【基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計8000字（論文）】

基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)TOC\o"1-3"\h\u6999摘要 14257第1章緒論 130141.1研究背景及意義 164611.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 111091.2.1國內(nèi)交通燈控制研究現(xiàn)狀 161501.2.2國外交通燈控制研究現(xiàn)狀 2285991.3主要研究內(nèi)容 315170第2章總體設計方案 4327602.1交通燈控制備選方案 477492.2原理框圖 458252.3交通燈通行方案 510512第3章硬件設計 7238213.1單片機最小系統(tǒng)模塊 796703.1.151系列單片機簡介 7279643.1.2AT89C51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 87483.1.3AT89C51主要引腳功能 9191593.1.4時鐘電路 12124353.1.5復位電路 13321513.2電源電路 13142953.3信號燈輸出控制 1444473.4數(shù)碼管 14264613.5時間顯示模塊 1628923.6緊急車輛通行電路 1712053.7車流量檢測電路 179228第4章軟件設計 18127404.1主程序設計 18230594.2車流量檢測程序設計 19283344.3中斷程序設計 20170114.4顯示程序設計 219171第5章系統(tǒng)仿真實現(xiàn) 22300395.1Proteus軟件介紹 22155735.2Proteus系統(tǒng)仿真 237024第6章結(jié)論 263046參考文獻 28摘要通過調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)目前中、小城市的交通燈控制系統(tǒng)比較落后，普遍都是采用單一模式運行。在對一個典型小城市的交通現(xiàn)狀進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在不同的時段交通流量存在巨大的變化，特別是在上、下班高峰期行人與車輛混雜，通行十分困難，而且還無法通過車流量的改變來調(diào)整通行的時間。本文提出一種相對合理的方法-運用紅外傳感器的檢測來控制交通燈的通行時間，最后使用單片機模擬主要控制程序，從而得出了有效的結(jié)論。針對我國城市路況復雜的特點，在交通燈控制系統(tǒng)硬件設計方面以最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、時間顯示模塊以及車流量檢測模塊為主要模塊，不僅可以完成交通燈的順序點亮，還可以實現(xiàn)倒計時、車流量檢測等相關功能；軟件設計方面通過檢測程序的設定，來檢測是否達到規(guī)定的數(shù)值從而改變信號燈的通行時間，并通過顯示程序的設定，在數(shù)碼管上直觀的顯示出時間的變化。該系統(tǒng)設計具有實用性強、操作方便等特點。關鍵詞：交通燈；單片機；車流量監(jiān)測第1章引言交通壓力巨大作為全球城市都必須共同面對的困難，對它的改善已迫在眉睫。進入21世紀以來，全球范圍內(nèi)的汽車工業(yè)迅速發(fā)展;人們都習慣以車代步，出行自駕車，自駕車旅游等等。在有限的城市建設道路和汽車的快速增長下，一定會帶來城市交通擁堵的困擾。同時汽車尾氣的排放，汽油和柴油在發(fā)動機燃燒時產(chǎn)生的有害物質(zhì)，都嚴重影響著人類的生存環(huán)境。交通擁堵在許多城市中己經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，原有的道路、交通標志、標線等，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代交通的需求，現(xiàn)在的交通標志、標線、設施等已經(jīng)不符合現(xiàn)代交通的需要。造成此現(xiàn)象的原因多種多樣，占道經(jīng)營、占道停車、無證駕車、酒后駕車、違反交通信號、不按規(guī)定車道行駛、不依次排隊等違反交通法規(guī)的違章現(xiàn)象也很多，交通專家認為這也是造成交通擁堵的重要原因。汽車的行駛速度8公里/小時是城市交通擁堵的臨界值，一旦低于這個臨界值那么交通網(wǎng)絡近乎癱瘓。因此研究交通燈如何合理控制交通顯得特別重要。本設計是以AT89C51為總的控制器件，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的智能控制，在一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時間不合理、急車強通等問題。這樣的系統(tǒng)有這樣的幾大優(yōu)點：簡易的構(gòu)造、比較高的可靠性、安裝起來比較方便等。一套好的交通燈控制系統(tǒng)關系到人們對于財產(chǎn)、安全和時間相關的利益。具有優(yōu)良科學的交通控制技術(shù)對資源物流和人們出行都是十分有價值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準時到位，甚至是生命通道的延伸。