酒瑹o法工作。（2）合理的信息碼格式當(dāng)無線收發(fā)模塊和單片機(jī)連接起來工作時(shí)，它們之間的傳輸協(xié)議一般是用戶根據(jù)自己的需要定義的，但是不管采用哪種傳輸協(xié)議，信息碼的格式是非常重要的，因?yàn)樗P(guān)系是否可以穩(wěn)定接收數(shù)據(jù)信息。碼組格式公式:前導(dǎo)碼同步碼

44、 數(shù)據(jù)幀12，通常情況下，前導(dǎo)碼的長(zhǎng)度是非常短的，一般設(shè)置為1ms，設(shè)置這么短的長(zhǎng)度主要因?yàn)樵诮邮漳K接收到的第一位的數(shù)據(jù)極易被零電平干擾，從而引起接收到的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，這樣可以通過設(shè)置前導(dǎo)碼的值來減少背景噪聲所帶來的影響。除了以上的方法外，我們還采用CPU編譯碼來抑制零電平干擾，它主要是在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼來抑制干擾。同步碼主要用于區(qū)別前導(dǎo)碼及數(shù)據(jù)，這樣可以讓軟件通過一定的算法鑒別出同步碼，同時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)幀不宜采用非歸零碼，更不能長(zhǎng)0和長(zhǎng)17。（3）單片機(jī)對(duì)接收模塊的干擾單片機(jī)模擬2262編碼時(shí)沒有干擾，然而單片機(jī)模擬2272解碼時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生干擾，這樣就會(huì)讓原本較理想的傳輸距離

45、大大降低，因此我們需要采用一些合理的措施來降低這種干擾的發(fā)生，盡量可以讓傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)。例如可以對(duì)單片機(jī)和解碼芯片分別用五伏的電壓予以供電，用一個(gè)78L05單獨(dú)為接收板供電，單片機(jī)的時(shí)鐘區(qū)遠(yuǎn)離接收模塊，另外，還可以在單片機(jī)和解碼芯片之間增加一個(gè)隔離電路，這樣能很好的阻止單片機(jī)時(shí)鐘的倍頻信號(hào)帶來的干擾。解碼芯片正常工作時(shí)，其輸出的信號(hào)的高電平脈沖，這樣的信號(hào)不可以直接使用電壓表進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)樗请S時(shí)間變化的電壓，而電壓表只可以測(cè)量穩(wěn)定的電信號(hào)，所以它不能用電壓表來測(cè)量數(shù)值。在驗(yàn)證解碼芯片的輸出狀態(tài)時(shí)，可以讓一個(gè)發(fā)光二級(jí)管串接一個(gè)3K的電阻來監(jiān)測(cè)。無線編碼模塊和解碼模塊在使用時(shí)，它們的傳輸距離比較

46、理想，一般能達(dá)到600米以上，而且這些專用編解碼芯片在使用時(shí)，直接連接即可。可當(dāng)他們與單片機(jī)等連接起來一起使用時(shí)，會(huì)受到它們的干擾，這樣就會(huì)讓傳輸距離降低很多，一般實(shí)用距離在200米以內(nèi)8，這樣就影響到了傳輸效果，這在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中是普遍存在的問題，也是我們需要解決的問題，可能我們無法消除這種干擾，但是我們還是要采用恰當(dāng)?shù)姆椒▽⑦@種干擾降低到最低。3.4 本章小結(jié)本章主要是介紹系統(tǒng)硬件電路，還介紹了STC89C52單片機(jī)、無線收發(fā)所用到的PT2272/2262芯片。主要因?yàn)樵诒井厴I(yè)設(shè)計(jì)中用到這些芯片才予以對(duì)工作原理、管腳等等進(jìn)行介紹。PT2272/2262芯片是之前沒有接觸過，介紹的比較多，不

47、僅介紹了管腳，還對(duì)芯片的地址如何編碼進(jìn)行了介紹。在硬件電路中，主要是對(duì)電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、顯示電路、無線接收、發(fā)射電路的介紹。在電源電路中用到了橋式整流電路，主要是為了給單片機(jī)、二極管和數(shù)碼管提供穩(wěn)定的電壓，保證電路的穩(wěn)定性和抗干擾性。數(shù)碼管顯示電路主要為了顯示信號(hào)燈的時(shí)間，這樣更能給人以確切的等待時(shí)間。無線收發(fā)模塊主要是對(duì)內(nèi)部電路的介紹，這樣更容易理解它們的工作狀態(tài)，并對(duì)它們的地址碼設(shè)置和要注意的事項(xiàng)也有了很好的把握。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖 4.1.1 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)主程序流程圖下面的流程圖介紹基本的交通燈控制系統(tǒng)，初始東西方向顯示綠燈，南北方向顯示紅燈，綠燈亮20

48、秒，黃燈閃爍5秒，紅燈亮25秒。之后南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，綠燈亮30秒，黃燈閃爍5秒，紅燈亮35秒。圖4.1 系統(tǒng)總流程圖4.1.2 緊急情況下的流程圖下圖是介紹出現(xiàn)緊急情況是如何處理的，緊急情況下是通過無線遙控器處理緊急事件，緊急情況分為禁止通行，只準(zhǔn)南北通行，只準(zhǔn)東西通行情況。根據(jù)緊急情況出現(xiàn)情況，由遙控器來控制具體的時(shí)間，這樣更好的處理緊急情況，也體現(xiàn)了智能控制的功能。遙控器按鍵的功能設(shè)置與單片機(jī)上的按鍵控制基本上一致，只是將按鍵處理程序，用遙控器的按鍵來代替。圖4.2 緊急情況4.2 控制器的軟件設(shè)計(jì)4.2.1 定時(shí)器的工作原理定時(shí)器的工作原理主要就是賦初值，讓它不斷加1直至

