無(wú)線雙模式交通燈設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、題目： 無(wú)線雙模式交通燈控制系統(tǒng)23 / 28摘要針對(duì)實(shí)現(xiàn)交通燈系統(tǒng)雙模式控制的目的，以AT89S51 單片機(jī)為核心，連同無(wú)線接收模塊、交通燈顯示模塊同時(shí)在KEIL環(huán)境中編寫并驗(yàn)證程序。通過(guò)單片機(jī)控制交通燈和數(shù)碼管的顯示，同時(shí)可利用無(wú)線遙控切換交通燈系統(tǒng)運(yùn)行模式，即普通模式和上下班高峰模式。此系統(tǒng)可保證在平時(shí)，車輛與行人有較長(zhǎng)時(shí)間穿過(guò)馬路。通過(guò)切換運(yùn)行模式，此系統(tǒng)又可有效防止上下班時(shí)交通堵塞和車輛、人員滯留。比起普通交通燈控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)提高了交通控制的效率，保證交通有序進(jìn)行。關(guān)鍵詞：AT89S51單片機(jī)；無(wú)線控制；雙模式；交通燈AbstractAiming at realizing the

2、purpose of traffic lights system dual mode control, To AT89S51 microcontroller as the core, together with the wireless receiver module, traffic lights display module while in KEIL environment write and verification process. Through the microcontroller to control traffic lights and digital display, w

3、hile using a wireless remote control switch traffic light system operation modes, normal mode and the rush mode. This system can be guaranteed in peacetime, vehicle and pedestrian crossing the road a long time. By switching the operating mode, the system can be effective in preventing traffic conges

4、tion and commuting vehicles, personnel retention. Compared to ordinary traffic light control system, which improves the efficiency of traffic control, to ensure orderly traffic. Key words:AT89S51; Wireless control; Dual mode; The traffic light目 錄摘要IAbstractII1 引言12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路12.1控制系統(tǒng)框圖12.1.1 單片機(jī)介紹12.1.2

5、無(wú)線收發(fā)芯片介紹33 硬件設(shè)計(jì)63.1 單元電路設(shè)計(jì)63.1.1 無(wú)線收發(fā)控制電路設(shè)計(jì)63.1.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)83.1.3 顯示電路93.2 系統(tǒng)總電路組成104 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試124.1 總體設(shè)計(jì)方案124.2 主程序流程圖124.3 無(wú)線控制部分的軟件設(shè)計(jì)145 仿真145.1 正常模式仿真原理圖145.2 高峰模式仿真原理圖146 結(jié) 論16致 17參 考 文 獻(xiàn)18附錄191 引言近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的車輛不斷增多。由此引起的交通擁擠，堵塞，交通事故頻發(fā)等一系列問(wèn)題。交通燈是城市重要的交通指揮系統(tǒng)，與人們?nèi)粘Ｉ钣兄置芮械年P(guān)系，他不僅關(guān)系到城市交通的有效運(yùn)行，也影響

6、到人們的出行便捷和安全。設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定，靈活的交通燈控制系統(tǒng)，具有必要性和現(xiàn)實(shí)性。然而現(xiàn)實(shí)中很多交通燈都是按照一個(gè)時(shí)間間隔切換。而本設(shè)計(jì)中的交通燈控制系統(tǒng)可根據(jù)平時(shí)或上下班高峰期來(lái)進(jìn)行無(wú)線遙控轉(zhuǎn)換紅綠燈切換時(shí)間，如上下班高峰期紅燈轉(zhuǎn)換時(shí)間設(shè)置為45秒，平時(shí)設(shè)置為60秒。這樣，可有效緩解在上下班時(shí)間，由于紅燈設(shè)置時(shí)間太長(zhǎng)，為了趕時(shí)間而闖紅燈的現(xiàn)象。同時(shí)，有效緩解交通擁堵現(xiàn)象。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路2.1控制系統(tǒng)框圖單片機(jī)無(wú)線收發(fā)控制的交通信號(hào)燈模型可以分為單片機(jī)主控電路、無(wú)線發(fā)射電路、無(wú)線接收電路和顯示電路四部分組成，組成電路如圖1所示。圖1 總系統(tǒng)框圖無(wú)線發(fā)射電路由編碼芯片PT2262和相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路組

