基于AT89C51的十字路口交通灯的设计(5)

基于AT89C51的十字路口交通灯的设计

上述的4种交通规则是通过控制红绿灯端口送控制码的方式来实现。其原理是根据不同规则通行时各路口的红绿灯亮灭情况转换为单片机端口的控制码。指示灯功能通过T0定时中断服务程序实现。定时器T0定时溢出的中断周期设为50ms,中断累计20次时对120s倒计时单元进行减1操作。本设计中将4种通行规则分成几种不同的亮灯方式，通过查询秒倒计时单元的数据，以实现在不同的时间段给控制端口送不同的控制数据码。控制码分为120s～110s、110s～70s、70s～60s、60s～10s、10s～0s这5个时间段。交通灯管理定时功能程序流程图如图4-2所示。

T0中断程序 现场保护 NYMOV SN,#66H MOV EW,#55H MOV SN,#6AH MOV EW,#59H 关中断T0 T0初值重装 TIME<110 ? N NTIME<70 ? TIME<60 ? MOV SN,#6AH MOV EW,#59H MOV SN,#99H MOV EW,#59H MOV SN,#99H MOV EW,#59H TIME<10 ? N N TIME=0 ? 东西或南北标志位取反 中断返回

图4-2 T0定时中断服务程序流程图

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4.1.3车辆检测中断服务程序

车辆检测电路主要是测量由于红灯而导致的滞留车队的长度，因此在红灯结束时读入的车队长度才是真正的滞留车队长度。本文选取红灯还剩2s时读入路况信息。车辆检测中断流程图如图4-3所示。

中断响应 南北方向红灯还剩2s时读入该方向的路况 现场保护 东西方向红灯还剩2s时读入该方向的路况 东西方向车数量=南北方向车数量？ 关外中断 Y开启定时器 相应方向通行时间增加 N关定时器，开外中断 中断返回

图4-3 车辆检测中断流程图

4.2 存储器及I/O口接口地址

本设计中，单片机的程序起始地址为0000H，定时器T0中断程序入口地址为000BH定时器T1的中断程序入口地址为001BH，命令/状态寄存器地址为0080H，P1口地址为0090H，P2口地址为00A0H。

4.3 LED显示电路有关编程

LED显示电路中最重要的是十六进制数字形代码表，如表4-2所示：

表4-2 十六进制数字形代码表 字型 共阳极代码 共阴极代码 字型 共阳极代码 共阴极代码 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F BEH 71H 7 F8H 07H 灭 FFH 00H 8 80H 7FH 17

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5交通灯控制系统的调试

5.1 调试方法

以电子线路为基础的各种电子产品在安装完成后一般都要进行调试，才能正常地进行工作。在调试过程中常常会出现各种电路故障，经过检测、排查，才能准确地排除故障。调试主要是包括调整和测试两个部分。

调整主要是对电路参数的调整。一般是对电路中可调元器件，例如电容、电感等部分进行调整，使电路功能达到预期的效果。测试主要是对电路的各项技术指标和功能进行测试和检查，并与设计要求的性能指标相比较，以确定电路是否能实现预期的功能。

调试和调测试是相互依赖、互相补充的，统称为调试。由于在实际工作中，二者是一项工作的两个方面。经测试、调整、再测试、再调整，直到实现电路要求的设计指标为止。能够采用适当的方法查找、判断和确定故障的具体部位及其原因，是故障检测的关键。

在应用中，我们检测电子线路故障经常采用观察法。观察法又分为静态观察法和动态观察法。所谓静态观察法就是在电子线路通电前通过目视检查找出某些故障。主要检查焊点是否虚焊、导线接头是否接好、接插件是否松脱、管脚是否插错方向或折弯等。当静态观察没有发现异常时，可进一步采用动态观察法。

动态观察法又称通电观察法，即给电路通电后，通过观察电路内有无打火，冒烟现象，或是闻到电路内有无烧焦、烧糊的异味；手触摸一些器件有无发烫。发现异常立刻断开电源。由通电观察，可以确定故障原因，但大部分情况下并不能确认故障的确切位置。例如集成电路的发热，可能是周边电路故障导致的，也可能是供电电压有问题，或负载过重等问题。因此配合其他检测方法，分析判断，可更准确找出故障所在。

5.2调试及性能分析

5.2.1红绿灯控制程序

不通过定时器T0，直接可按照表7.1算好的数据吗送出控制灯，再观察其逻辑状态是否符合要求。可以反复多次进行调试，直到逻辑关系正确，但要注意，东西方向、南北方向的指示灯要同时调试。 5.2.2车辆检测电路的调试

可在将示波器输入端端接在交通控制灯的车辆检测模块的输出引脚上，给CCD一个一定距离里的车队信号，可检测车队长度是否能被检测。如果该引脚输出为低电平，则说明可以检测车队长度，调整绿灯时间，电路正常。

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6 测量结果

本系统是以AT89C51单片机为核心，设计的交通灯控制系统可用于十字路口的行车及行人的交通管理，采用3位7段LED数码管，直观地显示红绿灯的开放和关闭时间；设计中的两种倒计时：120s倒计时适用于车流量较大的城市，60s倒计时适用于车流量较小的中小型城市。本设计功能完整，不仅有普通的交通灯指示功能，还新增了特种车辆自动放行、车流量检测和盲人语音提示的功能。该系统的控制功能与效果同真实道口管理红绿灯是完全一致的。

7 结束语

随着经济的飞速发展，交通灯控制在交通运输领域发挥着越来越重要的作用。本文主要论述了基于AT89C51单片机的智能交通灯控制系统，虽然智能交通灯控制系统已经取得不少成就，且道路相对好的地方，传统的固定时间的交通灯控制还是有一定的作用。但随着城市化日益完善，车的数量也在快速的增加。此时，可以根据现实的交通状况实时改变通行时间的智能交通将可起到疏导交通，提高运输效率，改善城市交通环境，推动城市化日益完善。本文完成过程中，要做的工作有：

（1）确定交通控制系统的通行方案，规定各个方向行车的通行时间及分配。 （2）以ATMEL公司的AT89C51单片机为系统硬件的设计核心，输入量有：车流量、定时中断；输出量控制交通灯信号灯亮灭状态、时间、LED倒计时显示。

（3）车流量检测采用模糊控制的方法，通过对数学模型进行清晰化、具体化，经单机控制器的相关算法与处理确定红绿灯的亮灭时间。

（4）运用汇编语言对系统进行软件编程，为了便于编写、调试、修改和增减，系统软件的编写采用模块化的设计方法。

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