49、減完為模值，這個(gè)初值是送到TH和TL中的12。它是以加法記數(shù)的，并能從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值，即所要求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C，把計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC 可得到如下計(jì)算通式18： （4.1）（4.1）式中，M為計(jì)數(shù)器模值。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì)1次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為T0，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的12倍，設(shè)要求的時(shí)間值為T，則有C=TT0。計(jì)算通式變?yōu)椋?（4.2）模值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為8192；在方式1時(shí)M的值為65536；在方式2和3為256。就此可以算出各種方式的最大延時(shí)。如單片機(jī)的主脈沖頻率為12MH

50、Z，經(jīng)過12分頻后，若采用方式0最大延時(shí)只有8.129毫秒，采用方式1最大延時(shí)也只有65.536毫秒。這就是為什么掃描周期為50ms的原因。若使用軟件則會(huì)耽擱程序流程，顯然不可行。相反，時(shí)間計(jì)時(shí)方面卻不可能只用計(jì)數(shù)器，因?yàn)轱@然1秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們還必須采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題。程序如下：void time0(void) interrupt 1 using 1 /定時(shí)中斷子程序 TH0=0X3C;/賦初值TL0=0XB0;TR0=1;/啟動(dòng)定時(shí)器countt0+;/計(jì)數(shù)加1if(countt0=20) / 定時(shí)器中斷時(shí)間為1秒countt0=0;/清零

51、計(jì)數(shù)器a-;/東西方向時(shí)間減1b-;/南北方向時(shí)間減1if(b<=5&&time=0) /東西方向黃燈閃爍 G_dx=0;Y_dx=!Y_dx;4.2.2 延時(shí)原理MCS-52的工作頻率為12MHZ19,20，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的12倍12，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/12MHZ）=1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時(shí)間，但同時(shí)由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。我們?cè)O(shè)定計(jì)數(shù)器的初值為20和定時(shí)器T0的初值為50毫秒。這樣每當(dāng)T0到50毫秒時(shí)CPU就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的中斷請(qǐng)求，進(jìn)入相

52、應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，CPU首先讓計(jì)數(shù)器減1，然后判斷它是否為零，為零表示計(jì)數(shù)1秒。設(shè)定定時(shí)器需要定時(shí)50毫秒，故T0必須工作于方式113。要求初值： TC=M-T/T0=65536-50ms/1us=15536=3CBOH. 程序設(shè)置如下：TMOD=0X01; /設(shè)置定時(shí)器0 TH0=0X3C;/初始為0.05STL0=0XB0;4.2.3 消抖動(dòng)程序在使用遙控器的按鍵計(jì)數(shù)的過程中，還存在機(jī)械抖動(dòng)與軟件方面的矛盾，即當(dāng)程序檢測(cè)到了有按鍵按下，則計(jì)一次數(shù)，但是實(shí)際上，按鍵閉合后在微觀上還會(huì)彈起，然后才閉合，一直到達(dá)穩(wěn)定，顯然后面的彈落是無效的，為了使程序避免這個(gè)問題，可以在檢

53、測(cè)到首次閉合時(shí)，調(diào)用一定時(shí)間的延時(shí)程序。此處延時(shí)程序完全用軟件完成，利用程序執(zhí)行一條指令的時(shí)間，再加上兩次累減嵌套12。程序如下：void delay(int ms)/延時(shí)子程序uint j,k;for(j=0;j<ms;j+)/延時(shí)msfor(k=0;k<124;k+);/大約1毫秒的延時(shí)4.3 本章小結(jié)本章主要是介紹了系統(tǒng)總流程框圖、緊急情況下的流程圖，系統(tǒng)總流程圖是按照任務(wù)要求畫的，它把所有的任務(wù)都包含在內(nèi)了，而且還把各個(gè)任務(wù)進(jìn)行更加詳細(xì)的細(xì)化，之后的代碼也是根據(jù)流程圖的要求進(jìn)行編寫的，所寫的代碼是將這些任務(wù)編寫成不同的函數(shù)，通過這些函數(shù)來完成各個(gè)模塊的功能。緊急情況下的流程

54、圖，是對(duì)十字路口出現(xiàn)的突發(fā)事件進(jìn)行處理的過程，根據(jù)具體的情況用無線遙控器進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，另外本章還介紹了定時(shí)器的原理、延時(shí)原理、消抖原理，并且給出了它們各個(gè)原理的部分程序。5 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析5.1 硬件測(cè)試 （1）PT2272/2262器件的功能測(cè)試在實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)功能模塊過程中，需要對(duì)收發(fā)模塊進(jìn)行測(cè)試，無線收發(fā)模塊用到的PT2272/2262需要地址進(jìn)行配對(duì)，把地址設(shè)置相同以后，調(diào)試發(fā)現(xiàn)還是不能完成收發(fā)功能，經(jīng)過地址的檢查沒有問題之后，又考慮從別的地方入手，進(jìn)過請(qǐng)教老師，查閱資料發(fā)現(xiàn)無線收發(fā)模塊的電阻也必須配對(duì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無線收發(fā)模塊的電阻不匹配，更換一個(gè)匹配電阻后無線收發(fā)模塊功能得以實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)功能以后，還需要考慮另外的一個(gè)問題，無線交通燈控制系統(tǒng)如何體現(xiàn)更智能、更實(shí)用，因此無線遙控器的遙控范圍也必須考慮的，我經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證該設(shè)計(jì)無線遙控器在20