基于单片机的智能交通灯控制系统设计word格式

基于单片机的智能交通灯控制系统设计word格式内容摘要：

P0 口是一组 8 位双向 I／ 0口。 P0 口即可作地址／数据总线使用，又可以作为闽南理工学院毕业设计 9 通用的 I/O 口使用。 当 CPU 访问片外存储器时， P0口分时先作低 8 位地址总线，后作双向数据总线，此时， P0 口就不能再作 I/O 口使用了。 在访问期间激活要使用上拉电阻。  P1 口： Pl 是一个带内部上拉电阻的 8准位双向 I／ O口， P1 作为通用的 I/O 口使用。  P2 口： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位准双向 I／ O 口， P2 即可作为通用的 I/O口使用，也可以 作为片外存储器的高 8 位地址总线，与 P0 口配合，组成 16 位片外存储器单元地址。  P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位准双向 I／ 0 口。 P3 口除了作为通用的I/O 口使用之外，每个引脚还具有第二功能，具体分配如表 系统硬件电路的设计 10 表 3. 1 具有第二功能的 P3 口引脚： 端口引脚 第二功能： P3 .0 RXD （串行输入口） P3 .1 T XD （串行输出口） P3 .2 / INT 0 （外中断 0 ） P3 .3 / INT 1 （外中断 1 ） P3 .4 T0 （定时／计数器 0 外部输入） P3 .5 T1 （定时／计数器 1 外部输入） P3 .6 / WR （外部数据存储器写选通） P3 .7 / RD 外部数据存储器读选通）  RST ： 复位输入。 当振荡器工作时， R S T 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 WD T 溢出将使该引脚输出高电平，设置 S FR A UXR 的 D IS R T 0 位（地址 8E H ）可打开或关闭该功能。 D ISR T 0 位缺省为 RE SE T 输出高电平打开状态。  ALE ／ PROG————： 当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE （地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 即使不访问外部存储器， ALE 仍以时钟振荡频率的 1 ／ 6 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时 将跳过一个 ALE 脉冲。 对 F1 a sh 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PR O G ）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR ）区中的 8E H 单元的 D 0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 M 0V X 和 M 0V C 指令 ALE 才会被激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 无效。  EA——／ VPP ：外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地 址为 0000H－ FFFFH ）， EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB 1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 V CC 端）， CPU则执行内部程序存储器中的指令。 F1 a sh 存储器编程时，该引脚加上 +1 2V 的编程电压 V c c。  XTAL1 ：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 闽南理工学院毕业设计 11 MCS— 51 的中断源 8051 有 5 个中断源，它们是两个外中断 INT0（ ）和 INT1（ ）、两个片内定时/计数器溢出中断 TF0 和 TF1，一个是片内串行口中断 TI或 RI，这几个中断源由 TCON和 SCON两个特殊功能寄存器进行控制 ,其中 5 个中断源的程序入口地址如表 所示： 表 中断源程序入口： 中断源的服务程序入口地址 中断源 入口地址 外中断 0 0003H 定时 /计数器 0 000BH 外中断 1 0013H 定时 /计数器 0 001BH 串行口中断 0023H 系统硬件总电路构成 本系统以单片机为核心，组成一个集车流量采集、处理、自动控制为一身的闭环控制系统。 系统硬件电路由车流量检测电路、单片机、违规检测电路，状态灯， LED 显示，按键，蜂鸣器组成。 其具体的硬 件电路总图如图 所示。 图 总体设计电路图 其中 P0 用于送显两片 LED 数码管（数码管段控制）， , 用于控制数码管位控系统硬件电路的设计 12 制， , 用于控制红绿黄发光二极管， , 用于电机转动控制 XTAL1和 XTAL2 接入晶振时钟电路， RESET 引脚接上复位电路， 即 INT1 接违规检测电路和 即 INT0 接紧停／东西时间设置键 J， ， 接车流量检测电路， 交通意外紧急按键， 接蜂鸣器。 交通灯模型 1, 交通灯模型 2, 整个交通灯系统进行初始化 , 车辆闯红灯。 系统电路其它硬件介绍 八段 LED 数码管 LED（ Light Emitting Diode），发光二极管，它是一种固态的半导体器件， 可以直接把电转化为光。 LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。 当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是 LED 发光的原 理。 