智能交通信号灯系统仿真毕业论文

1、智能交通信号灯系统仿真目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1绪论11智能交通灯的历史背景21.1智能交通灯的国内外开展状况 21.国内研究现状 21.1.2国外研究现状31.2本课题的研究目的和意义41.3本文的主要工作52 PLC相关知识52.1 PLC的概述以及特点5 PLC的特点 52.2 PLC的结构原理 5 PLC的分类 5 PLC的结构 52.2.3 PLC的工作原理 62.3 PLC的汇编语言及根本指令 6 PLC的汇编语言 6 PLC的根本指令 73 Proteus简介103.1 Proteus综述103.2 ISIS设计 113.3 Proteus ISI

2、S原理图设计143.4 Proteus 软件EDA 技术的优点 163 实验资源丰富 17 实验周期少17 硬件投入少 17 实验过程损耗小183.5 Proteus 与Kei 的联调184. 本文设计的交通灯工作原理 195. 总结206. 致谢20附录A 源程序代码及注释21 智能交通信号灯系统仿真 摘要：交通灯是城市交通监管系统的重要组成局部，对于保证机动车辆的平安运行，维持城市道路的顺畅起到了重要的作用。随着车辆的日益增多，交通问题将日趋严重。可通过多修建道路或 车辆的方法来解决，但道路的增加是有限的，而限制撤了会使汽车及其相关产业受到压制。目前，兴旺国家的交通主要是向智能化交通方向开

3、展。交通灯是管理城市交通的重要工具，交通灯对道路交通流的影响近年来引起广阔学者的广泛注意。目前绝大局部交通灯其时间都是设定好的，不管是车流顶峰还是低谷，红绿灯的时间都固定不变，还有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来都不是很灵活，这使得城市车流的调节不能到达最优。本论文在PLC的根底上，结合实际，采用模糊逻辑的测试方法，对整个道路的交通现状进行简单的统计。设计中采用AT89C52单片机对整个系统进行简单的控制，用汇编语言进行程序控制的编订，采用单片机仿真软件Proteus进行仿真模拟。经过模拟仿真得出整个系统的都可以实现预定的功能，具有一定的实用性。关键词：智能交通灯；Pro

4、teus；PLCIntelligent traffic light system simulation Abstract：The traffic light is urban traffic supervision system important constituent, to guarantee safe operation of motor vehicles, maintain the urban road smooth played an important role. With the increasing of vehicles, the traffic problem will

5、become more and more serious. But through many roads or vehicles solution to the increase, but the road is limited, and the limit retreated can make cars and related industry suppressed. At present, the traffic is mainly developed countries to intelligent traffic direction. The traffic light is the

6、important tool of urban traffic management, traffic lights on road traffic flow caused by the influence of the majority of scholars in recent years attention. Currently most of the traffic lights its time are set good, whether it is the lowlands, traffic light traffic peak time fixed, and some traff

7、ic lights can according to simple period of time to adjust divided, but not very flexible control together, which makes the city traffic regulation cannot achieve optimal. This paper on the basis of the PLC, combined with the actual, the fuzzy logic test method, for the whole road traffic situation

8、in the simple statistics. By AT89C52 single chip computer in the design to the whole system simple control, in assembler language program control development, Proteus one-chip computer simulation software simulation. Through simulation of the whole system can be obtained for achieving function, has

9、practical value.Key words: Intelligent traffic lights; Proteus; PLC绪论 交通信号灯是交通信号中的重要组成局部，是道路交通的根本语音。交通信号灯由红灯表示禁止通行、绿灯表示允许通行、黄灯表示警示组成。道路交通信号灯是交通平安产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用率，改变交通状况的一种重要工具，适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人平安有序地通行。城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以到达改善人和货物的平安运输，提高运营效率。交通系统时一个具有随机性、模糊性和不确

