毕业论文：基于AT89C51单片机的交通灯控制系统设计14.doc

摘 要：本文研究的是以AT89C51单片机为控制器的智能交通灯控制系统，该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆（119、120等）自动放行；通过车辆检测电路采集路况信号，经单片机处理后，分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节，并由74HC244驱动LED数码管显示通行倒计时；左拐、右拐、直行及行人的通行指示灯采用双色高亮度发光二极管，设计中还添加了声音提示电路，方便盲人过人行道。本设计是以软件和硬件相结合的方式来实现，文中给出了具体的硬件电路图和软件流程图及程序源码。 关键词：智能交通灯，AT89C51，车辆检测，74HC244，LED 方案设计及论证 .1 方案设计论证 .1.1 交通灯控制系统的总体方案设计 本设计研究的是基于AT89C51单片机的交通灯智能控制系统。的设计原理，阐述。主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，控制通行倒计时及右拐、右拐、直行、行人的通行，占用端口少，耗电也最小。系统电源采用独立的+5V稳压电源，有各种成熟电路可供选用，使此方案可靠稳定[]。该设计可直接在I/O口上接按键开关，精简并优化了电路。结合实际情况，显示界面采用点阵LED数码管动态扫描的方法，满足了倒计时的时间显示输出和状态灯提示信息输出的要求，减少系统的复杂度。 .2 交通灯控制系统硬件框图 该交通灯控制系统有以下几个部分组成：车辆检测、紧急控制、单片机、驱示电路。 图 .2系统硬件组成总框图 .3 交通灯控制系统工作原理 本系统运用单片机对交通灯控制系统实施控制，通过直接控制信号灯的状态变化，指挥交通的具体运行，运用了LED数码管显示倒计时以提醒行驶者，更添加了盲人提示音电路，方便视力障碍群体通行，更具人性化。在此基础上，加入了特种车辆自动通行控制模块和车流量检测电路为系统采集数据，经单片机进行具体处理，及时调整通行方向。由此，本设计系统以单片机为控制核心，构成最小系统，根据特种车辆自动通行控制模块、车辆检测模块和按键设置模块等产生输入，由信号灯状态模块，LED倒计时模块和盲人提示音模块输出[]。系统进入工作状态，LED数码管实时显示数据倒计时，执行交通灯状态显示控制，在此过程中若有控制信号和实时车流量检测信号，可对异常状态进行实时控制，随时调用中断，达到修正通行时间满足不同时间不同路况的需求。 交通灯控制系统硬件设计 .1 系统硬件组成及原理图 根据要实现的具体功能，经过比较，我选用AT89C51单片机及外围器件构成最小控制系统，4组双色灯构成信号灯指示模块，东西南北方向分别构成倒计时显示模块，CCD采集车辆数量数据，红外线接收器接收中断信号，使实时中断来响应特种车辆的通行要求，接LED显示器[]。硬件原理图如图3.1所示： 图.1硬件电路原理图 .2 单片机AT89C51 AT89C51是一种高效微控制器，它是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128×8位的随机存取数据存储器(RAM)，该器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，它与MCS-51系统产品兼容，AT89C51单片机功能强大，具有8Kb中央处理器（CPU）和4KbFlash程序存储器，性价比高，可应用于很多要求高性价比的场合，灵活地应用于各个控制领域[]。AT89C51的主要性能 ·内含4Kb可重编程的FPEROM； ·与MCS-51产品指令系统完全兼容； ·128×8位的内部RAM； ·4个8位(32根)双向可位寻址的I/O端口； ·2个16位的计数/定时器； ·全双工方式的串行通道(UART)； ·6个中断源； ·5个向量二级中断结构； ·最高时钟振荡频率可达12MHz； ·指令集中64条为单周期指令，支持6种寻址方式，共111条指令； ·低功耗空闲和掉电方式； ·片内振荡器和时钟电路。 AT89C51的引脚功能 AT89C51为双列直插（DIP）式封装的51单片机芯片，有40条引脚，其引脚示意及功能分类如图.2所示。 图.2 89C51单片机引脚图 各引脚功能说明如下： （1）主电源引脚 Vcc（40脚）：接+5（1±20﹪）V电源正端； Vss（20脚）：接地。 （2）I/O引脚 P0口（39~32脚）：P0.0~P0.7统称为P0口。P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器时，这组端口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当Flash进行校验时，P0口输出原码，此时P0外部必须被拉高