智交通系统毕业文
摘
着现代社会快速发展种样交通工具成代步工具特年汽车普加重现交通资源压力优化交通网络缓解交通压力投入成较高受环境素影响道路交通控制方法控制技术优化显更容易实现交通灯整交通网指挥系统
文研究STC89C52RC单片机控制器智交通灯控制系统该系统基础交通灯系统基础增加功：（1）动实时监测车流量传回数进行处理动态分配方通车时间程度优化交通道路资源（2）紧急情况强制转换通车（3）根车流量动进入夜间模式等功设计进行软硬件整体设计利PROTEUS软件进行软件仿真进行硬件板卡实现
关键词：智交通灯STC89C52智控制74HC573
ABSTRACT
With the rapid developments of modern society all kinds of traffic tools has become the transport especially the popularity of the car in recent years which increased the pressure of the existing transport resources Although optimizing the transportation networks can ease traffic pressure the cost is higherand which is influenced by many environment factors alsoOptimizing the control methods and control technologies are more easy to implement and the traffic light is the core command system for entire transportation network
This paper has researched the controller of the intelligent traffic light control system based on STC89C52RC singlechip microcomputerThe system of traffic lights on based system increased automatic realtime monitoring on the basis of the number of cars and will be back to the data the dynamic distribution of different directions of traffic time maximum optimization of traffic resources Emergency coercion According to the number of cars and the time the control system can enter the night mode automatically This design carries on the overall design flow of software and hardware using the PROTEUS software for simulation and the circuit board was implemented at last
KeyWords：Intelligent traffic lights STC89C52 Intelligent control 74 hc573
目 录
第章 绪 1
11 智交通系统发展史 1
12 智交通系统发展现状 1
13 智交通灯研究意义 2
第二章 系统总体方案设计 3
21 通行状态设计 3
22 交通灯系统功设计 4
23 系统总体框图 5
第三章 硬件电路设计 6
31 STC89C52RC单片机简介 6
311 STC89C52RC特性 6
312 STC89C52RC单片机工作模式 7
313 STC89C52RC引脚功说明 7
32 模块电路设计 12
321 时钟电路 12
322 复位电路 13
323 强制转换电路 13
324 车流量检测电路 13
325 数码显示电路 14
326 红绿灯显示电路 14
第四章 软件设计 16
41 程序体设计 16
42 模块化程序设计 17
421 程序 17
422 初始化函数 17
423 定时函数 18
424 毫秒延时函数 18
425 交通灯函数 18
426 数码显示函数 19
427 强制转换函数 20
第五章 仿真测试 21
51 软件仿真 21
52 硬件仿真 23
53 功测试 26
第六章 总结 27
参考文献 28
致 谢 29
附录： 源程序 30
第章 绪
11 智交通系统发展史
着社会快速发展口数量急剧升限道路资源已法满足时代需交通控制应运生交通控制类社会生产生活中起着越越重作没序交通控制交通网陷入瘫痪状态样交通控制着社会科学进步发展初工手动控制发展机械控制发展电气控制现发展天智交通系统（ITSIntelligent Transportation Systems）
交通灯交通控制重手段早19世纪出现原始交通灯19世纪初英国约克城女性穿着颜色衣服代表身份交通灯出现前马车压事件时常英国会议厦前演直1868年12月英国著名机械设计师德· 哈特红绿色服装代表身份件常事情中受启发设计英国世界第盏交通灯7米高灯柱挂着两盏红绿颜色煤气灯通牵动皮带颜色灯提告诉通行禁行初交通灯煤气交通灯幸第盏煤气交通灯仅面世23天煤气爆炸炸死迫停止 爆炸噩梦直影响着销声匿迹十年终1914年通断实验研究世界第台电气信号灯美国克利夫兰市诞生1918年止世界种样交通灯红绿两种颜色伴着交通发展需第盏名副实交通信号灯1918年诞生红黄绿三种颜色组成直延续天三色交通信号灯然三色信号灯诞生美国黄色信号灯发明者国时美国深造胡汝鼎怀着科学救国抱负美国深造时美国通电器公司工作某天十字路口变红灯时准备走正辆转弯汽车呼啸差点撞反复思考终想绿色红色间加黄色灯提醒想法反映关部门快建议肯定应实际中
1928年海英租界出现红绿灯中国早交通灯
12 智交通系统发展现状
观国际智交通系统20世纪六七十年代智交通系统开始萌芽着现代社会快速发展技术进步智化系统逐步发展交通系统智交通系统包括车辆控制系统车辆监控系统车辆高度理系统通监控系统实时监测路段实时路况然通卫星联网实现理中心驾驶员双通讯时告知该路段中驾驶员附路段实时路况避免走拥堵线路通样进行高度理然汽车身智化根卫星定位第时间解目前目间路况智提供优路线驾驶员实时性系统性交互性智交通系统特点
首先实时性关重果监控采集数实时没意义效做预防交通拥堵采集交通数第时间通网络发送交通理中心通理中心针性数发送相关区域中驾驶员
次系统性交通网相互交织非常复杂必须点面路段信息收集起交通理中心统调度系统理样交通井然序 交互性智交通系统中难单纯某种技术种先进技术进行交互式组合形成涉电子通信信息交通工程系统工程等诸学科信息计算机数通信传感器动控制运筹学互联网进行效组合形成终智交通系统
智交通系统通传播实时交通信息出行者处实时交通环境全面解进选择适合出行路线程度缓道路堵塞减少环境污染交通事提高交通利者方便舒适度
13 智交通灯研究意义
现代社会交通拥堵严重仅浪费时间加重环境污染交通事率增加交通问题会造成巨济损失交通运输关系国家济兴衰济建设重组成部分时交通问题世界性难题作智交通系统核心部分智交通灯发展智交通系统着决定性作
第二章 系统总体方案设计
21 通行状态设计
十字路口车辆通行状态四种假设东西方南北方四种状态图21：
南北绿灯东西红灯 南北黄灯东西红灯
南北红灯东西绿灯 南北红灯东西黄灯
图21 四种通行状态
系统工作时面四状态次循环工作时刻方车通行四状态工作流程：
（1）南北通行东西禁行南北绿灯55秒（初始值工作周期会根车流量变化）
（2）南北东西禁行南北黄灯5秒（值变）
（3）南北禁行东西通行东西绿灯55秒（初始值工作周期会根车流量变化）
（4）南北东西禁行东西黄灯5秒（值变）
状态（4）完成变换状态（1）反复循环
红绿灯状态表表21示：
表21 红绿灯状态表
状态1
状态3
状态4
状态6
东西红灯
0
0
1
1
东西黄灯
1
1
1
0
东西绿灯
1
1
0
1
南北红灯
1
1
0
0
