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1、目目 录录摘摘 要要 .3 3第一章第一章 概述概述 .3 31.11.1 交通灯的发展及现状交通灯的发展及现状.3 31 1. .2 2 单单片片机机说说明明 .4 4第二章第二章 智能交通灯的设计原理智能交通灯的设计原理 .6 62.12.1 智能交通灯的设计框图智能交通灯的设计框图 .6 62.22.2 智能交通灯的设计方案及改进措施智能交通灯的设计方案及改进措施.6 6第三章第三章 智能交通灯电路设计智能交通灯电路设计 .7 73.13.1 控制器的系统框图控制器的系统框图.7 73.23.2 智能交通灯控制系统电路图智能交通灯控制系统电路图.7 73.33.3 工作原理工作原理.8
2、8第四章第四章 智能交通灯软件系统设计智能交通灯软件系统设计 .14144.14.1 智能交通灯的软件设计流程图智能交通灯的软件设计流程图 .14144.24.2 程序源代码程序源代码 .1515第五章第五章 智能交通灯方案的仿真智能交通灯方案的仿真 .1515小结小结 .1818致谢词致谢词 .1818参考文献参考文献 .1818附附 录录 .1919附录附录 A A：智能交通灯控制程序：智能交通灯控制程序：.1919摘摘 要要本文介绍的是一个基于 PROTEUS 的智能交通灯控制系统的设计与仿真，系统根据交通十字路口双车道车流量的情况控制交通信号灯按特定的规律变化。本文首先对智能交通灯的研
3、究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析，指出了现状交通灯存在的缺点，并提出了改进方法。智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。本文还对 AT89S51 单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。最后利用 PROTEUS 软件，通过其平台对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。关关 键键 词词：PROTEUS、AT89S51 单片机、智能交通灯；第一章第一章 概述概述1.1 交通灯的发展及现状交通灯的发展及现状 中国车辆数量不断增加，交通管制的工作量越来越大，利用计算机代替人进行高效
4、交通管理是必然的发展趋势，而让计算机控制的交通灯拥有类似人类的感知智能，具有很强的现实意义，比如通过摄像机让交通灯控制系统获得视觉感知功能，就可以代替人类的眼睛，使系统根据所“看到”交通情况自适应改变管制策略，提高了交通管理的自动化水平，使得交通更高效、更顺畅。目前设计交通灯的方案有很多，有应用 CPLD 设计实现交通信号灯控制器方法;有应用 PLC 实现对交通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。目前，国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过
5、程中出现的情况，还存在以下缺点：1两车道的车辆轮流放行时间相同且固定， 在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。2没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。1. 2 单单片片机机说说明明按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。 AT89C51 单片机是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，具有丰富的内部资源： 4kB 闪存、128BRAM、32 根 I/O 口线、2 个 16 位定时
6、/计数器、5 个向量两级中断结构、2 个全双工的串行口，具有 4.255.50V 的电压工作范围和 024MHz 工作频率，使用 AT89C51 单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机 。1. 2.1 AT89C51 单片机硬件结构单片机硬件结构AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的单片机芯片，它采用静态 CMOS 工艺制造 8 位微处理
7、器，最高工作频率位 24MHZ。AT89C5 外形及引脚排列如图 1 所示： 图 11.2.2 管管脚脚说说明明 R RS ST T：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。 P P0 0 口口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P P1 1 口口：P1 口是一个内部提供上
8、拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P P2 2 口口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取
9、时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P P3 3 口口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 A AL LE E/ /P PR RO OG G：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLA
10、SH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效。 P PS SE EN N：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN 信号将不出现。 E EA A/ /V VP PP P：当 EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH），不管是否有内部程
