毕业设计（论文）-基于AT89C51单片机控制交通信号灯.docVIP

第1章 本章对AT89C51单片机控制交通信号灯的工作原理及其硬件电路设计给予基本的概述和基本的方案选定思路。 1.1 随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。城市交通基础设施供给滞后于高速机动化增长需求，道路堵塞日趋加重，交通事故频繁，环境污染加剧等问题普遍存在。特别是在一些发展中国家，不仅没有在城市规划布局、城市交通发展模式选择与运营机制等方面吸取发达国家城市交通发展的经验与教训，而且重复着它们在高速机动化发展中所犯过的许多错误，无论是大中城市还是新兴的中小城市，几乎都没有前瞻性地解决好城市交通问题。自改革开放以来，我国的城市规模和经济建设都有了飞速的发展，城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，使城市交通面临着严峻的局势。当前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象。如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声。探究城市交通发展中存在问题的原因，无论是从宏观上还是从微观上分析，其根本原因在于城市交通系统的管理机制不适应比较传统的定时交通灯控制与交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。 1.2 方案的选择及论证 日常生活中交通灯的设计方式多种多样，本文从中选取两种鲜明的设计方式并加以对比，从而选出更加符合本次任务所要求的方案。 方案一：把无线模块应用于控制端。 图1.1 图1.2 单片机主控电路 此方案的优点在于可以给紧急车辆通过交通岗时带来方便，通过无线模块发射端给予交通灯外部中断，使紧急车辆通过方向始终亮绿灯，并且成本低，原理简单易懂，抗干扰能力强。缺点在于需要大量的电缆，在改造时会对路面造成破坏，也会对其他设施带来一定的影响，分时段改变交通灯状态的工作也需要人为的控制发射模块来完成，鉴于诸多的弊端，我们研讨出另一种无线交通信号灯的设计方案。 方案二：利用四个单片机对四个方向分别控制。 该方案的主要思想是把东西南北四个方向的交通灯分别独立，选取其中之一作为主控电路，完成两相位交通灯控制器的制作，即：只完成十字路口的两个方向的交通信号的控制，包括车辆通行信号灯控制和行人通行信号灯控制。同时节约施工成本，加快施工进度，提高产品的灵活按照和应急特性，对交通信号灯的控制采用无线方式控制。利用无线模块对其它三个独立芯片进行控制从而达到彻底的“无线”。系统的总体框图如图1.3所示。 图1.3系统总框图 子单片机的组成结构和主控电路大体相同，包括数码管显示模块，LED显示模块，主控电路多出了时间模块和按键模块。 图1.4子单片机结构组成 在接下来的两章我们将介绍方案二的硬件选取与软件的设计流程。 第2章 该方案的主要思想是把东西南北四个方向的交通灯分别独立，选取其中之一作为主控电路，完成两相位交通灯控制器的制作，即：只完成十字路口的两个方向的交通信号的控制，包括车辆通行信号灯控制和行人通行信号灯控制。同时节约施工成本，加快施工进度，提高产品的灵活按照和应急特性，对交通信号灯的控制采用无线方式控制。利用无线模块对其它三个独立芯片进行控制从而达到彻底的“无线”。本系统需要的硬件有89C51单片机4片，共阴极LED数码管，74HC595锁存器，无线模块PT2262/PT2272，时钟模块DS1302,以及发光二极管若干。LED数码管亮度高、体积小、重量轻但由于要求显示设定值和测量值，需要显示的值比较多。这款无线模块在市场上很常见，性价比高，使用简单所以本设计选择基于PT2262/PT2272的无线模块。键盘控制部分，这个部分是对时钟芯片进行初始化，调时的操作部分。2.1 单片机AT89C51 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 2.1.1 4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结