南北黄灯
1
0
1
1
南北绿灯
0
1
1
1
说明：1表示灭0表示亮
22 交通灯系统功设计
常见基功外增加车流量检测动控制红绿灯时间功提高车辆行驶效率特殊车辆快速通行增加强制转换功通车流量统计某段时间通车辆数量总某数时动进入闲时模式
(1)车辆检测技术
着车辆拥率断升高道路拥堵特十字路口堵塞变尤严重提高十字路口通行效率变尤重需实时车流量少智调整两方红绿灯时间程度保证车辆通行现检测技术红外线检测器磁检测器机械压电检测器磁频检测器波频检测器视频检测器等红外检测车流量通红外接发射接收接收红外电（高低硬件参数）车时候会挡住红外接收样接收红外没车时候直接收红外样高低电通单片机计数器实现车流量统计设计120秒检测周期采集数进行运算分配两方绿灯时间例南北方车流量SN东西方车流量WE南北方周期绿灯时间Tsn（12010）*SN(SN+WE)舍数部分取整数东西方绿灯时间Twe12010Tsn公式中减10秒两次5秒黄灯时间周期固定边时间太短者太长边绿灯时间90秒时取90秒边时间20秒时取20秒没红外接里键代
（2）强制转换功
次路急救车者消防车红绿堵车流中焦急奈设计强制转换功某方特殊车辆需该方强制转换钮立该方车辆优先通样消防医院急救争取时间
(3)闲时模式
车流量少时特夜间方车流量少时甚没样果时间设置长容易司机产生焦虑顾交通规强行通车流量少时候车速快样容易产生交通事通车流量检测两方车辆总数少定数量时动进入闲时模式方15秒绿灯时间旦车流量超设置数值时会动恢复正常工作状态
23 系统总体框图
系统外接5V直流电源部时钟电路复位电路构成单片机系统系统基础键电路检测电路组成输入电路键控制特殊情况强制转换检测电路实时车流量检测单片机输入信号进行运算处理产生输出信号控制交通灯模块数码驱动通数码驱动控制数码显示剩余时间
电源
交通灯模块
单片机（MCU）
STC89C52
时钟电路
数码驱动模块
（74HC573）
复位电路
键电路
检测电路
数码显示
图22 系统总体框图
第三章 硬件电路设计
设计STC89C52单片机控制器搭载键红外发光二极数码驱动数码构成完整智交通灯系统总电路图图31示：
图31 总体硬件电路图
通单片机控制红外车辆通时会停阻断红外信号会产生断变化高低电计数器T0T1分东西南北车流量进行计数然通单片机计算东西南北周期绿灯时间分少数传数码驱动交通灯通数码驱动控制数码显示剩余时间设计硬件核心单片机（MCU）型号STC89C52RC
31 STC89C52RC单片机简介
STC89C52RC单片机深圳宏晶公司设计款高速低功耗单片机兼容传统8051单片机
311 STC89C52RC特性
（1）增强型8051单片机612两时钟机器周期意选择完全兼容传统8051
（2）工作电压：5V单片机（55V～33V）3V单片机（38V～20V）
（3)频率范围：0～40MHz实际工作频率达48MHz
（4）户应程序空间ROM8K字节
（5）片集成512字节数存储空间RAM
（6）通IO口（32）
（7）支持ISP（系统编程）IAP（应编程）需专编程器仿真 器通串口（RxDP30TxDP31）直接载户程序
（8）具EEPROM功
（9）具门狗功
（10）316位定时器计数器
（11）PDIP40封装
312 STC89C52RC单片机工作模式
（1）正常工作模式：典型功耗4mA～7mA
（2）空闲模式：典型功耗2mA
（3）掉电模式：典型功耗<01μA外部中断唤醒中断返回继续执行原程序
313 STC89C52RC引脚功说明
STC89C52RC引脚图图32示
VCC（40引脚）：电源电压
GND（20引脚）：接
P0端口（39～32引脚）：P0口漏极开路8位双IO口P0口作普通IO口需加拉电阻构成准双口作普通IO口输入 时应先端口输出锁存器写入1访问外部程序数存储器时P0口 作址总线（低8位）8位数分时复总线
P1端口（1～8引脚）：8位准双IO口具部拉电阻P1口专户准双IO口作普通IO口输入时应先端口输出锁存器 写入1
外P10P11作定时器计数器2外部技术输入（P10T2）定时器计数器2触发输入（P11T2EX）89C51区具体参见表31：
Flash ROM编程程序校验时P1接收低8位址
表31 P10P11引脚复功
引脚号
功特性
P10
T2（定时器计数器2外部计数输入）时钟输出
P11
T2EX（定时器计数器2捕获重装触发方控制）
图32 STC89C52RC引脚图
P2端口（P20～P2721～28引脚）：P2口带部拉电阻8位IO端口P2输出缓器驱动（吸收输出电流方式）4TTL输入端口写入1时通部拉电阻端口拉高电时作输入口P2口作址总线（高8位）
P3端口（P30～P3710～17引脚）：8位准双IO口具部拉电阻P1口专户准双IO口作普通IO口输入时应先端口输出锁存器写入1
P3口作般IO口外第二种复功表示：
表32 P3口引脚复功
引脚号
复功
P30
RXD（串行输入口）
P31
TXD（串行输出口）
P32
（外部中断0）
P33
（外部中断1）
P34
T0（定时器0外部输入）
P35
T1（定时器1外部输入）
P36
（外部数存储器写选通）
P37
（外部数存储器读选通）
RST（9引脚）：复位信号输入端高电效单片机运行时该引脚维持两机器周期（24时钟振荡周期）高电时单片机进行复位单片机正常工作时该引脚电压低05V
ALE（30引脚）：ALE低8位址锁存允许信号系统扩展时ALE负跳P0口发出低8位址锁存外接址锁存器中然P0口作数端口实现P0口低8位址数分时传送
外单片机运行时ALE端直正脉信号输出频率时钟振荡器频率16该正脉信号作时钟源者定时信号注意次单片机访问外部RAM时丢失ALE脉严格说户宜ALE作精确时钟源者定时信号
该引脚第二功片Flash存储器编程时引脚作编 程脉输入端
（29引脚）：片外程序存储器读选通信号单片机读外部程序存储器时引脚输出脉负跳作读外部程序存储器选通信号引脚接外部存储器端访问外部RAM时信号效
VPP（31引脚）：外部程序存储器访问允许控制端低电时单片机访问0000HFFFFH外部程序存储器部程序存储器起作高电时单片机读取部程序存储器VPP该引脚第二功编程电压输入端片Flash固化编程时应加+5V+12V电压
XTAL1（19引脚）：片振荡器反相放器部时钟发生电路输入端
XTAL2（18引脚）：片振荡器反相放器输出端
314 特殊功寄存器（SFR）
STC89C52RC片存储器中80H～FFH128单元位特殊功寄存器（SFR）SFR址空间表33示：
表33 STC89C52RC特殊功寄存器
特殊功寄存器符号
名称
字节址
位址
B
B寄存器
F0H
F7H～F0H
A(Acc)
累加器
E0H
E7H～E0H
PSW
程序状态字
D0H
D7H～D0H
TH2
定时器计数器2（高字节）
CDH
—
TL2
定时器计数器2（低字节）
CCH
—
RCAP2H
定时器2 16位扑捉动重载（高字节）
CBH
—
RCAP2L
定时器2 16位扑捉动重载（低字节）
CAH
—
T2MOD
定时器计数器2方式控制
C9H
—
T2CON
定时器计数器2控制
C8H
CFH～C8H
IP
中断优先级控制
B8H
BFH～B8H
P3
P3口
B0H
B7H～B0H
IE
中断允许控制
A8H
AFH～A8H
P2
P2口
A0H
A7H～A0H
SBUF
串行数缓器
99H
—
SCON
串行控制
98H
9FH～98H
P1
P1口
90H
97H～90H
TH1
定时器计数器1（高字节）
8DH
—
TH0
定时器计数器0（高字节）
8CH
—
TL1
定时器计数器1（低字节）
8BH
—
TL0
定时器计数器0（低字节）
8AH
—
TMOD
定时器计数器方式控制
89H
—
TCON
定时器计数器控制
88H
8FH～88F
PCON
电源控制
87H
—
DPH
数指针高字节
83H
—
DPL
数指针低字节
82H
—
SP
堆栈指针
81H
—
P0
P0口
80H
87H～80H
非址定义80H～FFH128字节部分定义相部分没定义没定义单元读写效读出数值确定写入数丢失
应1写入未定义单元单元产品中赋予新功种情况复位单元数值总0
STC89C52RC89C51样T0T1两定时器计数器具四种工作方式通工作方式控制寄存器TMOD进行模式工作方式选择TMOD格式表34示：
表34 TMOD格式