7、成，當(dāng)按下按鍵時(shí)PT2262對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)口有效，PT2262從17腳DOUT端發(fā)出一串編碼，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后發(fā)射出去。接收模塊在接收到無(wú)線信號(hào)后，在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)端會(huì)輸出高電平，單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)這個(gè)高電平信號(hào)來(lái)判斷哪個(gè)按鍵按下。2.1.1 單片機(jī)介紹AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非

8、易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。圖2 AT89S51引腳圖a.中央處理器中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。b.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(部RAM)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放變化的數(shù)據(jù)。AT89S51中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間為256個(gè)R

9、AM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用的僅有前面128個(gè)，后128個(gè)被專用寄存器占用。c.程序存儲(chǔ)器(部ROM)程序存儲(chǔ)器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲(chǔ)器，且其又多種類型，在89系列單片機(jī)中全部采用閃存。AT89S51部配置了4KB閃存。d.定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。AT89S51共有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。e.并行輸入輸出(I/O)口。8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個(gè)口都由1個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。f.全雙工串行口AT8

10、9S51置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。g.時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。h.中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)的作用主要是對(duì)外部或部的終端請(qǐng)求進(jìn)行管理與處理。AT89S51共有5個(gè)中斷源，其中又2個(gè)外部中斷源和3個(gè)部中斷源。本實(shí)驗(yàn)數(shù)碼管顯示電路采用八段共陰數(shù)碼管，P1口接數(shù)碼管段選，用來(lái)控制數(shù)碼管八段顯示出不同的數(shù)字，P1口接電阻用于保護(hù)數(shù)碼管電路作用，避免數(shù)碼管導(dǎo)通時(shí)電壓過(guò)大損壞數(shù)碼管。本設(shè)計(jì)使用P2.0P2.5分別接?xùn)|西方向和南北方向交通燈，用于控制6個(gè)LED燈亮暗變化，同樣，接電阻用于保護(hù)二極

11、管。P3.0P3.1串行口輸入輸出口接無(wú)線接受模塊，進(jìn)行無(wú)線通信。P3.4P3.7接數(shù)碼管顯示電路位選，P3.4P3.7在接數(shù)碼管時(shí)先接三極管基極，三極管做開關(guān)作用，P3.4P3.7給高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，數(shù)碼管位選段被拉高，選通。2.1.2無(wú)線收發(fā)芯片介紹（1）PT2272/2262的管腳說(shuō)明PT2262/2272是普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼。圖3 PT2262外形圖與管腳排列PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)

12、定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。PT2262/2272特點(diǎn)：CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻。表1 PT2262管腳說(shuō)明名稱 管腳 說(shuō) 明A0-A11 1-8、10-13 地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空)D0-D5 7-8、10-13 數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，部下拉Vcc 18 電源正端（）Vss 9 電源負(fù)端（）TE 14 編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端；Dout 17 編碼輸出端（

13、正常時(shí)為低電平）工作電壓圍寬：2.615v ，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位，地址碼最多可達(dá)531441種。應(yīng)用圍：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控。在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。圖4 PT2272外形圖與管腳排列PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控

14、制通道，當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時(shí)（PT2272-M4)，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M6)，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。表2 PT2272管腳說(shuō)明名稱 管腳 說(shuō) 明A0-A11 1-8、10-13 地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2262一致,否則不解碼D0-D5 7-8、10-13 地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí),只有在地址碼與2262一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc 18 電源正端（）Vss 9 電源負(fù)端（）DIN 14 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，來(lái)

15、自接收模塊輸出端OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端；VT 17 解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）（2）PT2262/2272芯片的地址編碼設(shè)定和修改在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時(shí)編碼電路PT2262和解碼PT2272的第18腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復(fù)度為6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全一樣，才能配對(duì)使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時(shí)遙控模塊的PT2262和

16、PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT2262和PT2272的18腳設(shè)置一樣即可，例如將發(fā)射機(jī)的PT2262的第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí)VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)放大，便可驅(qū)動(dòng)繼電器、功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱。設(shè)置地址碼的原則是：同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。至于設(shè)置什么樣的

