智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計2021年1月7日1課題開發(fā)背景及意義2系統(tǒng)所完成的功能簡介3器件選擇的方案及論證4硬件模塊設(shè)計5軟件模塊設(shè)計6系統(tǒng)設(shè)計的難點及解決方法7系統(tǒng)完成情況說明8畢業(yè)設(shè)計的結(jié)論9結(jié)束語1課題開發(fā)背景及意義■近年來隨著科技的飛速開展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新．在車輛穿梭，行人熙攘,車行車道，人行人道，有條不紊的道路上，靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)．

在現(xiàn)代文明高速開展的社會，道路的高度興旺使整個社會進步的速度得以進一步的加快，交通燈的出現(xiàn)是社會大發(fā)民用工業(yè)下的必然產(chǎn)物．交通燈在道路事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公路以及市區(qū)內(nèi)的通車質(zhì)量．所以，一種智能交通燈的誕生具有巨大的意義．2系統(tǒng)所完成的功能簡介

該系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄺l路口車輛進行管理控制，能實時調(diào)整紅綠燈變換的時間對車流進行疏通，通過LED顯示倒計時的時間，并該系統(tǒng)能夠在四條路口、五條路口、六條路口之間切換使用，真正的到達智能化，進行智能控制。本系統(tǒng)也可以實現(xiàn)白天與夜間兩種狀態(tài)之間的互換〔夜間車輛較少〕，以保證夜間車輛盡可能省時間的通過交通路口。當交通信號燈出現(xiàn)異常情況時，可對系統(tǒng)進行復(fù)位，重新啟動該系統(tǒng)。3器件選擇的方案及論證主控制器局部

主控制器局部采用Intel公司的

8051單片機芯片。MCS-51系列單片機是8位增強型，其主要的技術(shù)特征是為單片機配置了完善的外部

I/O接口，能夠充分滿足交通信號燈設(shè)計時所需要的I/O數(shù)。而且使用靈活、體積小、易于開發(fā)、抗干擾能力強，可以工作于各種惡劣的時間顯示局部■■本局部采用共陰極七段數(shù)碼管〔13MM*19MM〕，CD4511譯碼器以及74HC154.CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極LED顯示器的BCD七段碼譯碼器.特點如下:具有BCD轉(zhuǎn)換功能,消隱功能,鎖存控制功能,七段譯碼功能.CD4511的交通燈顯示局部本局部采用雙色發(fā)光雙及管進行控制.特點如下:

1.高光效多4.平安性高2.高節(jié)能3.光色

5.壽命長本錢低6.快速響應(yīng)7.運行綜合以上的特點和功能,所以選擇雙4硬件模塊設(shè)計系統(tǒng)硬件框圖時間顯示模塊設(shè)計時間顯示模塊硬件電路主要由CD4511芯片、74HC154組成，CD4511用來給數(shù)碼管傳送數(shù)據(jù)，74HC154負責(zé)數(shù)碼管的片選工作。通過4根地址線和4根控制線和單片機P1口相連，單片機P1.0~P1.3引腳與CD4511芯片A1~A4輸入引腳連接，P1.4~P1.7引腳與74HC154芯片的A0~A3輸入引腳

相連。在工作模式中，CD4511將LE引腳置低，BI和LT引腳置高電平，并由A1~A4送出相應(yīng)的數(shù)據(jù)來點亮數(shù)碼管，從而實現(xiàn)數(shù)碼管的亮滅。時間顯示模塊電路原理圖交通燈顯示模塊交通燈顯示模塊硬件電路沒有外接任何芯片，直接由P0口和P2口進行驅(qū)動。通過8根控制線和單片機P0口相連，通過5根地址線與單片機P2.0~P2.4口相連，P0口負責(zé)傳送數(shù)據(jù)，P2口負責(zé)片選，從而實現(xiàn)雙色發(fā)光二極管的變化。交通燈顯示電路原理圖INT1外部中斷模塊