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
GATE
C
M1
M0
GATE
C
M1
M0
T0方式字段
T1方式字段
TMOD位功：
（1）GATE——门控位
GATE0时仅运行控制位TRx（x01）控制定时器计数器计数
GATE1时需外中断引脚高电运行控制位TRx控制定时器计数器计数
（2）M1M0——工作方式选择位
M1M0四种编码分代表四种工作方式表35示
表35 M1M0工作方式选择
M1 M0
工作方式
0 0
方式0 13定时器计数器
0 1
方式1 16位定时器计数器
1 0
方式2： 8位常数动重新装载定时器计数器
1 1
方式3： 仅适T0时T0分成两8位计数器T1停止计数
（3）C——计数器模式定时器模式选择位
C0定时器模式晶振12分频脉进行计数
C1计数器模式计数器外部引脚T0T1外部脉（负跳变） 计数
TCON 八位位寻址该设计中需高四位高四位进行说明：
（1）TF1TF0——计数溢出标志位
计数器溢出时该位置1应软件清0
（2）TR1TR0——计数运行控制位
该位置1时启动定时器计数器工作
该位清0时停止定时器计数器工作
STC89C52RC定时器计数器0定时器计数器1外增加定时器计数器2控制状态位分位T2CON（见表36）T2MOD（见表37）
定时器216位定时计数器做定时器做事件计数器工作方式特殊寄存器T2CON中CT2位选择定时器2三种工作模式：捕捉方式动重载波特率发生器工作模式T2CON中相关位选择（表38列）定时器2 2 8位寄存器：TH2TL2
表36 特殊功寄存器T2CON
CFH
CEH
CDH
CCH
CBH
CAH
C9H
C8H
TF2
EXF2
RCLK
TCLK
EXEN2
TR2
C
CP
表37 定时器2模式控制寄存器（T2MOD）
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
T2OE
DCEN
表38 定时器2工作方式
RCLK+TCLK
CP
TR2
模式
0
0
1
16位动重装
0
1
1
16位捕获
1
X
1
波特率发生器
X
X
0
（关闭）
动重装模式该模定时器2递增计数0FFFFH溢出TF2置位然RCAP2L RCAP2H中16位值作重新装载值装入定时器2RCAP2LRCAP2H值通软件预设
32 模块电路设计
321 时钟电路
时钟部方式产生外部方式产生部方式时钟电路图33(a) 示XTAL1XTAL2引脚外接定时元件部振荡器产生激振荡定时元件通常采晶振两30pF电容组成联谐振回路
外部方式时钟电路图33（b）示XTAL1接XTAL2接外部振荡器
（a）部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路
图33 时钟电路
322 复位电路
复位单片机进行初始化操作功PC值初始化单片机0000H单元开始执行程序复位进入系统正常初始化外系统处死循环状态时正常工作复位键重新启动设计采键电复位图34示：
图34 复位电路
323 强制转换电路
强制转换电路特殊车辆者紧急情况需边马通行情况相应键该方会直保持绿灯紧急情况解时需复位键进入正常模式
图35示正常模式P30P31脚高电南北键时P31脚会检测低电通程序控制南北绿灯常亮东西保持红灯亮反东西键时P30脚会检测低电时东西绿灯常亮南北保持红灯亮
图35 强制转换电路
324 车流量检测电路
图36示东西检测键接单片机P34脚南北接P35脚初始状态两引脚高电车辆通时键压闭合应引脚变低电计数器接收该信号动加1计数120秒周期达120秒时计数器动置零重新计数通计数器数进行运算分配南北东西绿灯时间
图36 车流量检测电路
325 数码显示电路
图37示两74HC573锁存器U2位选锁存器U3段选锁存器锁存引脚高电时直通状态低电时锁存状态锁定数变化直解锁定通定延时实现数码动态显示延时时间短肉眼法分辨静态
图37 数码显示电路
326 红绿灯显示电路
图38示发光二极正极接正5V电压通控制负 极电决定否点亮例P00脚低电时南北方 红灯点亮P00高电时南北方红灯熄灭
图38 红绿灯显示电路
特需注意P0口部漏极开路型做IO口时需加拉电阻否电流足驱动发光二极图39示：
图39 P0口接拉电阻
第四章 软件设计
41 程序体设计
设计采keil软件进行软件设计编译生成hex文件供proteus进行软件仿真硬件载单片机仿真软件系统模块组成：程序初始化程序延时函数定时函数交通灯函数数码动态显示函数东西南北强制转换函数等进行序组合系统正常工作程序流程图图41示：
开始
初始化
设定初值
P30P31电检测
东西红灯
P30低电
P31低电
南北绿灯
东西绿灯
南北黄灯5秒
南北车流量
东西车流量
南北红灯
东西绿灯
南北红灯
南北绿灯
东西红灯
东西黄灯5秒
图41 程序流程总图
42 模块化程序设计
421 程序
C语言中必须函数mainmain函数开始执行main函数结束
void main(void)
{
init() 初始化函数
k11
k21
for()
{
light()
led()
changewe()
changesn()
}
}
首先调初始化函数然强制转换钮置高电进入for循环死循环循环中调子程序交通灯函数数码显示函数东西南北强制转换函数
422 初始化函数
初始化函数计数器定时器模式工作方式进行选择赋初值启动计数器定时器需计数器T0T1定时器T2赋初值计数器0开始计数计数器初值赋值0工作方式1计数65536次定时器T2工作16位动重装模式晶振频率12MHz计数周期T1212MHz1us计时655ms会溢出采50ms计时初值X6553650000RCAP2H (6553650000)256RCAP2L (6553650000)256
void init(void)
{
T2CON0x01 16位动重装
TMOD 0x55 计数器T0T1工作方式1
TH00 计数初值清0
TL00 计数初值清0
ET01 T0中断溢出
EA 1 开启总中断
IT01
TR01 计数器0启动
TH10 计数初值清0
TL10 计数初值清0
ET11 T1中断溢出
IT11
TR11 计数器1启动
RCAP2H (6553650000)256晶振12M 60ms 16bit 动重载
RCAP2L (6553650000)256
ET21 开定时器中断
TR21 开定时器开关
}
423 定时函数
定时函数通定时器T2进行定时两定时1秒定时秒数码显示时间进行减1操作外120秒定时设计120秒周期通计数器T1T0分南北东西车流量进行计数然数进行运算求出两方绿灯时间计数器清零重新开始计数
424 毫秒延时函数
void delay(uchar t)
{
uchar i
for(tt>0t)
{
for(i120i>0i)
}
}
单片机晶振12M时通keil仿真该延时函数接1ms（0986us）时间函数中方需延时函数数码动态显示键消抖需短暂延时
425 交通灯函数
void light()
{
P0c[k]
}
交通灯12发光二极组成正极接正5V电压通P0口控制发光二极负极高低电点亮者熄灭发光二极该函数中通时间数组c[4]{0x330x350x1E0x2E}某元素赋值P0口控制交通灯
426 数码显示函数
void led()
{
P2b[0] 南北位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[1] 南北十位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北十位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[2] 东西位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[3] 东西十位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西十位数码段选
L11
L10
delay(20)
}
通锁存器74HC573动态显示四位数码延时时间极短眼分辨起静态实际数码停动态扫描样做节省IO口
427 强制转换函数
强制转换函数停扫描键电相应方键低电时会该方绿灯点亮外方红灯点亮该函数中注意键消抖设计中采软件消抖检测低电时进行短延时然键否低电果确定键然执行面程序