17、地址碼完全隨客戶喜歡。PT2262和PT2272除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會(huì)變近甚至無(wú)法接收。3 硬件設(shè)計(jì)3.1 單元電路設(shè)計(jì)3.1.1 無(wú)線收發(fā)控制電路設(shè)計(jì)無(wú)線發(fā)射，接收控制電路有兩部分組成，如圖下所示，發(fā)射部分由編碼芯片PT2262以與相關(guān)電路構(gòu)成，工作頻率315MHz。接收部分主要由解碼芯片PT2272、無(wú)線接收模塊組成。SW1和SW2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，單片機(jī)將捕捉到這個(gè)電平信號(hào)。信號(hào)發(fā)射電路見圖5。圖5發(fā)射電路編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)

18、后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作。其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)。當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。圖6 接收電路解碼接收模塊包括接收模

19、塊和解碼芯片PT2272兩部分組成。接收模塊將收到的信號(hào)輸入PT2272的14腳（DIN），PT2272再將收到的信號(hào)解碼。單片機(jī)主要通過(guò)檢測(cè)PT2272的數(shù)據(jù)端（10腳 11腳）的高電平脈沖信號(hào)來(lái)判斷無(wú)線遙控是否按下。比如，當(dāng)SW1按下時(shí)，接收模塊會(huì)收到無(wú)線信號(hào)，那么在11腳（D2）將會(huì)輸出高電平脈沖，單片機(jī)IO口將檢測(cè)到這個(gè)高電平脈沖信號(hào)來(lái)判斷是哪個(gè)按下去的。模塊必須用信號(hào)調(diào)制才能正常工作，常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272，只要直接連接即可，非常簡(jiǎn)單，因?yàn)槭菍Ｓ镁幋a芯片，所以效果很好傳輸距離很遠(yuǎn)。模塊還有一種重要的用途就是配合單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，這時(shí)有一定的技巧。（1）合理的

20、通訊速率數(shù)據(jù)模塊的最大傳輸數(shù)據(jù)速率為9.6KBs，一般控制在2.5k左右，過(guò)高的數(shù)據(jù)速率會(huì)降低接收靈敏度與增大誤碼率甚至根本無(wú)法工作。（2）合理的信息碼格式單片機(jī)和模塊工作時(shí)，通常自己定義傳輸協(xié)議，不論用何種調(diào)制方式，所要傳遞的信息碼格式都很重要，它將直接影響到數(shù)據(jù)的可靠收發(fā)。碼組格式推薦方案前導(dǎo)碼同步碼 數(shù)據(jù)幀，前導(dǎo)碼長(zhǎng)度應(yīng)大于是10ms，以避開背景噪聲，因?yàn)榻邮漳K接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起接收到的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。所以采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾。同步碼主要用于區(qū)別于前導(dǎo)碼與數(shù)據(jù)。有一定的特征，好讓軟件能夠通過(guò)一定的算法鑒別出同步碼，同時(shí)對(duì)接

21、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)1。采用曼徹斯特編碼或POCSAG碼等。（3）單片機(jī)對(duì)接收模塊的干擾單片機(jī)模擬2262時(shí)一般都很正常，然而單片機(jī)模擬2272解碼時(shí)通常會(huì)發(fā)現(xiàn)遙控距離縮短很多，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率的倍頻都會(huì)對(duì)接收模塊產(chǎn)生干擾，51系列的單片機(jī)電磁干擾比較大，2051稍微小一些，PIC系列的比較小，我們需要采用一些抗干擾措施來(lái)減小干擾。比如單片機(jī)和遙控接收電路分別用兩個(gè)5伏電源供電，將接收板單獨(dú)用一個(gè)78L05供電，單片機(jī)的時(shí)鐘區(qū)遠(yuǎn)離接收模塊，降低單片機(jī)的工作頻率，中間加入屏蔽等。接收模塊工作時(shí)一般輸出的是高電平脈沖，不是直流電平，所以不能用萬(wàn)用表測(cè)試，調(diào)