在單片機P3.3口接一個外部按鈕，接上拉電阻，設(shè)置成邊沿觸發(fā)對程

序內(nèi)部的flag進行控制。需要轉(zhuǎn)換模式時。只需按一下外部按鈕。即可

以進行模式間的切換，由于硬件局

部只負責(zé)輸入數(shù)據(jù)，所以具體功能

在軟件設(shè)計中介紹。5軟件模塊設(shè)計主程序設(shè)計主程序負責(zé)系統(tǒng)整個軟件的初始化。包括8051本身的初始化中斷、初始化的設(shè)置及啟動設(shè)置。時間顯示子程序設(shè)計

外部中斷后，用

CD4511與74HC154進行時間顯示控制。程序利用CD4511進行輸出數(shù)據(jù)給數(shù)碼管，

74HC154進行片選。系統(tǒng)上電后，模塊就開始自開工作，通過P1口向CD4511和74HC154發(fā)送數(shù)據(jù)，在CD4511內(nèi)進行譯碼，交通燈顯示子程序設(shè)計

外部中斷后，用P0口與P2口進行交通燈顯示控制。程序利用P0口進行輸出數(shù)據(jù)給雙色燈，P2口進行片選。系統(tǒng)上電后，模塊就開始自開工作，單片機向P0口和P2口發(fā)送數(shù)據(jù)，通過P0口與P2INT1外部中斷設(shè)計

在這局部程序里，首先定義了一個變量flagflag用來判斷該執(zhí)行哪種模式，flag的值是由部中斷INT1來控制。Flag初值為0當外部中斷邊沿觸發(fā)一次。Flag值取反，再一次觸發(fā)，flag的值再次取反。當flag的值與其中一種模式的判斷值相符時，便執(zhí)行該種模式，到達四條路口與五條路口之間切換。switch(flag){case

0:{}//執(zhí)行四路口模式6系統(tǒng)模塊的難點解決方法本系統(tǒng)的關(guān)鍵及難點是INT1外部中斷局部，本設(shè)計的智能交通燈的“智能〞也就表達在這個局部。他既是本系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，也是設(shè)計中的一個難點。主要是在處理輸入信號時，如何將得到的信號與各種模式對應(yīng)起來是解決問題的重中之重。最后，選擇了一種方法來解決這個問題。將不同路口的算法全部寫入程序〔四條路口、五條路口、多條路口〕各子程序均留出一個入口，只要選擇哪個入口即可實現(xiàn)多路之間的切換。7系統(tǒng)完成情況說明本系統(tǒng)以AT89C51為主控中心，時間

顯示模塊、交通燈顯示模塊及外部中斷模塊共同組成了本系統(tǒng)的硬件電路。軟件根據(jù)硬件電路編寫程序，完成各局部設(shè)計功能。系統(tǒng)功能全部實現(xiàn)8畢業(yè)設(shè)計的結(jié)論

本次畢業(yè)設(shè)計按照課題應(yīng)實現(xiàn)的功能，設(shè)計了所需的硬件電路，以

8051為主控中心，CD4511譯碼器、74HC154等芯片及顯示模塊、時間模塊、外部中斷模塊共同組成了本系統(tǒng)的硬件電路。根據(jù)硬件電路設(shè)計了相應(yīng)的軟件程序，尤其是在切換模式時采用了INT1外部中斷方式。本次設(shè)計主要完成了以下功能：■能夠正常顯示四條路口的交通信號燈；能夠正常顯示五條路口的交通信號燈；利用外部中斷INT1能夠?qū)崿F(xiàn)各種模式下的切換；■■■本設(shè)計中包括了單片機、外部中斷、動態(tài)掃描等多領(lǐng)域知識。這次設(shè)計是對大學(xué)四年知識系統(tǒng)化、深層次化的學(xué)習(xí)。通過這次設(shè)計我不僅對單片機和C語言有了更深刻的認識和了解，而且學(xué)會了獨立分析問題、處理問題以及解決問題的方法，可以說到達了舉一反三的目的。通過畢業(yè)設(shè)計，對各芯片的工作原理有了更深入的認識，能夠理論聯(lián)系實際，同時也建立起了很強的思考能力，并學(xué)習(xí)到了課本以外的知識，最重要的是鍛煉了自學(xué)的能力，這將為我以后走