第五章 仿真测试
51 软件仿真
设计通Proteus进行软件仿真系统电路图绘制完成单片机Keil软件编译生成hex输出文件载入进行仿真仿真结果：
图51 Proteus仿真（南北绿灯东西红灯）
图52 Proteus仿真（南北黄灯东西红灯）
图53 Proteus仿真（南北红灯东西绿灯）
图54 Proteus仿真（南北红灯东西黄灯）
图55 Proteus仿真（南北东西强制转换电路）
52 硬件仿真
根电路图万板做成成品程序载单片机进行硬件仿真仿真结果图：
图56 硬件仿真（南北绿灯东西红灯）
图57 硬件仿真（南北黄灯东西红灯）
图58 硬件仿真（南北红灯东西绿灯）
图59 硬件仿真（南北红灯东西黄灯）
图510 硬件仿真（南北强制通行）
图511 硬件仿真（东西强制通行）
53 功测试
设计包括功进行测试均测试通车流量检测电路正常工作计数正确计数总数少20时进入闲时模式方15秒绿灯5秒黄灯总40秒周期三周期构成周期120秒周期计数器总数20动进入正常模式强制转换单通行时会动恢复正常模式复位键恢复正常
第六章 总结
月努力查种书记资料通网络搜索认真学单片机基础相关知识前学知识进行巩固圆满完成毕业设计
首先交通信号灯功进行构思通方案较车流量检测方案选择终选择红外检测原红外检测灵敏度高操作方便寿命长维护方便成低次元器件选择设计中需两计数器定时器89C51两定时器计数器法满足需选择STC89C52具三定时器计数器数码驱动选择74HC573锁存器编程简单选择完成电路图绘制然进行软件编程编译生成hex文件通proteus软件进行软件仿真仿真中断修改源程序直程序仿真满足目标电路图万板电烙铁进行焊接连接电路硬件电路连接程序载单片机连接电源线进行硬件仿真
整程中遇种问题通反复检查修改问题逐渐减少完全达初目标软硬件正常仿真运行通次设计学会学四年学知识进行整合运实践中知识理解更透彻
参考文献
[1]方俊锋嵌入式8位MCU核设计研究[D]陕西：西安电子科技学2003
[2]孙玉芳基单片机智交通灯控制系统研究[D]哈尔滨：哈尔滨工程学2009
[3]周蔚吾道路交通信号灯控制设置技术手册[M]北京：知识产权出版社2009
[4]迈尔斯（英）智交通系统手册[M]北京民交通出版社2007
[5]邹力物联网智交通[M]北京电子工业出版社2012
[6]余锡存曹国华单片机原理接口技术[M]陕西西安电子科技学出版社2000
[7]李学海标准80C51单片机基础教程[M]北京：北京航空航天学出版社2006
[8]雷丽文 微机原理接口技术[M]北京：电子工业出版社1997
[9]张靖武周灵彬单片机原理应PROTEUS仿真[M]北京：电子工业出版社2008
[10]张毅刚彭喜元单片机原理应设计[M]北京：电子工业出版社2008
致 谢
文完成际首先关心帮助指导指导老师XX老师表示衷心感谢致崇高敬意文开题完成XX老师意见帮助参考资料旁引导完成篇文XX老师严谨治学态度加丰富专业知识受益匪浅次佘老师表示衷心感谢
外感谢起生活四年室友感谢起努力日子文完成程中帮助包括资料收集图书阅文排版没帮助文完成利
衷心感谢百忙中抽出时间审阅文老师
附录： 源程序
#include
#define uchar unsigned char
sbit k1P3^0 东西强制通行键
sbit k2P3^1 南北强制通行键
sbit L2P3^7 位选锁存器端
sbit L1P3^6 段选锁存器端
uchar code a[10]{0x030x9f0x250x0d0x990x490x410x1f0x010x09}
uchar code b[4]{0x400x800x100x20} P1口低效
uchar code c[4]{0x330x350x1E0x2E} P0口 低电效
int SN55WE60SN_G55WE_G55 SN表示南北方 WE表示东西方
int n0p
uchar ik0count0count10count2num0
void delay(uchar t)
void light()
void led()
void changesn()
void changewe()
*******程序初始化**********
void init(void)
{
T2CON0x01 16位动重装
TMOD 0x55 计数器T0T1工作方式1
TH00 计数初值清0
TL00 计数初值清0
ET01 T0中断溢出
EA 1 开启总中断
IT01
TR01 计数器0启动
TH10 计数初值清0
TL10 计数初值清0
ET11 T1中断溢出
IT11
TR11 计数器1启动
RCAP2H (6553650000)256晶振12M 60ms 16bit 动重载
RCAP2L (6553650000)256
ET21 开定时器中断
TR21 开定时器开关
}
********定时函数*********
void timer(void) interrupt 5
{
TF20 TF2清0
count++
n++
if(count>20) 定时满1秒
{
if(n>2400) 定时满120秒
{
n0
count2256*TH0+TL0 东西车流量
count1256*TH1+TL1 南北车流量
pcount1+count2
TH00
TL00
TH10
TL10
if(p<20)
{
SN_G15
WE_G15
}
else
{
SN_G110*count1p
if(SN_G>20)
{
if(SN_G>90)
{
SN_G90
WE_G20
}
else
WE_G110SN_G
}
else
{
SN_G20
WE_G90
}
}
}
SN
WE
led()
count0
if(SN0||WE0)
{
k++
if(k>3) k3执行switch程序
k0
switch(k)
{
case 0 SNSN_GWESN_G+5break
case 1 SN5WE5break
case 2 SNWE_G+5WEWE_Gbreak
case 3 SN5WE5break
}
}
}
}
******延时T毫秒*********
void delay(uchar t)
{
uchar i
for(tt>0t)
{
for(i120i>0i)
}
}
*********交通灯函数*******
void light()
{
P0c[k]
}
*******数码时间显示********
void led()
{
P2b[0] 南北位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[1] 南北十位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北十位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[2] 东西位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[3] 东西十位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西十位数码段选
L11
L10
delay(20)
}
*******东西强制转换函数*******
void changewe()
{
if(k1)
{
delay(20) 键防抖延时
if(k1)
{
P00X1E
while(1)
{
for(i0i<3i++)
{
P2b[i]
L21
L20
P20X00 数码显示88
L11
L10
delay(20)
}
}
}
}
}
******南北强制转换函数*********
void changesn()
{
if(k2)
{
delay(20) 键防抖延时
if(k2)
{
P00X33
while(1)
{
for(i0i<3i++)
{
P2b[i]
L21
L20
P20X00 数码显示88
L11
L10
delay(20)
}
}
}
}
}
********函数********
void main(void)
{
init() 初始化函数
k11
k21
for()
{
light()
led()
changewe()
changesn()
}
}
led()
changewe()
changesn()
}
}
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摘