第2章總體設計方案2.1交通燈控制備選方案對于交通燈控制系統(tǒng)的設計多種多樣，可以采用秒脈沖信號發(fā)生器、定時器、控制器、譯碼器和倒計時顯示電路來構(gòu)成交通燈控制系統(tǒng)。但這類交通燈控制系統(tǒng)只能完成交通燈的一些基本功能，而且使用元器件較多，電路復雜，調(diào)試中容易出現(xiàn)錯誤，因此不做選用。也可以選用西門子可編程控制器S7-200為核心器件，重點放在硬件接口設計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現(xiàn)對十字路口交通燈控制系統(tǒng)的自動化，但PLC的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各PLCHYPERLINK"/s?q=%E5%8E%82%E5%AE%B6&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn"\t"/q/_blank"廠家的HYPERLINK"/s?q=%E7%A1%AC%E4%BB%B6&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn"\t"/q/_blank"硬件體系互不兼容，編程語言及HYPERLINK"/s?q=%E6%8C%87%E4%BB%A4%E7%B3%BB%E7%BB%9F&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn"\t"/q/_blank"指令系統(tǒng)也各異，而且成本也相對過高。綜上所述，下面將介紹基于單片機來實現(xiàn)交通燈的一系列控制。2.2原理框圖根據(jù)設計的功能和要求，我們可以得到系統(tǒng)的原理框圖，如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)主要包括最小系統(tǒng)模塊、信號燈輸出控制模塊、時間顯示模塊、緊急車輛通行模塊電路、車流量檢測電路和等組成。其中，最小系統(tǒng)模塊由單片機、時鐘電路、復位電路組成。單片機為系統(tǒng)的中央控制中心，負責對系統(tǒng)的調(diào)度及計算各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制；時鐘電路單片機的時鐘端(XTAL1及XTAL2)以及12MHz晶振X1、電容C1、C2組成，采用片內(nèi)振蕩方式；復位電路采用簡易的上電復位電路，把10μF的電容加在VCC與RST之間，在電容兩端加一個按鍵開關，在加一個10kΩ的電阻放在RST和GND之間，這樣就可以實現(xiàn)上電自動復位；電源電路采用橋式整流電路，將交流轉(zhuǎn)換為直流，可為各部分的電路提供+5V的直流電；時間顯示電路中道口通行剩余時間采用高亮紅色7段LED發(fā)光數(shù)碼管顯示，為了提高亮度串聯(lián)一個PNP型三極管，然后給段選并連一個驅(qū)動芯片74LS245；緊急車輛通行模塊是當有緊急車輛通過時運用外部中斷0口(p3.2)，按下開關，各個方向的紅燈就會同時亮起，并且在延時10秒后自動恢復以前的狀態(tài)；車流量檢測電路采用兩個紅外檢測器，分別統(tǒng)計東西方向和南北方向的車流量，當車流量超過系統(tǒng)默認值，便會增加該方向上的通行時間；信號燈輸出控制電路通過二極管來模擬信號燈的工作狀態(tài)。2.3交通燈通行方案東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈點亮時間為東西、南北兩干道的公共停車時間。設東西道比南北道的車流量大，指示燈點亮的方案如表2-1:表2-1信號燈點亮方案20s5s30s5s東西道紅燈亮黃燈亮綠燈亮黃燈亮南北道綠燈亮黃燈亮紅燈亮黃燈亮表2-1說明:(1)當東西方向為紅燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過;南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通行。時間為20秒。(2)黃燈閃爍5秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。(3)當東西方向為綠燈，此道車輛通行:南北方向為紅燈，南北道車輛禁止通過，行人通行。時間為30秒。東西方向車流大，通行時間長。(4)如上表的時間和紅、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。第3章硬件設計3.1單片機最小系統(tǒng)模塊3.1.151系列單片機簡介在51系列的單片機中，最經(jīng)典、實用的就是ATMEL公司生產(chǎn)出來的，生產(chǎn)出來的不但與8051的指令、管腳完全兼容，而且都是FLASH的存儲器，最大的改觀就是用電方式擦寫的變化，51系列的單片機主要有8051、8031、8751等。8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。8031片內(nèi)沒有程序存儲器，而8751是將8051片內(nèi)的ROM換成EPROM。由ATMEL公司生產(chǎn)的89C51將EPROM改成了4K的閃速存儲器，這樣就不用廠家代寫程序了，RZ-51單片機開發(fā)實驗儀是天津銳志電子最新研發(fā)的具有“實驗、編程、仿真、ISP下載”多功能合一的新一代單片機開發(fā)系統(tǒng)。