10、定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的自适应信号控制，它需要数学建模，且不考虑交通延误、停车次数等。所以经典控制法很难得到满意的效果。而智能控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，到达很好的控制效果。当今世界各国的大城市无不存在着交通拥挤的问题。目前，我国汽车数量约占世界的2%，交通事故死亡人数却占到15%左右。交通平安问题成为严重制约和谐社会建设的重要因素。道路交通系统的运行也正面临着极大挑战，道路交通平安形势极其严峻。然而有限的土地和经济制约使得道路建设不可能到达相对满意的里程数，所以要求在不断扩张道路

11、规模的同时，提高交通路网的通行能力。这就需要综合运用现代信息与通讯技术等手段来提高交通运输效率。智能交通系统ITSIntelligent Transportation Dystem-ITS便是指在对上述问题提出一些根本性解决方案。 1智能交通灯的国内外开展现状及研究意义11 智能交通的国内外开展状况 111 国内的研究现状 随着公路交通运输的开展，交通拥挤、道路阻塞和交通事故频繁发生等问题越来越严重地困扰着世界各大城市。在我国，长期以来城市人均道路面积一直处于低水平状态，近十年有了较快开展，人均面积由2.8平方米上升到6.6平方米。尽管其增长幅度较快，仍赶不上城市交通流量年均20%的增长速度。

12、目前全国32个百万人口以上的大城市中，有27个城市的人均道路面积低于全国平均水平，另外，最近几年也是大城市机动车增长速度最快的年份，轿车、客车、面包车以及摩托车的增幅年均在15%以上。相对于交通运输工具的飞速开展，我国交通配套设施建设明显滞后，道路平安网络、道路标识、交通指挥中心仍然缺乏。单独从车辆方面或道路方面考虑，均很难有效地解决交通问题。通过采用信息通信技术、电子技术以及其他科学技术把它们联系起来，并实现只能化的ITS才能解决根本问题，交通信息化需要融合科技力量才能使目前的交通问题得到改善。我国城市交通信息化目前还处于起步阶段，无论是交通管理中心、信息效劳中心的平台建设，还是交通工具的导

13、航系统配备都不完善，只能交通系统中的各部门、各个环节直接的衔接、配合还存在问题。这些因素严重制约着我国城市交通信息化的开展。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。概况起来，目前我们城市交通主要呈现出以下特点和问题：城市规模逐步扩大，运输压力沉重；机动车增长加快，道路容量缺乏；路网不合理，交通管理水平低下；公共交通萎缩，出行结构不合理。我国的ITS研究和实施起步较晚，90年代中期以来，在交通部的组织下，我国交通运输界得科学家和工程技术人员开始跟踪ITS技术，并取得很大的进步。我国政府在继续加快根底建设的同时，已提出将智能交通作为我国未来交通运输领域开展的重要方向和优先领域

14、予以重点支持。1998年1月交通部批准成立了国家智能交通系统工程研究中心，依托单位为交通部公路科学研究所。在交通部的组织下，该中心承当了局部重点工程的研究“智能交通系统开展战略研究。通过该工程的研究，提出我国智能交通系统开展的整体框架，为交通运输界提供指导性意见。在“十五期间，由科学技术部牵头，国家智能交通系统工程技术研究中心承当、全国20余所高校和研究所参与的国家重大公关工程“ITS体系框架和“ITS标准体系及关键标准制定已经通过国家鉴定。112 国外的研究现状 从国际上智能交通系统的开展历史来看，各国普遍认为起步于60-70年代的交通管理计算机化就是智能交通系统的萌芽。随着社会的开展和技术

15、的进步，交通管理和交通工程桌布开展成智能交通系统，但是智能交通系统与原来意义上的交通管理和交通工程有着本质的区别，智能交通系统强调的是系统性、信息的交互性以及效劳的广泛性，其核心技术是交通流理论、信息技术、通信技术、智能控制技术和系统工程等。 智能交通系统目前在欧美等兴旺国家正得到广泛应用。据测，应用智能交通系统后，可有效提高 运输效益，使交通拥挤降低20%。延误损失减少10-25%。车祸降低50-80%，油料消耗减少30%。美国ITS开展状况：美国是应用ITS较为成功的国家之一。1995年3月，美国交通部出版了“国家智能交通系统工程规划，明确规定了智能交通灯的7大领域和29个用户效劳功能，并