着现代社会快速发展种样交通工具成代步工具特年汽车普加重现交通资源压力优化交通网络缓解交通压力投入成较高受环境素影响道路交通控制方法控制技术优化显更容易实现交通灯整交通网指挥系统
文研究STC89C52RC单片机控制器智交通灯控制系统该系统基础交通灯系统基础增加功：（1）动实时监测车流量传回数进行处理动态分配方通车时间程度优化交通道路资源（2）紧急情况强制转换通车（3）根车流量动进入夜间模式等功设计进行软硬件整体设计利PROTEUS软件进行软件仿真进行硬件板卡实现
关键词：智交通灯STC89C52智控制74HC573
ABSTRACT
With the rapid developments of modern society all kinds of traffic tools has become the transport especially the popularity of the car in recent years which increased the pressure of the existing transport resources Although optimizing the transportation networks can ease traffic pressure the cost is higherand which is influenced by many environment factors alsoOptimizing the control methods and control technologies are more easy to implement and the traffic light is the core command system for entire transportation network
This paper has researched the controller of the intelligent traffic light control system based on STC89C52RC singlechip microcomputerThe system of traffic lights on based system increased automatic realtime monitoring on the basis of the number of cars and will be back to the data the dynamic distribution of different directions of traffic time maximum optimization of traffic resources Emergency coercion According to the number of cars and the time the control system can enter the night mode automatically This design carries on the overall design flow of software and hardware using the PROTEUS software for simulation and the circuit board was implemented at last
KeyWords：Intelligent traffic lights STC89C52 Intelligent control 74 hc573
目 录
第章 绪 1
11 智交通系统发展史 1
12 智交通系统发展现状 1
13 智交通灯研究意义 2
第二章 系统总体方案设计 3
21 通行状态设计 3
22 交通灯系统功设计 4
23 系统总体框图 5
第三章 硬件电路设计 6
31 STC89C52RC单片机简介 6
311 STC89C52RC特性 6
312 STC89C52RC单片机工作模式 7
313 STC89C52RC引脚功说明 7
32 模块电路设计 12
321 时钟电路 12
322 复位电路 13
323 强制转换电路 13
324 车流量检测电路 13
325 数码显示电路 14
326 红绿灯显示电路 14
第四章 软件设计 16
41 程序体设计 16
42 模块化程序设计 17
421 程序 17
422 初始化函数 17
423 定时函数 18
424 毫秒延时函数 18
425 交通灯函数 18
426 数码显示函数 19
427 强制转换函数 20
第五章 仿真测试 21
51 软件仿真 21
52 硬件仿真 23
53 功测试 26
第六章 总结 27
参考文献 28
致 谢 29
附录： 源程序 30
第章 绪
11 智交通系统发展史
着社会快速发展口数量急剧升限道路资源已法满足时代需交通控制应运生交通控制类社会生产生活中起着越越重作没序交通控制交通网陷入瘫痪状态样交通控制着社会科学进步发展初工手动控制发展机械控制发展电气控制现发展天智交通系统（ITSIntelligent Transportation Systems）
交通灯交通控制重手段早19世纪出现原始交通灯19世纪初英国约克城女性穿着颜色衣服代表身份交通灯出现前马车压事件时常英国会议厦前演直1868年12月英国著名机械设计师德· 哈特红绿色服装代表身份件常事情中受启发设计英国世界第盏交通灯7米高灯柱挂着两盏红绿颜色煤气灯通牵动皮带颜色灯提告诉通行禁行初交通灯煤气交通灯幸第盏煤气交通灯仅面世23天煤气爆炸炸死迫停止 爆炸噩梦直影响着销声匿迹十年终1914年通断实验研究世界第台电气信号灯美国克利夫兰市诞生1918年止世界种样交通灯红绿两种颜色伴着交通发展需第盏名副实交通信号灯1918年诞生红黄绿三种颜色组成直延续天三色交通信号灯然三色信号灯诞生美国黄色信号灯发明者国时美国深造胡汝鼎怀着科学救国抱负美国深造时美国通电器公司工作某天十字路口变红灯时准备走正辆转弯汽车呼啸差点撞反复思考终想绿色红色间加黄色灯提醒想法反映关部门快建议肯定应实际中
1928年海英租界出现红绿灯中国早交通灯
12 智交通系统发展现状
观国际智交通系统20世纪六七十年代智交通系统开始萌芽着现代社会快速发展技术进步智化系统逐步发展交通系统智交通系统包括车辆控制系统车辆监控系统车辆高度理系统通监控系统实时监测路段实时路况然通卫星联网实现理中心驾驶员双通讯时告知该路段中驾驶员附路段实时路况避免走拥堵线路通样进行高度理然汽车身智化根卫星定位第时间解目前目间路况智提供优路线驾驶员实时性系统性交互性智交通系统特点
首先实时性关重果监控采集数实时没意义效做预防交通拥堵采集交通数第时间通网络发送交通理中心通理中心针性数发送相关区域中驾驶员
次系统性交通网相互交织非常复杂必须点面路段信息收集起交通理中心统调度系统理样交通井然序 交互性智交通系统中难单纯某种技术种先进技术进行交互式组合形成涉电子通信信息交通工程系统工程等诸学科信息计算机数通信传感器动控制运筹学互联网进行效组合形成终智交通系统
智交通系统通传播实时交通信息出行者处实时交通环境全面解进选择适合出行路线程度缓道路堵塞减少环境污染交通事提高交通利者方便舒适度
13 智交通灯研究意义
现代社会交通拥堵严重仅浪费时间加重环境污染交通事率增加交通问题会造成巨济损失交通运输关系国家济兴衰济建设重组成部分时交通问题世界性难题作智交通系统核心部分智交通灯发展智交通系统着决定性作
第二章 系统总体方案设计
21 通行状态设计
十字路口车辆通行状态四种假设东西方南北方四种状态图21：
南北绿灯东西红灯 南北黄灯东西红灯
南北红灯东西绿灯 南北红灯东西黄灯
图21 四种通行状态
系统工作时面四状态次循环工作时刻方车通行四状态工作流程：
（1）南北通行东西禁行南北绿灯55秒（初始值工作周期会根车流量变化）
（2）南北东西禁行南北黄灯5秒（值变）
（3）南北禁行东西通行东西绿灯55秒（初始值工作周期会根车流量变化）
（4）南北东西禁行东西黄灯5秒（值变）
状态（4）完成变换状态（1）反复循环
红绿灯状态表表21示：
表21 红绿灯状态表
状态1
状态3
状态4
状态6
东西红灯
0
0
1
1
东西黄灯
1
1
1
0
东西绿灯
1
1
0
1
南北红灯