22、試時(shí)可用一個(gè)發(fā)光二極管串接一個(gè)3K的電阻來(lái)監(jiān)測(cè)模塊的輸出狀態(tài)。無(wú)線數(shù)據(jù)模塊和PT2262/PT2272等專用編解碼芯片使用時(shí)，連接很簡(jiǎn)單只要直接連接即可，傳輸距離比較理想，如果和單片機(jī)或者微機(jī)配合使用時(shí)，會(huì)受到單片機(jī)或者微機(jī)的時(shí)鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，實(shí)用距離在100米以。3.1.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)圖7所示為時(shí)鐘電路原理圖，在AT89S51芯片部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。

23、圖7 時(shí)鐘電路3.1.3 顯示電路信號(hào)燈的顯示部分用發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈，時(shí)間顯示部分采用數(shù)碼管模擬。以AT89S51單片機(jī)的P2.0-P2.5口控制6只發(fā)光二極管，P1口控制數(shù)碼管段選，P3.4-P3.7控制數(shù)碼管位選。圖 8 顯示電路連接圖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)，其他的基本一樣。所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個(gè)小LED發(fā)光二極管，通過(guò)控制不同的LED的亮滅來(lái)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

24、起。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 七段數(shù)碼管的顯示如表3所示。表3七段數(shù)碼管的顯示顯示數(shù)值 Dop g f e d c b a 驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制） 共陰極 共陽(yáng)極0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H6 0 1 1 1 1 1 0

25、 1 7DH 82H7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 80H8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 80H9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 90H3.2 系統(tǒng)總電路組成本系統(tǒng)利用12MHZ晶振和兩個(gè)瓷片電容并聯(lián)為AT89S51單片機(jī)提供工作頻率，用6只發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈，以AT89S51單片機(jī)的P2口控制6只發(fā)光二極管。在P3.4P3.7口采用PNP三極管作推動(dòng)管，口線輸出高電平則“信號(hào)燈”熄，口線輸出低電平則“信號(hào)燈”亮。表4 口線控制功能與相應(yīng)控制碼P2.7空P2.6空P2.5B線紅燈P2.4B線黃燈P2.3B線綠燈P2.2A線紅燈P2.1A線黃燈P2.0A線

26、綠燈狀態(tài)說(shuō)明11100001A線放行B線禁止11100010A線警告B線禁止11100100A線禁止B線放行11010100A線禁止B線警告用數(shù)碼管模擬交通燈上的數(shù)字顯示板。數(shù)碼管的七段由AT89S51的P1（P1.0-P1.6）口控制，數(shù)碼管由P3（P3.4-P3.7）口選通，中間由PNP三極管作為推動(dòng)管（1）當(dāng)東西方向（A線，下同）為紅燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過(guò)；南北道（B線，下同）為綠燈，此道車輛通過(guò)，行人禁止通行。時(shí)間為60秒。 （2）黃燈閃爍3秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。 （3）當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車輛禁止通過(guò)，行人通行。時(shí)

27、間為60秒。 （4）這樣如上表的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。 （5）此表可根據(jù)車流量動(dòng)態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。以上所述為正常模式時(shí)紅綠燈的時(shí)間，當(dāng)切換至高峰模式時(shí)紅綠燈的時(shí)間將縮短，由60s變成45s。定時(shí)器0定時(shí)50ms，溢出20次則表示定時(shí)1s，在定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)中，算式如下：if(count=20)/1s時(shí)間到count=0;/計(jì)數(shù)器清零disnum-;/計(jì)數(shù)器減1 通過(guò)給變量TimeValue賦不同的初值來(lái)實(shí)現(xiàn)紅綠燈時(shí)間長(zhǎng)短的控制。系統(tǒng)模擬以下交通情況：    （1）正常情況下，A、B道（A、B道交叉組成十字路口，A是東西方向，