而光的波长也就是光的颜色，是由形成 PN结的材料决定的。 LED 显示屏作为大型显示设备的一种，具有亮度高、价格低、寿命长、维护 简便等优点。 LED 数码管的结构简单，分为七段和八段两种形式，也有共阳和共阴之分。 以八段共阳管为例，它有 8 个发光二极管 (比七段多一个发光二极管， 用来显示 sP，即点 )，每个发光二极管的阴极连在一起。 这样，一个 LED 数码管就有 1 根位选线和 8 根段选线，要想显示一个数值，就要分别对它们的高低电平来加以控制。 为方便起见，本文主要讨论共阳八段 LED 数码显示管，其他类形的显示管与 其类似。 图 LED 数码管 LED 灯的显示原理 :通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形，如 dp， g,f,e,d,c,b,a全亮显示为８，采用共阳极连接驱动代码，代码表如下表 所示。 闽南理工学院毕业设计 13 表 3. 3 驱动代码表 显示数值 dp,g,f ,e,d ,c,b ,a 驱动代码 0 110100 00 C0H 1 111110 01 F9H 2 101001 00 A4H 3 101100 00 B0H 4 100110 01 99H 5 100100 10 92H 6 100000 10 82H 7 111110 00 F8H 8 100000 00 80H 9 100100 00 90H 步进电机 步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。 步进电机可以直接用 数字信号驱动，使用非常方便。 一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。 步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。 在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。 因此非常适合于单片机控 制。 步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控机床，绘图仪，打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。 步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。 传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。 步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差 ( 精度为 100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 步进电机的类型有很多，在此以 四相步进电机 为例，其工作原理示意图如 下所示： 系统硬件电路的设计 14 图 步进电机原理示意图 表 四相双四拍脉冲驱动表 A B C D N 1 1 0 0 N+1 0 1 1 0 N+2 0 0 1 1 N+3 1 0 0 1 ULN2020 ULN 是集成达林顿管 IC，内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。 它是双列 16脚封装 ,NPN 晶体管矩阵 ,最大驱动电压 =50V,电流 =500mA,输入电压 =5V,适用于 TTL COMS,由达林顿管组成驱动电路。 ULN2020是一个非门电路，包含 7个单元，但独每个单元驱动电流最大可达 ， 9脚可以悬空。 比如 1脚输入， 16脚输出，你的负载接在 VCC 与 16脚之间，不用 9脚。 ULN2020的作用： ULN2020是大电流驱动阵列 , 可直接驱动继电器等负载，多用于单 片机等控制电路中。 其具有工作电压高、电流增益高、带负载能力强、温度范围宽等特点 ,适应于要求高速大功率驱动的系统。 闽南理工学院毕业设计 15 车流量检测电路 如何判断两路口车辆的状况呢。 我们要设计一套科学检测车流量而自动调整绿灯放行时间 ( 需设定上、下限 ) 的控制系统 , 这样无疑会大大提高车辆通过率 , 有效缓解交通压力。 我们在每车道车辆等待线的前方都安装一个霍尔车辆检测传感器 , 当有一辆车通过时就会使霍尔开关型传感器的磁场发生变化 , 而产生一个脉冲电平 , 脉冲电平送给单片机的计数器处理 , 给单片机的计数器定一个初值 , 用来判断各方向车辆状况。 比如 : 20 秒内可以通过的车辆为 20 辆 , 当 20秒内南往北方向车辆通过车辆达不到 20 辆时 , 判断该 方向为少车 , 当 20 秒内北往南方向车辆通过车 辆也达不到 20 辆时 , 判断该方向也为少车 , 下一次通行仍为 20 秒 , 当 20 秒时间内南往北或北往南任意一个方向通过的车辆达 20 辆时证明该状态车辆较多 , 下一次该方向绿灯放行时间改为 40 秒 , 当 40 秒内通过的车辆数达 45 辆时车辆判断为拥挤 , 下一次绿灯放行时间改仍为 40 秒 , 当 40 秒车辆上通过车辆达不到 45 辆时 , 判断为少车 , 下次绿灯放行时间改为 20 秒 , 依此类推。 绿灯下限时间为 20 秒 , 上限值为 40 秒 , 初始时间为 20 秒。 这样检测 , 某次可能不准确 , 但下次肯定能弥补回来 , 累积计算是很准确的 , 这就是人 们常说的模糊控制”。 因为路上的车不可能突然增多 , 塞车都有一个累积过程。 这样控制可以把不断增多的车辆一步一步消化 , 虽然最后由于每个路口的绿灯放行时间延长而使等候的时间变长 , 但比塞车等候的时间短得多。 本系统的特点是成本低 , 控制准确。 系统软件程序的设计 16 4 系统软件程序的设计 程序主体设计功能 模型一主要功能：  初始化时，东西南北电机转动，分别。