1
1
0
0
南北黄灯
1
0
1
1
南北绿灯
0
1
1
1
说明：1表示灭0表示亮
22 交通灯系统功设计
常见基功外增加车流量检测动控制红绿灯时间功提高车辆行驶效率特殊车辆快速通行增加强制转换功通车流量统计某段时间通车辆数量总某数时动进入闲时模式
(1)车辆检测技术
着车辆拥率断升高道路拥堵特十字路口堵塞变尤严重提高十字路口通行效率变尤重需实时车流量少智调整两方红绿灯时间程度保证车辆通行现检测技术红外线检测器磁检测器机械压电检测器磁频检测器波频检测器视频检测器等红外检测车流量通红外接发射接收接收红外电（高低硬件参数）车时候会挡住红外接收样接收红外没车时候直接收红外样高低电通单片机计数器实现车流量统计设计120秒检测周期采集数进行运算分配两方绿灯时间例南北方车流量SN东西方车流量WE南北方周期绿灯时间Tsn（12010）*SN(SN+WE)舍数部分取整数东西方绿灯时间Twe12010Tsn公式中减10秒两次5秒黄灯时间周期固定边时间太短者太长边绿灯时间90秒时取90秒边时间20秒时取20秒没红外接里键代
（2）强制转换功
次路急救车者消防车红绿堵车流中焦急奈设计强制转换功某方特殊车辆需该方强制转换钮立该方车辆优先通样消防医院急救争取时间
(3)闲时模式
车流量少时特夜间方车流量少时甚没样果时间设置长容易司机产生焦虑顾交通规强行通车流量少时候车速快样容易产生交通事通车流量检测两方车辆总数少定数量时动进入闲时模式方15秒绿灯时间旦车流量超设置数值时会动恢复正常工作状态
23 系统总体框图
系统外接5V直流电源部时钟电路复位电路构成单片机系统系统基础键电路检测电路组成输入电路键控制特殊情况强制转换检测电路实时车流量检测单片机输入信号进行运算处理产生输出信号控制交通灯模块数码驱动通数码驱动控制数码显示剩余时间
电源
交通灯模块
单片机（MCU）
STC89C52
时钟电路
数码驱动模块
（74HC573）
复位电路
键电路
检测电路
数码显示
图22 系统总体框图
第三章 硬件电路设计
设计STC89C52单片机控制器搭载键红外发光二极数码驱动数码构成完整智交通灯系统总电路图图31示：
图31 总体硬件电路图
通单片机控制红外车辆通时会停阻断红外信号会产生断变化高低电计数器T0T1分东西南北车流量进行计数然通单片机计算东西南北周期绿灯时间分少数传数码驱动交通灯通数码驱动控制数码显示剩余时间设计硬件核心单片机（MCU）型号STC89C52RC
31 STC89C52RC单片机简介
STC89C52RC单片机深圳宏晶公司设计款高速低功耗单片机兼容传统8051单片机
311 STC89C52RC特性
（1）增强型8051单片机612两时钟机器周期意选择完全兼容传统8051
（2）工作电压：5V单片机（55V～33V）3V单片机（38V～20V）
（3)频率范围：0～40MHz实际工作频率达48MHz
（4）户应程序空间ROM8K字节
（5）片集成512字节数存储空间RAM
（6）通IO口（32）
（7）支持ISP（系统编程）IAP（应编程）需专编程器仿真 器通串口（RxDP30TxDP31）直接载户程序
（8）具EEPROM功
（9）具门狗功
（10）316位定时器计数器
（11）PDIP40封装
312 STC89C52RC单片机工作模式
（1）正常工作模式：典型功耗4mA～7mA
（2）空闲模式：典型功耗2mA
（3）掉电模式：典型功耗<01μA外部中断唤醒中断返回继续执行原程序
313 STC89C52RC引脚功说明
STC89C52RC引脚图图32示
VCC（40引脚）：电源电压
GND（20引脚）：接
P0端口（39～32引脚）：P0口漏极开路8位双IO口P0口作普通IO口需加拉电阻构成准双口作普通IO口输入 时应先端口输出锁存器写入1访问外部程序数存储器时P0口 作址总线（低8位）8位数分时复总线
P1端口（1～8引脚）：8位准双IO口具部拉电阻P1口专户准双IO口作普通IO口输入时应先端口输出锁存器 写入1
外P10P11作定时器计数器2外部技术输入（P10T2）定时器计数器2触发输入（P11T2EX）89C51区具体参见表31：
Flash ROM编程程序校验时P1接收低8位址
表31 P10P11引脚复功
引脚号
功特性
P10
T2（定时器计数器2外部计数输入）时钟输出
P11
T2EX（定时器计数器2捕获重装触发方控制）
图32 STC89C52RC引脚图
P2端口（P20～P2721～28引脚）：P2口带部拉电阻8位IO端口P2输出缓器驱动（吸收输出电流方式）4TTL输入端口写入1时通部拉电阻端口拉高电时作输入口P2口作址总线（高8位）
P3端口（P30～P3710～17引脚）：8位准双IO口具部拉电阻P1口专户准双IO口作普通IO口输入时应先端口输出锁存器写入1
P3口作般IO口外第二种复功表示：
表32 P3口引脚复功
引脚号
复功
P30
RXD（串行输入口）
P31
TXD（串行输出口）
P32
（外部中断0）
P33
（外部中断1）
P34
T0（定时器0外部输入）
P35
T1（定时器1外部输入）
P36
（外部数存储器写选通）
P37
（外部数存储器读选通）
RST（9引脚）：复位信号输入端高电效单片机运行时该引脚维持两机器周期（24时钟振荡周期）高电时单片机进行复位单片机正常工作时该引脚电压低05V
ALE（30引脚）：ALE低8位址锁存允许信号系统扩展时ALE负跳P0口发出低8位址锁存外接址锁存器中然P0口作数端口实现P0口低8位址数分时传送
外单片机运行时ALE端直正脉信号输出频率时钟振荡器频率16该正脉信号作时钟源者定时信号注意次单片机访问外部RAM时丢失ALE脉严格说户宜ALE作精确时钟源者定时信号
该引脚第二功片Flash存储器编程时引脚作编 程脉输入端
（29引脚）：片外程序存储器读选通信号单片机读外部程序存储器时引脚输出脉负跳作读外部程序存储器选通信号引脚接外部存储器端访问外部RAM时信号效
VPP（31引脚）：外部程序存储器访问允许控制端低电时单片机访问0000HFFFFH外部程序存储器部程序存储器起作高电时单片机读取部程序存储器VPP该引脚第二功编程电压输入端片Flash固化编程时应加+5V+12V电压
XTAL1（19引脚）：片振荡器反相放器部时钟发生电路输入端
XTAL2（18引脚）：片振荡器反相放器输出端
314 特殊功寄存器（SFR）
STC89C52RC片存储器中80H～FFH128单元位特殊功寄存器（SFR）SFR址空间表33示：
表33 STC89C52RC特殊功寄存器
特殊功寄存器符号
名称
字节址
位址
B
B寄存器
F0H
F7H～F0H
A(Acc)
累加器
E0H
E7H～E0H
PSW
程序状态字
D0H
D7H～D0H
TH2
定时器计数器2（高字节）
CDH
—
TL2
定时器计数器2（低字节）
CCH
—
RCAP2H
定时器2 16位扑捉动重载（高字节）
CBH
—
RCAP2L
定时器2 16位扑捉动重载（低字节）
CAH
—
T2MOD
定时器计数器2方式控制
C9H
—
T2CON
定时器计数器2控制
C8H
CFH～C8H
IP
中断优先级控制
B8H
BFH～B8H
P3
P3口
B0H
B7H～B0H
IE
中断允许控制
A8H
AFH～A8H
P2
P2口
A0H
A7H～A0H
SBUF
串行数缓器
99H
—
SCON
串行控制
98H
9FH～98H
P1
P1口
90H
97H～90H
TH1
定时器计数器1（高字节）
8DH
—
TH0
定时器计数器0（高字节）
8CH
—
TL1
定时器计数器1（低字节）
8BH
—
TL0
定时器计数器0（低字节）
8AH
—
TMOD
定时器计数器方式控制
89H
—
TCON
定时器计数器控制
88H
8FH～88F
PCON
电源控制
87H
—
DPH
数指针高字节
83H
—
DPL
数指针低字节
82H
—
SP
堆栈指针
81H
—
P0
P0口
80H
87H～80H
非址定义80H～FFH128字节部分定义相部分没定义没定义单元读写效读出数值确定写入数丢失
应1写入未定义单元单元产品中赋予新功种情况复位单元数值总0
STC89C52RC89C51样T0T1两定时器计数器具四种工作方式通工作方式控制寄存器TMOD进行模式工作方式选择TMOD格式表34示：
表34 TMOD格式