16、确定了到2005年的年度开发方案。7大领域包括：出行和交通管理系统，出行需求管理系统，公共交通运营系统，商用车辆运营系统，电子收费系统，应急管理系统，先进的车辆控制和平安系统。据报道，目前ITS在美国的应用已达80%以上。而且相关的产品也较先进。美国ITS应用在车辆平安系统占51%，电子收费占37%，公路及车辆管理系统占28%，导航定位系统占20%，商业车辆管理系统占14%方面开展较快。美国联邦政府1990-1997年用于ITS研究开发的年度预算总计为12.935亿美元，20年开展规划投资预算约为400亿美元。美国政府要求将ITS的开展与建设纳入各级政府的根本投资方案之中，大局部资金由联邦、州

17、和各级地方政府提供，也注重调动私营企业的投资积极性。日本ITS开展状况：日本早在1973年就开始了对智能交通系统的研究。日本ITS规划体系包括：先进的导航系统，平安辅助系统，交通管理最优化系统，道路交通管理高效化系统，公交支援系统，车辆运营管理系统，行人诱导系统和紧急车辆支援系统。日本的ITS主要应用在交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理以及紧急车辆优先等方面，目前在日本已有超过1800万人的汽车导航系统用户。日本政府1996-1997年用于ITS研究开发的预算为161亿日元，用于ITS实用化和根底设施建设的预算为1285亿日元。1996年，“推进ITS总体设想推出了一个投资预算7.

18、8兆日元的20年规划。日本走政府与民间企业相互合作的道路，如车辆信息通讯系统VICS的运作方式极大地调动了企业的积极性，加速了日本ITS的开发与应用。欧洲ITS开展状况：欧洲在ITS应用方面的进展介于日本和美国之间。目前正在进行Telematic的全面开发，方案在全欧洲建立专门的交通以道路交通为主无线数据通信网，并正在开发先进的出行信息效劳系统ATIS，车辆控制系统AVCS，商业车辆运行系统ACVO，电子收费系统等。在20世纪80年代中期，欧洲10多个国家投资50多亿美元，旨在完善道路设施，提高效劳水平。欧盟从1984年到1998年仅用于ITS共同研究开发工程的预算就达280亿欧洲货币单位。其

19、他国家ITS开展状况：韩国ITS示范工程选在光州市，预计耗资100亿韩元，选取了交通感诮信号系统，公共车乘客信息系统，动态线路引导系统，自动化，及时播报系统，电子收费系统，停车预报系统，动态测重系统，ITS中心等9项内容；马来西亚ITS建设集中在多媒体超级走廊，从位于吉隆坡88层的国油双峰塔开始，南伸至雪邦新国际机场，达750平方公里。目标是利用兆位光纤网络，把多媒体资讯城，国际机场，新联邦首都等大型根底设施联系起来；新加坡ITS建设集中在先进的城市交通管理系统方面，该系统除了具有传统功能，如信号控制，交通检测，交通诱导外，还包括用电子计费卡控制车流量。在顶峰时段和拥挤路段还可以自动提高通行费

20、，尽可能合理地控制道路的使用效率。 通过设计一个交通信号灯控制系统，从而锻炼自己的动手能力，深入了解一下交通灯的工作原理。综合应用微机原理等课程方面的知识，熟练掌握仿真系统的使用方法，到达提高综合应用相关知识的能力，掌握系统全部设计过程的目的。通过课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力，提高我们的逻辑抽象能力。随着社会的开展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。人多、车多道路少的道路交通状况已经很明显了。车辆的增加反映出了国家的整体进步，但是也给人民带来了其他的一些负面的影响。我国是13亿多人口的大国，到2006年，全国的机动车保有量超