28、B是南北方向）輪流放行，A道亮綠燈， B道亮紅燈（亮綠燈的數(shù)碼管從57s開始倒數(shù)，計(jì)時(shí)到0時(shí)倒計(jì)時(shí)3s，黃燈閃爍；亮紅燈的從60秒開始倒數(shù)）。 （2）當(dāng)通過(guò)無(wú)線遙控切換至高峰模式時(shí)，A道亮綠燈， B道亮紅燈（亮綠燈的數(shù)碼管從42s開始倒數(shù)，計(jì)時(shí)到0時(shí)倒計(jì)時(shí)3s，黃燈閃爍；亮紅燈的從45秒開始倒數(shù)）設(shè)計(jì)思路 ：（1）正常情況下運(yùn)行主程序，定時(shí)器1定時(shí)50ms實(shí)現(xiàn)各種定時(shí)時(shí)間。定時(shí)器1相關(guān)配置如下：  TMOD = 0X10; /定時(shí)器1工作在16位定時(shí)器模式TR1=1; /啟動(dòng)定時(shí)器1ET1=1; /開定時(shí)器1中斷TH1=(65536-50000/256); /定時(shí)器1賦初值TL1=(

29、65536-50000%256);   （2）定時(shí)器定時(shí)5ms定時(shí)掃描數(shù)碼管，顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。（3）主程序查詢P.0和P3.1的狀態(tài)，一旦輸出高電平，立即調(diào)用判斷函數(shù)，做出相應(yīng)的操作。如果P3.0為高電平，則進(jìn)入正常模式；如果P3.1為高電平，則進(jìn)入高峰模式；4 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1 總體設(shè)計(jì)方案主程序采用查詢方式不斷查詢P3.0和P3.1的電平狀態(tài)，當(dāng)變成高電平時(shí)立即進(jìn)行判斷，如果P3.0為高電平，進(jìn)入正常模式，系統(tǒng)復(fù)位，紅燈時(shí)間變?yōu)?5s；如果P3.1為高電平，系統(tǒng)復(fù)位，紅燈時(shí)間變?yōu)?0s，進(jìn)入高峰模式。同時(shí)，定時(shí)器1定時(shí)5ms掃描數(shù)碼管，四位數(shù)碼管之間輪詢切換。4.2

30、主程序流程圖圖9 主程序流程圖上面的流程圖介紹基本交通燈控制過(guò)程，初始狀態(tài)為正常模式。當(dāng)系統(tǒng)接收到高峰模式信號(hào)，經(jīng)判別調(diào)高峰模式子程序，如果接收到的是正常模式信號(hào)，則調(diào)正常模式子程序。圖10正常模式流程圖圖11高峰模式流程圖上面的流程圖介紹了高峰模式子程序與正常模式子程序的具體流程圖，正常模式起始東西方向數(shù)碼管顯示57s南北方向顯示60s，南北方向紅燈滅，綠燈亮；東西方向紅燈亮，綠燈滅。計(jì)時(shí)到零，東西方向黃燈閃爍3秒。東西方向綠燈滅，紅燈亮，數(shù)碼管顯示60s；南北方向綠燈亮，紅燈滅，數(shù)碼管顯示57秒。計(jì)時(shí)器清零，南北方向黃燈閃爍3s，重新開始，高峰模式子程序原理同上。4.3 無(wú)線控制部分的軟件

31、設(shè)計(jì)通過(guò)遙控器硬件的2個(gè)按鍵開關(guān)（SW1和SW2 ）來(lái)設(shè)計(jì)控制的軟件。SW1或SW2按下時(shí)，接收模塊接收到信號(hào)時(shí)，在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)口也輸出高電平，單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)高電平后作出相應(yīng)的操作從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控對(duì)交通燈工作模式的切換。5仿真5.1正常模式仿真原理圖圖12正常模式仿真圖圖12是本設(shè)計(jì)正常模式情況下的仿真圖，設(shè)置時(shí)間為南北方向紅燈60S，系統(tǒng)啟動(dòng)初始化后，直接進(jìn)入正常模式。5.2高峰模式仿真原理圖圖13高峰模式仿真圖圖13是本設(shè)計(jì)正常模式情況下的仿真圖，設(shè)置時(shí)間為南北方向紅燈45S，按下按鍵SW2，系統(tǒng)切換進(jìn)入高峰模式。6結(jié) 論無(wú)線控制交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)是目前研究的方向，也已經(jīng)取得不少成果，但傳統(tǒng)的定