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
GATE
C
M1
M0
GATE
C
M1
M0
T0方式字段
T1方式字段
TMOD位功：
（1）GATE——门控位
GATE0时仅运行控制位TRx（x01）控制定时器计数器计数
GATE1时需外中断引脚高电运行控制位TRx控制定时器计数器计数
（2）M1M0——工作方式选择位
M1M0四种编码分代表四种工作方式表35示
表35 M1M0工作方式选择
M1 M0
工作方式
0 0
方式0 13定时器计数器
0 1
方式1 16位定时器计数器
1 0
方式2： 8位常数动重新装载定时器计数器
1 1
方式3： 仅适T0时T0分成两8位计数器T1停止计数
（3）C——计数器模式定时器模式选择位
C0定时器模式晶振12分频脉进行计数
C1计数器模式计数器外部引脚T0T1外部脉（负跳变） 计数
TCON 八位位寻址该设计中需高四位高四位进行说明：
（1）TF1TF0——计数溢出标志位
计数器溢出时该位置1应软件清0
（2）TR1TR0——计数运行控制位
该位置1时启动定时器计数器工作
该位清0时停止定时器计数器工作
STC89C52RC定时器计数器0定时器计数器1外增加定时器计数器2控制状态位分位T2CON（见表36）T2MOD（见表37）
定时器216位定时计数器做定时器做事件计数器工作方式特殊寄存器T2CON中CT2位选择定时器2三种工作模式：捕捉方式动重载波特率发生器工作模式T2CON中相关位选择（表38列）定时器2 2 8位寄存器：TH2TL2
表36 特殊功寄存器T2CON
CFH
CEH
CDH
CCH
CBH
CAH
C9H
C8H
TF2
EXF2
RCLK
TCLK
EXEN2
TR2
C
CP
表37 定时器2模式控制寄存器（T2MOD）
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
T2OE
DCEN
表38 定时器2工作方式
RCLK+TCLK
CP
TR2
模式
0
0
1
16位动重装
0
1
1
16位捕获
1
X
1
波特率发生器
X
X
0
（关闭）
动重装模式该模定时器2递增计数0FFFFH溢出TF2置位然RCAP2L RCAP2H中16位值作重新装载值装入定时器2RCAP2LRCAP2H值通软件预设
32 模块电路设计
321 时钟电路
时钟部方式产生外部方式产生部方式时钟电路图33(a) 示XTAL1XTAL2引脚外接定时元件部振荡器产生激振荡定时元件通常采晶振两30pF电容组成联谐振回路
外部方式时钟电路图33（b）示XTAL1接XTAL2接外部振荡器
（a）部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路
图33 时钟电路
322 复位电路
复位单片机进行初始化操作功PC值初始化单片机0000H单元开始执行程序复位进入系统正常初始化外系统处死循环状态时正常工作复位键重新启动设计采键电复位图34示：
图34 复位电路
323 强制转换电路
强制转换电路特殊车辆者紧急情况需边马通行情况相应键该方会直保持绿灯紧急情况解时需复位键进入正常模式
图35示正常模式P30P31脚高电南北键时P31脚会检测低电通程序控制南北绿灯常亮东西保持红灯亮反东西键时P30脚会检测低电时东西绿灯常亮南北保持红灯亮
图35 强制转换电路
324 车流量检测电路
图36示东西检测键接单片机P34脚南北接P35脚初始状态两引脚高电车辆通时键压闭合应引脚变低电计数器接收该信号动加1计数120秒周期达120秒时计数器动置零重新计数通计数器数进行运算分配南北东西绿灯时间
图36 车流量检测电路
325 数码显示电路
图37示两74HC573锁存器U2位选锁存器U3段选锁存器锁存引脚高电时直通状态低电时锁存状态锁定数变化直解锁定通定延时实现数码动态显示延时时间短肉眼法分辨静态
图37 数码显示电路
326 红绿灯显示电路
图38示发光二极正极接正5V电压通控制负 极电决定否点亮例P00脚低电时南北方 红灯点亮P00高电时南北方红灯熄灭
图38 红绿灯显示电路
特需注意P0口部漏极开路型做IO口时需加拉电阻否电流足驱动发光二极图39示：
图39 P0口接拉电阻
第四章 软件设计
41 程序体设计
设计采keil软件进行软件设计编译生成hex文件供proteus进行软件仿真硬件载单片机仿真软件系统模块组成：程序初始化程序延时函数定时函数交通灯函数数码动态显示函数东西南北强制转换函数等进行序组合系统正常工作程序流程图图41示：
开始
初始化
设定初值
P30P31电检测
东西红灯
P30低电
P31低电
南北绿灯
东西绿灯
南北黄灯5秒
南北车流量
东西车流量
南北红灯
东西绿灯
南北红灯
南北绿灯
东西红灯
东西黄灯5秒
图41 程序流程总图
42 模块化程序设计
421 程序
C语言中必须函数mainmain函数开始执行main函数结束
void main(void)
{
init() 初始化函数
k11
k21
for()
{
light()
led()
changewe()
changesn()
}
}
首先调初始化函数然强制转换钮置高电进入for循环死循环循环中调子程序交通灯函数数码显示函数东西南北强制转换函数
422 初始化函数
初始化函数计数器定时器模式工作方式进行选择赋初值启动计数器定时器需计数器T0T1定时器T2赋初值计数器0开始计数计数器初值赋值0工作方式1计数65536次定时器T2工作16位动重装模式晶振频率12MHz计数周期T1212MHz1us计时655ms会溢出采50ms计时初值X6553650000RCAP2H (6553650000)256RCAP2L (6553650000)256
void init(void)
{
T2CON0x01 16位动重装
TMOD 0x55 计数器T0T1工作方式1
TH00 计数初值清0
TL00 计数初值清0
ET01 T0中断溢出
EA 1 开启总中断
IT01
TR01 计数器0启动
TH10 计数初值清0
TL10 计数初值清0
ET11 T1中断溢出
IT11
TR11 计数器1启动
RCAP2H (6553650000)256晶振12M 60ms 16bit 动重载
RCAP2L (6553650000)256
ET21 开定时器中断
TR21 开定时器开关
}
423 定时函数
定时函数通定时器T2进行定时两定时1秒定时秒数码显示时间进行减1操作外120秒定时设计120秒周期通计数器T1T0分南北东西车流量进行计数然数进行运算求出两方绿灯时间计数器清零重新开始计数
424 毫秒延时函数
void delay(uchar t)
{
uchar i
for(tt>0t)
{
for(i120i>0i)
}
}
单片机晶振12M时通keil仿真该延时函数接1ms（0986us）时间函数中方需延时函数数码动态显示键消抖需短暂延时
425 交通灯函数
void light()
{
P0c[k]
}
交通灯12发光二极组成正极接正5V电压通P0口控制发光二极负极高低电点亮者熄灭发光二极该函数中通时间数组c[4]{0x330x350x1E0x2E}某元素赋值P0口控制交通灯
426 数码显示函数
void led()
{
P2b[0] 南北位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[1] 南北十位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北十位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[2] 东西位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[3] 东西十位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西十位数码段选
L11
L10
delay(20)
}
通锁存器74HC573动态显示四位数码延时时间极短眼分辨起静态实际数码停动态扫描样做节省IO口
427 强制转换函数
强制转换函数停扫描键电相应方键低电时会该方绿灯点亮外方红灯点亮该函数中注意键消抖设计中采软件消抖检测低电时进行短延时然键否低电果确定键然执行面程序