該51單片機學習實驗板除了支持ATmel公司的AT89S所有系列之外，還支持STC的所有系列增強型51單片機和SST系列的增強型51單片機的實驗、編程與仿真功能，同時兼容AVR系列單片機的燒寫和實驗。89系列單片機有多種型號，主要有AT89S51,AT89LU51、AT89C52,AT89LU52,AT89C1051、AT89S8252等。AT89LU51和AT89LU52是89C51和89C52的低電壓產(chǎn)品，可把電壓降低;在這些產(chǎn)品中當數(shù)AT89S8252最為高檔，它使用了8KBFlash存儲程序以外，還包含有2KB的EEP-ROM提高存儲數(shù)據(jù)的能力。RZ51單片機如圖3-1所示。圖3-1RZ-51單片機產(chǎn)品圖3.1.2AT89C51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介單片機就是在一片半導體硅片上，集中了中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、并行I/O、串行I/O、定時器/計數(shù)器、終端系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的用于測控領域的微型計算機?！ぶ醒胩幚砥鳎簡纹瑱C的核心部件就是中央處理器，它的數(shù)據(jù)寬度是4位，能夠處理4位的二進制和代碼，主要負責控制、指揮和協(xié)調(diào)各個單元系統(tǒng)的工作，可以完成運算以及控制輸入輸出等一系列的操作?！?shù)據(jù)存儲器(內(nèi)部RAM)：數(shù)據(jù)存儲器可以把變化的數(shù)據(jù)給存儲起來。AT89C51中數(shù)據(jù)存儲器的地址空間為256個RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用的僅有前面128個，后128個被專用寄存器占用?！こ绦虼鎯ζ?內(nèi)部ROM)：程序存儲器可以將程序和不變的常數(shù)存儲起來。通常采用只讀存儲器，且其又多種類型，在89系列單片機中全部采用閃存。AT89C51內(nèi)部配置了4KB閃存?！ざ〞r/計數(shù)器(ROM)：定時/計數(shù)器有定時和計數(shù)這兩個功能。AT89C51共有2個16位定時/計數(shù)器。·并行輸入輸出(I/O)口：AT89C51一共有4組8位I/O口，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個口都由1個鎖存器和一個驅(qū)動器組成。它們主要用于實現(xiàn)與外部設備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。·時鐘電路：單片機工作所需要的時鐘脈沖列由時鐘電路產(chǎn)生?！ぶ袛嘞到y(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或內(nèi)部的終端請求進行管理與處理。圖3-2AT89C51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3.1.3AT89C51主要引腳功能AT89C51引腳圖如圖3-3所示：圖3-3引腳圖·VCC：電源電壓·GND：接地·P0口：可以作為數(shù)據(jù)輸入輸出的通道，也可以作為低8位地址數(shù)據(jù)的輸出通道，它是開漏的，使用時要接上上拉電阻，如果不接，則會狀態(tài)不穩(wěn)定。·P1口：內(nèi)部是一個上拉電阻8位雙向I/O口，它的緩沖器能接收4TTL的門電流。管腳被置為一時，內(nèi)部上拉為高，可以用作輸入，當p1口被外部置為低電平時，就會輸出電流。當p1口作為低八位接收，這個過程是在進行Flash編程和校驗的過程中接收的?！2口：內(nèi)部是一個上拉電阻8位雙向I/O口，它的緩沖器可接收、輸出4TTL門電流，當P2口被置為高點平時，管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部HYPERLINK"/doc/4616537-4828902.html"\t"/doc/_blank"程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)HYPERLINK"/doc/4224899-4426539.html"\t"/doc/_blank"存儲器進行讀寫時，P2口輸出其HYPERLINK"/doc/2409845-2547808.html"\t"/doc/_blank"特殊功能寄存器的內(nèi)容。接收高八位地址信號和控制信號是在Flash編程和校驗中進行的。·P3口：是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，接收輸出4TTL門電流。當P3被置為高點平時，它的內(nèi)部被上拉為高電平，并用做輸入。因為外部下拉是低電平，P3口將輸出電流。更重要的是它的第二功能，如下表所示：表3-1具有第二功能的P3口引腳端口引腳第二功能：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外中斷0）P3.3/INT1（外中斷1）P3.4T0（定時／計數(shù)器0外部輸入）P3.5T1（定時／計數(shù)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）當進行閃爍編程和變成校驗時，可以接收一些控制信號。