21、过了8000万，而全国公路通车总里程只有14.8万公里。静态比例为：人均车辆越0.5辆，而人均道路只有0.00011公里；每辆车均道路占有量约为0.002公里；且其中90%的道路属于机动车与非机动车和行人混杂。今后几年机动车辆数字还在急剧增加，道路超负荷承载，致使交通事故逐年增加。因此我们需要开发新型的交通控制系统。13本文的主要工作本文主要的任务就是介绍PLC，Proteus的相关知识，重点介绍了，本课题设计的软件及其仿真的过程。对于设计中出现的许多问题进行了自己的思考分析，还有一些自己做这个设计的一些心得，对于整个毕业设计的总体思考，使自己的这次毕业设计对于自己的意义更加的深刻。2. PL

22、C相关知识21 PLC的概述以及其特点可编程控制器Programmable Controller是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的开展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了防止与个人计算机Personal Computer的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。211 PLC的特点1.可靠性高，抗干扰能力强；2.通用性高，使用方便；3.程序设计简单，易学，易懂；

23、4.采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；5. 系统设计周期短；6. 安装简便，调试方便，维护工作量小；7.对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产。22 PLC的分类以及结构原理2.21 PLC 的分类 1按PLC的结构形式分类：1整体式；2模块式；2. 按PLC的I/O点数分类：1小型256点以下；2中型256点以上，2048点以下；3大型2048点以上；3.按PLC功能分类：抵挡类，中档型，高档型；PLC的结构 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构根本上与微型计算机从结构上分，PLC分为固定式和组合式模块式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，

24、这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规那么组合配置。PLC的根本结构框图如下：图1 PLC的根本结构图 PLC的工作原理 输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断状态，并将读入的信息存入内存，接着进入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读入信息。程序执行阶段：PLC对用户程序扫描。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱动功率放大器，电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部负载。3. Proteus简介31 Prote

25、us 综述 Proteus 软件是由英国Lab Center Electronics 公司开发的EDA 工具软件。Proteus软件已有近20 年的历史，在全球已得到广泛使用。Proteus 软件集成了高级原理布图、混合模式SPICE 电路仿真、PCB 设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。如下图，Proteus 是一个完整的嵌入式系统软、硬件平台：ISIS 为功能强大的原理布线工具；ARES PCB 设计为一个完整的PCB 设计系统。 图3系统特性：1 ISIS 原理布图：一个易用而又功能强大的工具；2 PROSPICE 混合模型SPICE 仿真：可以升级到独特的虚拟系统模型技术的工

26、业标准SPICE3F5f 仿真器； 3 ARES PCB 设计：具有32 位数据库、元件自动布置、撤消和重试的自动布线功能的超强性能的PCB 设计系统； 4标准图形用户界面；5保证所有的重要模块的操作性能和兼容性；6 支持Windows 98/Me/2000/XP； 7产品完全可以信赖：超过15 年的连续不断的开发；此系统的成型得益于多年来的持续开发，世界著名的电子杂志?电在世界EWW?在关于PCB 设计系统的文章中将Proteus 软件评为最好的产品。Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真软件，ARES是一款高级的布线编辑软件。 ISIS是一

27、个操作简便而功能强大的原理绘图工具。Proteus软件的虚拟系统模型使用了混合模式的SPICE电路仿真，动态器件和微控制器模型，实现了完整的基于微控制器设计的协同仿真。Proteus软件第一次真正使在物理原型出来之前对各类设计的开发和测试成为可能。 Proteus 软件支持许多通用的微控制器，如PCI、AVR、HC11 以及8051；包含强大的调试工具，具有对存放器和存储器，断点和单步模式IAR C-SPY、Keil、MALAB等开发工具的源程序进行调试的功能；能够观察代码在仿真硬件上的实时运行效果、对显示、按钮、键盘等外设的交互可视化进行仿真；具有6000 多种模拟和数字器件的模型库；具有单

28、步断点设置等调试功能；能够与常用的汇编器、编译器如IAR、Keil、Proton 等协同调试；有直流电流表/电压表、交流电压表/电流表、示波器逻辑分析仪、计数/按时/频率计虚拟终端、SPI 调试器等虚拟仪器，以仿真中的测量记录提供了方便；支持图形化的分析功能，具有频率特性、傅立叶、失真、噪声分析等多种绘图方式、可将仿真曲线精美地绘制出来。3.2 ISIS 设计 Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它的工作界面是一种标准的Windows界面，如下图，包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制

