周艷麗 李亞兵

摘? 要：以前的交通燈控制系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的中國(guó)，基本能夠滿足中國(guó)的道路交通，但隨著中國(guó)都市規(guī)模逐漸不斷的拓展，以前的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)滿足不了道路的持續(xù)發(fā)展，缺點(diǎn)集中體現(xiàn)在：交通信號(hào)燈的時(shí)間基本不能改變，也不能根據(jù)道路上車(chē)輛的多少而自動(dòng)去改變紅綠燈的時(shí)間。為了消除上述的不足之處，我選擇AT89C52作為控制核心，設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈的外圍電路組成基本電路來(lái)實(shí)現(xiàn)交通控制功能。首先在Keil中編寫(xiě)系統(tǒng)程序語(yǔ)言，并運(yùn)用Proteus對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行模擬仿真。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);交通燈;Proteus;LED

1 引言

本課題研究的意義，是為了在解決掉城鎮(zhèn)道路乃至鄉(xiāng)村道路因交通工具的迅速增長(zhǎng)而造成道路擁堵的問(wèn)題，由于城市道路建設(shè)速度的緩慢和交通工具的迅速增長(zhǎng)，而造成道路的供不應(yīng)求，為了使這些的車(chē)輛在安全有效的條件下通過(guò)緊缺的道路資源，這時(shí)交通燈控制系統(tǒng)的出現(xiàn)可以防止車(chē)輛因無(wú)序而引起道路堵塞乃至道路癱瘓，此外，對(duì)于能夠根據(jù)城市每條道路車(chē)輛的擁擠程度進(jìn)行合理調(diào)整或能夠?qū)④?chē)輛轉(zhuǎn)移到其他線路的分流也顯得尤為重要。

2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)是用來(lái)控制城市道路各個(gè)方向行駛的車(chē)輛，使這些車(chē)輛有序的行駛，避免造成道路擁堵。本設(shè)計(jì)采用了STC89C52RC為該系統(tǒng)的核心部件，并通過(guò)在Proteus軟件中模擬實(shí)際生活中各個(gè)路口信號(hào)燈的亮滅來(lái)限制道路上各種類(lèi)型車(chē)輛的行駛時(shí)間，此外，該方案可以通過(guò)本系統(tǒng)中的一個(gè)復(fù)位電路將程序恢復(fù)到初始狀態(tài)?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1所示：

3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1復(fù)位電路

復(fù)位電路如圖2所示，本系統(tǒng)的復(fù)位電路指的是AT89C52的中央處理器處在起始狀態(tài)，并開(kāi)始從該狀態(tài)進(jìn)行工作，AT89C52在工作過(guò)程中難免會(huì)由于使用不當(dāng)而導(dǎo)致操作錯(cuò)誤或因?yàn)槌绦虺鲥e(cuò)而導(dǎo)致系統(tǒng)處于崩潰狀態(tài)，此時(shí)可以通過(guò)系統(tǒng)的復(fù)位電路進(jìn)行重新啟動(dòng)。由于該AT89C52的ALE和/PSEN輸出的是高電平，當(dāng)RST引腳的高電平到達(dá)時(shí)，AT89C52開(kāi)始進(jìn)行復(fù)位。當(dāng)使用手動(dòng)按鈕而出現(xiàn)高電平復(fù)位被稱為人工復(fù)位。本系統(tǒng)包括上電復(fù)位和人工復(fù)位，是現(xiàn)實(shí)生活中是最常見(jiàn)和應(yīng)用最為廣泛的復(fù)位電路之一。