第五章 仿真测试
51 软件仿真
设计通Proteus进行软件仿真系统电路图绘制完成单片机Keil软件编译生成hex输出文件载入进行仿真仿真结果：
图51 Proteus仿真（南北绿灯东西红灯）
图52 Proteus仿真（南北黄灯东西红灯）
图53 Proteus仿真（南北红灯东西绿灯）
图54 Proteus仿真（南北红灯东西黄灯）
图55 Proteus仿真（南北东西强制转换电路）
52 硬件仿真
根电路图万板做成成品程序载单片机进行硬件仿真仿真结果图：
图56 硬件仿真（南北绿灯东西红灯）
图57 硬件仿真（南北黄灯东西红灯）
图58 硬件仿真（南北红灯东西绿灯）
图59 硬件仿真（南北红灯东西黄灯）
图510 硬件仿真（南北强制通行）
图511 硬件仿真（东西强制通行）
53 功测试
设计包括功进行测试均测试通车流量检测电路正常工作计数正确计数总数少20时进入闲时模式方15秒绿灯5秒黄灯总40秒周期三周期构成周期120秒周期计数器总数20动进入正常模式强制转换单通行时会动恢复正常模式复位键恢复正常
第六章 总结
月努力查种书记资料通网络搜索认真学单片机基础相关知识前学知识进行巩固圆满完成毕业设计
首先交通信号灯功进行构思通方案较车流量检测方案选择终选择红外检测原红外检测灵敏度高操作方便寿命长维护方便成低次元器件选择设计中需两计数器定时器89C51两定时器计数器法满足需选择STC89C52具三定时器计数器数码驱动选择74HC573锁存器编程简单选择完成电路图绘制然进行软件编程编译生成hex文件通proteus软件进行软件仿真仿真中断修改源程序直程序仿真满足目标电路图万板电烙铁进行焊接连接电路硬件电路连接程序载单片机连接电源线进行硬件仿真
整程中遇种问题通反复检查修改问题逐渐减少完全达初目标软硬件正常仿真运行通次设计学会学四年学知识进行整合运实践中知识理解更透彻
参考文献
[1]方俊锋嵌入式8位MCU核设计研究[D]陕西：西安电子科技学2003
[2]孙玉芳基单片机智交通灯控制系统研究[D]哈尔滨：哈尔滨工程学2009
[3]周蔚吾道路交通信号灯控制设置技术手册[M]北京：知识产权出版社2009
[4]迈尔斯（英）智交通系统手册[M]北京民交通出版社2007
[5]邹力物联网智交通[M]北京电子工业出版社2012
[6]余锡存曹国华单片机原理接口技术[M]陕西西安电子科技学出版社2000
[7]李学海标准80C51单片机基础教程[M]北京：北京航空航天学出版社2006
[8]雷丽文 微机原理接口技术[M]北京：电子工业出版社1997
[9]张靖武周灵彬单片机原理应PROTEUS仿真[M]北京：电子工业出版社2008
[10]张毅刚彭喜元单片机原理应设计[M]北京：电子工业出版社2008
致 谢
文完成际首先关心帮助指导指导老师XX老师表示衷心感谢致崇高敬意文开题完成XX老师意见帮助参考资料旁引导完成篇文XX老师严谨治学态度加丰富专业知识受益匪浅次佘老师表示衷心感谢
外感谢起生活四年室友感谢起努力日子文完成程中帮助包括资料收集图书阅文排版没帮助文完成利
衷心感谢百忙中抽出时间审阅文老师
附录： 源程序
#include
#define uchar unsigned char
sbit k1P3^0 东西强制通行键
sbit k2P3^1 南北强制通行键
sbit L2P3^7 位选锁存器端
sbit L1P3^6 段选锁存器端
uchar code a[10]{0x030x9f0x250x0d0x990x490x410x1f0x010x09}
uchar code b[4]{0x400x800x100x20} P1口低效
uchar code c[4]{0x330x350x1E0x2E} P0口 低电效
int SN55WE60SN_G55WE_G55 SN表示南北方 WE表示东西方
int n0p
uchar ik0count0count10count2num0
void delay(uchar t)
void light()
void led()
void changesn()
void changewe()
*******程序初始化**********
void init(void)
{
T2CON0x01 16位动重装
TMOD 0x55 计数器T0T1工作方式1
TH00 计数初值清0
TL00 计数初值清0
ET01 T0中断溢出
EA 1 开启总中断
IT01
TR01 计数器0启动
TH10 计数初值清0
TL10 计数初值清0
ET11 T1中断溢出
IT11
TR11 计数器1启动
RCAP2H (6553650000)256晶振12M 60ms 16bit 动重载
RCAP2L (6553650000)256
ET21 开定时器中断
TR21 开定时器开关
}
********定时函数*********
void timer(void) interrupt 5
{
TF20 TF2清0
count++
n++
if(count>20) 定时满1秒
{
if(n>2400) 定时满120秒
{
n0
count2256*TH0+TL0 东西车流量
count1256*TH1+TL1 南北车流量
pcount1+count2
TH00
TL00
TH10
TL10
if(p<20)
{
SN_G15
WE_G15
}
else
{
SN_G110*count1p
if(SN_G>20)
{
if(SN_G>90)
{
SN_G90
WE_G20
}
else
WE_G110SN_G
}
else
{
SN_G20
WE_G90
}
}
}
SN
WE
led()
count0
if(SN0||WE0)
{
k++
if(k>3) k3执行switch程序
k0
switch(k)
{
case 0 SNSN_GWESN_G+5break
case 1 SN5WE5break
case 2 SNWE_G+5WEWE_Gbreak
case 3 SN5WE5break
}
}
}
}
******延时T毫秒*********
void delay(uchar t)
{
uchar i
for(tt>0t)
{
for(i120i>0i)
}
}
*********交通灯函数*******
void light()
{
P0c[k]
}
*******数码时间显示********
void led()
{
P2b[0] 南北位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[1] 南北十位数码位选
L21
L20
P2a[SN10] 南北十位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[2] 东西位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西位数码段选
L11
L10
delay(20)
P2b[3] 东西十位数码位选
L21
L20
P2a[WE10] 东西十位数码段选
L11
L10
delay(20)
}
*******东西强制转换函数*******
void changewe()
{
if(k1)
{
delay(20) 键防抖延时
if(k1)
{
P00X1E
while(1)
{
for(i0i<3i++)
{
P2b[i]
L21
L20
P20X00 数码显示88
L11
L10
delay(20)
}
}
}
}
}
******南北强制转换函数*********
void changesn()
{
if(k2)
{
delay(20) 键防抖延时
if(k2)
{
P00X33
while(1)
{
for(i0i<3i++)
{
P2b[i]
L21
L20
P20X00 数码显示88
L11
L10
delay(20)
}
}
}
}
}
********函数********
void main(void)
{
init() 初始化函数
k11
k21
for()
{
light()
led()
changewe()
changesn()
}
}
led()
changewe()
changesn()
}
}
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