29、按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 图5Proteus VSM 中的整个电路分析是在ISIS 原理图设计模块下延续下来的，原理图中包含： 1直接布置在线路上的探针：电压探针Voltage probes，可在模拟仿真和数字仿真中使用。在模拟电路中记录真实的电压值，而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。电流探针Current probes，仅可在模拟电路中使用，并可显示电流方向。2电路鼓励：DC：直流电压源。Sine：幅值、频率、相位可控的正弦波发生器。Pulse：幅值、周期和上升/下降沿时间可控的模拟脉冲发生器。Exp：指数发生器。SFFM：单频率调频波信号发生器。Pwlin：任意分

30、段线形脉冲、信号发生器。File：File 信号发生器。数据来源于ASCII 文件。Audio：音频信号发生器。DState：稳态逻辑电平发生器。DEdge：单边沿信号发生器。DPulse：单周期数字脉冲发生器。DClock：数字时钟信号发生器。DPattern：模拟信号发生器。电路鼓励多用于模拟电路或数字逻辑电路中，它们作为触发源鼓励电路。由于本设计是对单片机以及其外围电路进行仿真，鼓励源是单片机的各I/O 口，设计中没有使用鼓励源。但可以把其中的各种信号发生器看成PLC 的电路输出或者时序信号发生器，应用于学生以后的设计中。3虚拟仪器：虚拟示波器Oscilloscope逻辑分析仪Logic

31、 Analyzer定时技数器Counter Timer虚拟终端Virtual TerminalSPI 调试器SPI DebuggerI2C 调试器I2C Debugger信号发生器Signal Generator模式发生器Pattern Generator电压表和电流表AC/DC voltmeters/ammeters虚拟仪器的设计使原理图的设计更加贴近现实，虽然电路中无法呈现出现实电路的干扰，但也最大程度上的帮助设计者了解电路关键节点的情况，而这也是保证设计的客观性的工具。4曲线图表：模拟图表ANALOGUE数字图表DIGITAL混合分析图表MIXED频率分析图表FREQUENCY转移特性分

32、析图表TRANSFER噪声分析图表NOISE失真分析图表DISTORTION傅立叶分析图表FOURIER音频分析图表AUDIO交互分析图表INTERRACTIVE一致性分析图表CONFORMANCE直流扫描分析图表DC SWEEP交流扫描分析图表AC SWEEP曲线图表的出现使信号的检测和观察简单明了化，信号是否失真、信号的频谱、信号的大小在分析仪中清楚可见。这一点，在模拟电路设计中有着重要的作用，学生在模拟电路设计中将如鱼得水。3.3 Proteus ISIS 原理图设计：ISIS 具有智能原理图输出流程8：1设置编辑环境：用户可以可自定义图形外观，包括线宽、填充类型、字符等2原理图连线：点

33、击元件引脚或者先前连好的线，就能实现连线；也可使用自动连线工具连线3建立网络表：网络表是电路板与电路原理图之间的纽带。建立的网表用于PCB 制板。4报表输出：材料报表、ERC 报表等。如图是ISIS 原理图输出的流程图，由此可见ISIS 设计的智能性和人性化使原理图的设计简明高效。图6ISIS 运行于Windows 操作系统上，特点突出： 1实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调试器、SPI调试器、键盘和LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。2支持

34、主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：ARM7(LPC21xx)、8051/52 系列、AVR 系列、PIC10/12/16/18 系列、HC11 系列以及多种外围芯片。3提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、存放器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil、MPLAB 等软件。4.本文设计的软件的过程本课题在根底的交通信号灯的根底上，加上了模糊的测试，使交通灯具有智能的特性。在常规的交通信号灯系统里，绿灯红灯的时间是固定不变的，在我们现在的城市交通里，经常出现单道路的交