32、時(shí)交通燈控制仍然在一些地方廣泛應(yīng)用，那是車流量不大，而且交通道路相對(duì)好的地方，傳統(tǒng)的定時(shí)交通燈控制還是起到了一定的作用。但隨著社會(huì)的高速發(fā)展，城市化日益完善，車的數(shù)量必然增多，給交通的壓力也增大，這時(shí)候，無(wú)線交通燈控制將會(huì)起到疏導(dǎo)交通，改善城市交通環(huán)境，推動(dòng)城市化日益完善！ 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程，以與在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。致 此次課程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫過(guò)程中，得到了多位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。在此，表示

33、衷心地感，特別是我的指導(dǎo)教師老師！她豐富的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和全面的指導(dǎo)，對(duì)我啟發(fā)頗多，收獲頗豐。感我的同學(xué)們?cè)谡n程設(shè)計(jì)的過(guò)程中不厭其煩的和我探討各種問(wèn)題，為我排憂解難，真心感你們！參 考 文 獻(xiàn)1群芳，士軍，黃建. 單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù). ：電子工業(yè)，2008.52同法，單片機(jī)外接接口電路與工程實(shí)現(xiàn). ：航空航天大學(xué)，2009.33守義編，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù). 電子科技大學(xué)，20044 梓城. 電子技術(shù)實(shí)訓(xùn) M. ： 機(jī)械工業(yè) 2003年5 吳洪潭，肖艷萍，偉國(guó).單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.：國(guó)防工業(yè)，20056 余錫存 .單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.:電子科技大學(xué),200

34、0.77 先鋒工作室. 單片機(jī)程序?qū)嵗齅.：清華大學(xué),2002.附錄附錄A 系統(tǒng)原理圖附錄B 清單源程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit P34=P34;/數(shù)碼管位選sbit P35=P35;sbit P36=P36;sbit P37=P37;sbit green_e=P20;/東西方向 綠燈sbit yellow_e=P21;/ 黃燈sbit red_e=P22; / 紅燈sbit green_n=P23;/南北方向 綠燈sbit yellow_n=P24;/ 黃燈

35、sbit red_n=P25; / 紅燈sbit sw1=P30;sbit sw2=P31;unsignedcharcode dis=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x40;unsigned char TimeValue = 25;#define TimeYellow 3/亮黃燈時(shí)間3s uchar disnum;uchar flag=1;uchar flag1=1;uchar count=0;uchar count1=0;/定時(shí)器1計(jì)數(shù)器uchar yellow_EN=0;uchar flag_yellow=0;void

36、main()TMOD =0x01;/初始化定時(shí)0，16位定時(shí)器TR0=1;ET0=1;EA=1;TH0=(65536-50000/256);TL0=(65536-50000%256);TMOD |= 0X10;/初始化定時(shí)1，16位定時(shí)器TR1=1;ET1=1;TH1=(65536-50000/256);TL1=(65536-50000%256);P1=0xff;P2=0;green_e=1;/初始化綠燈亮red_n=1;disnum=(TimeValue-TimeYellow);while(1)if(sw1=0)TimeValue=25;disnum=(TimeValue-TimeYello

37、w);flag=1;flag1=1;count=0;count1=0;/定時(shí)器1計(jì)數(shù)器yellow_EN=0;flag_yellow=0;P2=0;green_e=1;/初始化綠燈亮red_n=1;else if(sw2=0)TimeValue=15;disnum=(TimeValue-TimeYellow);flag=1;flag1=1;count=0;count1=0;/定時(shí)器1計(jì)數(shù)器yellow_EN=0;flag_yellow=0;P2=0;green_e=1;/初始化綠燈亮red_n=1;/定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)void t0(void) interrupt 1 TH0=(65536-50000/256);TL0=(65536-50000%256);count+;if(disnum=0)switch(flag)case 1:count1=0;yellow_EN=0;flag=2;yellow_e=1; /黃燈red_e=0;green_e=0;yellow_n=0; /紅燈red_n=1;green_n=0;yellow_EN=1; /東西方向亮黃燈count1=0;flag_yellow=1;disnum