·RST：復位輸入。引導內(nèi)部復位程序和電路，可以看到SFR的復位值，PC也在此列。同時等待時鐘電路的穩(wěn)定工作，提高抗干擾能力?！LE／EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps20\o(\s\up11(————),PROG)：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1／6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對F1ash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條M0VX和M0VC指令ALE才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效?！Q\*jc0\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN)：程序儲存允許（EQ\*jc0\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN)）輸出是外部程序存儲器的選通信號，當AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN)有效，即輸出兩個脈沖。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的EQ\*jc0\*hps16\o(\s\up11(————),PSEN)信號?！Q\*jc0\*"Font:宋體"\*hps16\o(\s\up11(——),EA)／VPP：外部訪問允許。要讓使CPU僅訪問外部的程序存儲器，地址為0000H-FFFFH，EA端必須接地。值得注意的是：要是加密位LB1被編程，那么復位的時候就會鎖存EA的狀態(tài)。如果EA端接的是電源端，那么CPU就會執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。在進行Flash存儲器編程時，要加上12V的VPP?！TAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘電路的輸入端。·XTAL2：片內(nèi)振蕩器反放大器的輸出端。3.1.4時鐘電路時鐘電路單片機的時鐘端(XTAL1及XTAL2)以及12MHz晶振X1、電容C1、C2組成，采用片內(nèi)振蕩方式。如圖3-4所示。圖3-4時鐘電路3.1.5復位電路復位電路采用簡易的上電復位電路，把10μF的電容加在VCC與RST之間，在電容兩端加一個按鍵開關，在加一個10kΩ的電阻放在RST和GND之間，這樣就可以實現(xiàn)上電復位。如圖3-5所示。圖3-5復位電路3.2電源電路電源電路采用橋式整流電路，將交流轉(zhuǎn)換為直流，可為各部分的電路提供+5V的直流電。220V的交流電，通過變壓器轉(zhuǎn)化為15V左右的電壓，在經(jīng)過整流橋后，得到一個0-8V的波動直流，在經(jīng)過電解電容C6的濾波，就得到一個平穩(wěn)的直流，在最后經(jīng)過7805的穩(wěn)壓得到+5V的直流電。如圖3-6所示。圖3-6電源電路3.3信號燈輸出控制模擬交通信號燈采用直徑為ψ5mm的發(fā)光二級管，東西南北方向各3個，顏色分別為紅（D1、D4、D7、D10）、黃（D2、D5、D8、D11）、綠（D3、D6、D9、D12）。為使電流小于10mA應串聯(lián)一個阻值為330Ω的限流電阻。如圖3-7所示。圖3-7信號燈輸出控制3.4數(shù)碼管數(shù)碼管是以發(fā)光二極管為基本元件的一種半導體產(chǎn)品，主要用來顯示工作的狀態(tài)信息和提示信息、一般這些信息只包含數(shù)字、字母兩種。按照二極管的個數(shù)可以將數(shù)碼管分為七段和八段的數(shù)碼管，它們兩者之間的區(qū)別就在于那個DP。八段數(shù)碼管如下圖3-8所示("DP”所示位置就是小數(shù)點位)。我們能夠看出:這樣的一個數(shù)碼管只能顯示1位數(shù)，通常按單片機上安裝了這樣的數(shù)碼管的個數(shù)分為1位、2位、4位、8位數(shù)碼管?，F(xiàn)在比較常見的是4位的。以前經(jīng)常有人就把此作為數(shù)碼管的分類方式，自從七段的數(shù)碼管逐漸被淘汰以后，把二極管單元如何連接起來的方式作為其分類的方法逐漸推廣開來。一般說來一位的數(shù)碼管就有8個發(fā)光二極管，現(xiàn)在最普通的單片機上都有兩位。把這樣至少16個二極管所有的陽極接在一起形成公共的端口即COM的形式叫做共陽數(shù)碼管，需要點亮某段的時候就給它發(fā)送一個低電平信號0，其他的段發(fā)送高電平信號1。如下圖3-9所示。一般把COM端口接VCC的+5V電壓上。另外把二極管所有的陰極接在一起形成公共的端口即COM的形式叫做共陰數(shù)碼管，需要點亮某段的時候就給它發(fā)送一個高電平信號1，其他的段發(fā)送高電平信號0。一般把共陰極數(shù)碼管是把公共極與地線連接在一起。還有必要解釋一下的是數(shù)碼管也有兩種驅(qū)動方式，前面所說的高低電平信號正好將這些信號轉(zhuǎn)換成了二進制的代碼，實際應用中也可以是BCD數(shù)來進行驅(qū)動，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的輸入輸出端口，而且功耗更低。