35、通堵塞现象，眼睁睁的看着另外的一条路没车走，自己的这条路车辆爆满。对于这样的现象，我在设计的时候加以考虑了下，由于设备的欠缺，所以在仿真的时候我用计数器对道路的过往车辆进行简单的计数，当在单位的时间里通过的车辆数目得到一定的程度，这个道路的绿灯会延长亮的时间，使整个道路的车辆堵塞得到一定的缓解作用。假设要是做硬件局部，我觉得应该用传感器，利用传感器来统计车流量然后传入单片机做出相应的调整。由于交通信号灯的普及化，导致交通信号灯的工作原理都是很明白，下面对本文的设计的交通进行系统的分析介绍。4.1 软件程序进行简要的介绍 根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行进行分配和说明。为了增加程序的可

36、读性，理清程序的编写思路，程序采用模块化结构，可按以下10个模块编写程序： 1.主程序模块：主要完成RAM清零，T0定时器的设置，绿、黄灯的初值设定，键盘查询以及各子程序的调用。2.定时中断效劳程序模块：产生0.1秒和1秒的定时信号，每到了1秒钟，使南北绿灯(E1H)，南北黄灯(21H)，东西绿灯(CCH)，东西黄灯(23H)进行递减计数。3.扫描显示子程序：为12位LED动态显示提供驱动信号。P0口和P2口为数码管提供驱动信号，P0口为字段口，低电平有效，P2口为字位码输出口，高电平有效。显示缓冲区30H到34H共4个字节，33H和32H存放南北显示的十位与个位数据；31H和30H存放东西的

37、十位与个位数据。 4.键扫描子程序：检测P3端口，判断是否有键按下，如果有键按下，那么进行延时去抖动并读取键值存入A中。5.键值处理子程序：根据键值，转相应键处理子程序。 6. 设置键处理子程序：设置键是一个多功能键，需要对其所按的次数进行计数，然后转到相应的程序段。7. 加1键处理子程序：在按键标志位有效的情况下，每按一次加1键，对应的数据作加1处理。长按该键时间超过1秒，那么对应的数据快速增加。 8. 减1键处理子程序：在按键标志位有效的情况下，每按一次减1键，对应的数据作减1处理。长按该键时间超过1秒，那么对应的数据快速减小。9. 恢复通行显示子程序：在设置通行时间的状态下此时键处理标志

38、位0F2H=1，如在30秒钟内没有按任何按键，那么自动恢复到正常工作状态，所作的设置时间无效。10. 在各个交通信号灯上都加上计数器，对车流量做出统计，并做出相应的调整。4.2 对控制程序进行简要的解析 1程序开始的准备阶段： sbit k1=P16; /+1sbit k2=P17; /-1sbit k3=P27; /调完确认键sbit k4=P30; /时方向切换键sbit k5=P26;/计数灯亮延时5s功能键这段程序主要实现的功能是：首先对系统进行调整，对计数器上的时间进行调整，根据现实的情况设定不同的时间，同时开启模糊测试，然后调整完毕进行确认。2) 2条道路灯的设置： sbit bl

39、ueled_nb=P10;/南北绿灯sbit yellowled_nb=P14;/南北黄灯sbit redled_nb=P12; /南北红灯sbit yellowled_dx=P11;/东西黄灯sbit blueled_dx=P13; /东西绿灯sbit redled_dx=P15; /东西红灯这段程序主要对2条道路得的交通灯做出规定，让他们不能同时红灯或者绿灯亮，这样可以防止整个道路的错乱。同时这个也是整个交通信号灯的根底。3设置定义： uchar code table11=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f

40、,0 x00;/0 x00全灭uchar data dig;/位选uchar data led;/偏移量uchar data buf6; /buf0，buf1，buf2，buf3,buf4,buf5uchar data sec_dx=64;/码指示值uchar data sec_nb=64;/南北数码指示值uchar data jishu=0;/计数指示值uchar data set_timedx=64; /uchar data set_timenb=64;/倒计时设置的键值保存uchar data b;/定时器中断次数这段程序主要就是定义一些，在下面程序中出现的代码，在这边对这些代码进行简要