復(fù)位電路由電源、按鈕、電容和兩個(gè)電阻構(gòu)成，其中電源的作用是提供電源，按鈕的作用是通過(guò)人工進(jìn)行復(fù)位，稱為人工復(fù)位，電容一般具有隔直通交的功能，而該復(fù)位電路中的電容具有通直的功能。當(dāng)啟動(dòng)按鈕的一剎那，復(fù)位電路中的VCC通過(guò) C3將電壓加到AT89C52的RST引腳上，使其進(jìn)行高電平復(fù)位，當(dāng)C3充滿電后可以將其視為斷開(kāi)狀態(tài)，從電路原理圖中可以看出 AT89C52的RST引腳經(jīng)過(guò)R2到地，為低電平，當(dāng)啟動(dòng)復(fù)位電路中的按鈕后，VCC經(jīng)過(guò)R1和R2進(jìn)行分壓過(guò)后將電壓加到AT89C52的RST引腳上，使其開(kāi)始進(jìn)行高電平復(fù)位，當(dāng)松開(kāi)按鈕后此時(shí)AT89C52的RST引腳經(jīng)過(guò)復(fù)位電路中的電阻R2接地為低電平。

3.2晶振電路

晶振電路是由電容C1以及電容C2電容、一個(gè)晶振和大地所組成，元器件之間的連接方式參見(jiàn)圖2，晶振電路的工作原理是保持外部的振蕩頻率與AT89C52的內(nèi)部振蕩頻率一樣，以保證電路中的振蕩頻率始終不變，晶振電路中晶振的作用是提供一個(gè)振蕩頻率，而兩個(gè)諧振電容的作用是濾除干擾。

3.3顯示電路

本系統(tǒng)采用7SEG-MPX2-CC型號(hào)的數(shù)碼管，數(shù)碼管的工作原理：本系統(tǒng)選取的數(shù)碼管為共陰極數(shù)碼管，此數(shù)碼管具有A、B、C、D、E、F、G七個(gè)端口，當(dāng)對(duì)數(shù)碼管的每一位管腳進(jìn)行賦值時(shí)，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)其置位的管腳，則對(duì)應(yīng)的燈亮，對(duì)其進(jìn)行復(fù)位的管腳則對(duì)應(yīng)的燈滅，通過(guò)這種操作來(lái)顯示數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的數(shù)字，顯示電路如圖2所示。

3.4 LED電路

如圖2所示，LED電路部分，每一個(gè)路口的每一條車(chē)道上都裝有紅綠黃三色交通燈，當(dāng)某一方向車(chē)道上紅燈亮?xí)r，則表示這個(gè)方向的車(chē)輛要停車(chē)，不允許繼續(xù)向前行駛，此時(shí)另一個(gè)相對(duì)方向車(chē)道的交通燈的綠燈就會(huì)亮起，循環(huán)往復(fù)。LED電路的工作原理：本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的LED電路由12個(gè)發(fā)光二極管組成，東西方向的發(fā)光二極管為一對(duì)，南北方向的發(fā)光二極管為一對(duì)，每一對(duì)各有紅、黃、藍(lán)發(fā)光二極管，以發(fā)光二極管代表紅綠燈，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的LED電路采用了共陽(yáng)極接法，如果與發(fā)光二極管相連另一端為低電平的情況時(shí)，此時(shí)該發(fā)光二極管將被點(diǎn)亮。

3.5報(bào)警電路

如圖2所示，報(bào)警電路部分，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的報(bào)警電路是由兩個(gè)按鈕組成，當(dāng)城市路口發(fā)生特殊情況急需特殊車(chē)輛通行時(shí)，而路口的交通燈是紅燈，不允許車(chē)輛通過(guò)，我們可以按下P2按鈕，讓路口的交通燈所處的狀態(tài)發(fā)生改變，已使得情況緊急的車(chē)輛能夠快速的通過(guò)路口，避免發(fā)生意外。

3.6系統(tǒng)整體電路

系統(tǒng)的整體電路由復(fù)位電路、晶振電路、數(shù)碼管顯示電路、LED電路和報(bào)警電路五部分組成，具體電路圖如圖2所示。

總結(jié)

論文根據(jù)當(dāng)前交通燈實(shí)際控制需求，分析了課題的研究意義，然后設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制方案。以此為基礎(chǔ)，完成了各個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)。本論文只完成了硬件部分的設(shè)計(jì)，由于各種原因沒(méi)有對(duì)軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，上存在一些問(wèn)題。

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