圖3-8八段數(shù)碼管圖3-9共陰極、陽極接法示意圖3.5時間顯示模塊道口通行剩余時間采用高亮紅色7段LED發(fā)光數(shù)碼管顯示，采用共陽數(shù)碼管，為了提高亮度給數(shù)碼管的位選串聯(lián)一個PNP型三極管，給段選并聯(lián)一個驅(qū)動芯片74LS245。圖3-10時間顯示模塊3.6緊急車輛通行電路運用外部中斷0口，當有緊急車輛通過時，按下開關，各個方向的紅燈就會同時亮起，并且在延時10秒后自動恢復以前的狀態(tài)。圖3-11緊急車輛通行電路3.7車流量檢測電路采用的是E18-D80NK紅外線避障礙傳感器，這是一種集發(fā)射與接收與一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過調(diào)制后發(fā)出，接受頭對反射光進行解調(diào)后輸出。有效的避免了可見光的干擾。檢測障礙物的具體距離可以通過尾部的電位器旋鈕進行調(diào)節(jié)。但由于E18-D80NK紅外避障傳感器無法在Proteus軟件中無法仿真，因此用按鍵產(chǎn)生的低電平來代替?zhèn)鞲衅鳈z測到物體輸出的低電平。圖3-12E18-D80NK原理圖第4章軟件設計4.1主程序設計將整個系統(tǒng)的流程分為四個狀態(tài)：狀態(tài)1：東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，倒計時20秒。東西方向禁止通過，南北方向可以通過。狀態(tài)2：東西方向紅燈亮，南北方向黃燈閃爍5秒。狀態(tài)3：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，倒計時30秒。東西方向可以通過，南北方向禁止通行。狀態(tài)4：東西方向黃燈閃爍5秒，南北方向紅燈亮。主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1主程序流程圖4.2車流量檢測程序設計單片機的I/O口接收到低電平開始計數(shù)，設南北或東西車流量一分鐘初值為10，實際測的一分鐘的車流量為x，當x<10時，綠燈通行時間不變；當10<x<20時，綠燈通行時間增加10秒；當x>20時，綠燈通行時間增加20秒，由此實現(xiàn)對車流量的智能化控制。如圖4-2所示。圖4-2車流量監(jiān)測流程圖4.3中斷程序設計中斷程序是當某個按鍵按下去以后，取得了相應的值，并判斷和預先規(guī)定的值是否相等，然后執(zhí)行相應服務程序，編程來完成設定鍵的特殊功能處理，從而達到對信號機進行各種操作的目的。中斷程序是使當前運行的模塊中斷，運行指定的模塊或者程序，并設定運行的時間，然后再恢復原來運行的模塊。例如在運行了‘日間正常模式”的狀態(tài)下，有特殊車輛的車隊需要通過;這時可以使用“全紅燈控制”狀態(tài)來控制各相位上的交通燈，控制的時間參數(shù)由車隊的長度決定，通過手動的方式輸入。中斷程序模塊的流程圖和程序都比較簡單，由于篇幅的原因這里不再敘述。4.4顯示程序設計信號燈的時間顯示主要靠數(shù)碼管來實現(xiàn)，本設計采用動態(tài)設計的數(shù)碼管來操作。流程圖如圖4-3所示。圖4-3顯示程序流程圖第5章系統(tǒng)仿真實現(xiàn)5.1Proteus軟件介紹Proteus軟件是英國Labcenter電子公司開發(fā)的EDA工具軟件。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，還可以對單片機和外圍設備進行仿真。它是模擬單片機和外圍設備的最佳工具。雖然國內(nèi)才剛剛接觸這類軟件，但卻受到了SCM愛好者以及致力于SCM開發(fā)和應用的科技工作者的熱愛。Proteus是世界上著名仿真軟件，無論從原理圖的布局、代碼的調(diào)試還是到單片機與外圍電路的仿真，可以一鍵切換到PCB設計上，從真正意義上實現(xiàn)了從模型到實體的總體設計，它可以將電路仿真、PCB設計以及虛擬模型仿真這些功能都裝備在自己的設計平臺。其處理器型號支持8051、HC11、AVR、arm、MSP430等。功能特點：Proteus擁有其他的EDA軟件相同的功能:①原理設計圖②PCB自動或人工布線③SPICE電路仿真革命性的特點：①互動的電路仿真用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。②仿真處理器及其外圍電路可以仿真51系列、PIC等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示以及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。在配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境。5.2Proteus系統(tǒng)仿真根據(jù)設計需要和上述框圖，就可得到交通燈控制系統(tǒng)各過程仿真圖如下圖所示用P1端口作為輸出端口,用P1.0到P1.5端口分別控制東西和南北兩組燈的狀態(tài)低電平點亮,具體端口功能如下:P1.0控制南北紅燈的亮滅P1.1控制南北黃燈的亮滅P1.2控制南北綠燈的亮滅P1.3控制東西紅燈的亮滅P1.4控制東西黃燈的亮滅P1.5控制東西綠燈的亮滅具體的程序就以點亮東西紅燈