41、的定义，这样方便在下面的程序中出现时，能进行带入应用，而不会导致程序的错误。4循环设定和强行通过设定： bit time;/灯状态循环标志bit int0_time;/中断强行标志bit set;/调时方向切换键标志对交通灯的循环过程进行设定，使交通灯能够不停的循环，从而使交通能够正常的运行。同时设定了强行通过的功能，为了防止突发事件的发生，我们设定了强行通过的指令，这样可以不影响突发事件。5交通灯的主程序： void main() TMOD=0X01; TH0=0X3C; TL0=0XB0; EA=1; ET0=1; TR0=1; EX0=1; EX1=1; P1=0XE1;/ 南北通行 w

42、hile(1) key(); /调用按键扫描程序 display(); /调用显示程序这是交通灯的主要程序，前面的程序大局部都是一些定义和规定，这里是对整个交通灯的程序进行循环的设定，还有PLC的初始化，在其之后的程序主要都是一些子程序，都是在主程序的根底上进行调用的。6模糊扫描： void key()/按键扫描子程序 if(k1!=1) delay(10); if(k1!=1) while(k1!=1);key_to1(); if(k2!=1) delay(10); if(k2!=1) while(k2!=1); key_to2(); if(k4!=1) delay(10); if(k4!=

43、1) while(k4!=1); set=!set; if(k3!=1&int0_time=1) /已有强行中断 且按下确认键 TR0=1; /启动定时器 sec_nb=59; sec_dx=59; int0_time=0;/清标志 else if(k3!=1&int0_time=0) /无强行中断 +1 -1键 TR0=1; set_timenb=sec_nb; set_timedx=sec_dx; /设置的键值返回保存 这个程序主要是对整个道路现有的交通状况进行简单的扫描，从而得出现在交通状况，根据道路车流量额多少进行判断，当一条道路的车流量到达一定的标准时，我们的模糊系统将会对这个道路的

44、绿灯时间进行适当的加减，从而缓解这条道路的交通堵塞问题。43 AT89C5单片机的一些特性和在电路中起的作用在我设计的交通灯仿真电路中，有一个最重要的部件，那就是AT89C52单片机，它在整个交通信号灯系统中，起着调整、控制、循环等一系列重要的作用。下面对其的一些特性进行简要的说明，并对它在电路中的作用进行分析解释。AT89C52单片机的特性AT89C52单片机AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-5

45、1指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出I/O端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本钱。AT89C52P为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其

46、主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部存放器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL119 脚和XTAL218 脚为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd9 脚为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC40 脚和VSS20 脚为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口3239 脚被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚

47、定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS18脚和SCLS19脚端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 AT89C52单片机几个主要端口的特性 1P0口 P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址低8 位和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序

48、校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 2P1口 。 3P2口P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4 个TTL 逻辑门电路。对端口P2 写“1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器例如执行MOVX DPTR 指令时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器如执行MOVX RI 指令时，P2 口输出P2 锁存器的内容。Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地

49、址和一些控制信号。4P3口 P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流IIL。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。433 AT89C52单片机的几个存储器特性1数据存储器 AT89C52 有256 个字节的内部RAM，80H-FFH 高128 个字节与特殊功能存放器SFR地址是重叠的，也就是高128字节的RAM 和特

50、殊功能存放器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。当一条指令访问7FH 以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能存放器。如果指令是直接寻址方式那么为访问特殊功能存放器。2定时器2 定时器2 是一个16 位定时/计数器。它既可当定时器使用，也可作为外部事件计数器使用，其工作方式由特殊功能存放器T2CON如表3的C/T2 位选择。定时器2 有三种工作方式：捕获方式，自动重装载向上或向下计数方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON 的控制位来选择。定时器2 由两个8 位存放器TH2 和TL2 组成，在定时器工作方式中，每个机

51、器周期TL2 存放器的值加1，由于一个机器周期由12 个振荡时钟构成，因此，计数速率为振荡频率的1/12。在计数工作方式时，当T2 引脚上外部输入信号产生由1 至0 的下降沿时，存放器的值加1，在这种工作方式下，每个机器周期的5SP2 期间，对外部输入进行采样。假设在第一个机器周期中采到的值为1，而在下一个机器周期中采到的值为0，那么在紧跟着的下一个周期的S3P1 期间存放器加1。由于识别1 至0 的跳变需要2 个机器周期24 个振荡周期，因此，最高计数速率为振荡频率的1/24。为确保采样的正确性，要求输入的电平在变化前至少保持一个完整周期的时间，以保证输入信号至少被采样一次。3向上或者向下计

52、数方式当定时器2工作于16位自动重装载方式时，能对其编程为向上或向下计数方式，这个功能可通过特殊功能存放器T2CON的DCEN 位允许向下计数来选择的。复位时，DCEN 位置“0，定时器2 默认设置为向上计数。当DCEN置位时，定时器2 既可向上计数也可向下计数，这取决于T2EX 引脚的值，参见图5，当DCEN=0 时，定时器2 自动设置为向上计数，在这种方式下，T2CON 中的EXEN2 控制位有两种选择，假设EXEN2=0，定时器2 为向上计数至0FFFFH 溢出，置位TF2 激活中断，同时把16 位计数存放器RCAP2H 和RCAP2L重装载，RCAP2H 和RCAP2L 的值可由软件预

53、置。假设EXEN2=1，定时器2 的16 位重装载由溢出或外部输入端T2EX 从1 至0 的下降沿触发。这个脉冲使EXF2 置位，如果中断允许，同样产生中断。定时器2 的中断入口地址是：002BH 0032H 。当DCEN=1 时，允许定时器2 向上或向下计数，如图6 所示。这种方式下，T2EX 引脚控制计数器方向。T2EX 引脚为逻辑“1时，定时器向上计数，当计数0FFFFH 向上溢出时，置位TF2，同时把16 位计数存放器RCAP2H 和RCAP2L 重装载到TH2 和TL2 中。 T2EX 引脚为逻辑“0时，定时器2 向下计数，当TH2 和TL2 中的数值等于RCAP2H 和RCAP2L

54、中的值时，计数溢出，置位TF2，同时将0FFFFH 数值重新装入定时存放器中。当定时/计数器2 向上溢出或向下溢出时，置位EXF2 位。4波特率发生器当T2CON表3中的TCLK 和RCLK 置位时，定时/计数器2 作为波特率发生器使用。如果定时/计数器2 作为发送器或接收器，其发送和接收的波特率可以是不同的，定时器1 用于其它功能，如图7 所示。假设RCLK 和TCLK 置位，那么定时器2工作于波特率发生器方式。波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿，在此方式下，TH2 翻转使定时器2 的存放器用RCAP2H 和RCAP2L 中的16位数值重新装载，该数值由软件设置。在方式1 和方式3 中，

55、波特率由定时器2 的溢出速率根据下式确定：方式1和3的波特率=定时器的溢出率/16定时器既能工作于定时方式也能工作于计数方式，在大多数的应用中，是工作在定时方式C/T2=0。定时器2 作为波特率发生器时，与作为定时器的操作是不同的，通常作为定时器时，在每个机器周期1/12 振荡频率存放器的值加1，而作为波特率发生器使用时，在每个状态时间1/2 振荡频率存放器的值加1。波特率的计算公式如下：方式1和3的波特率=振荡频率/32*65536-(RCP2H,RCP2L)式中RCAP2H，RCAP2L是RCAP2H 和RCAP2L中的16 位无符号数。定时器2 作为波特率发生器使用的电路如图7 所示。T

56、2CON 中的RCLK 或TCLK=1 时，波特率工作方式才有效。在波特率发生器工作方式中，TH2 翻转不能使TF2 置位，故而不产生中断。但假设EXEN2 置位，且T2EX 端产生由1 至0 的负跳变，那么会使EXF2 置位，此时并不能将RCAP2H，RCAP2L的内容重新装入TH2 和TL2 中。所以，当定时器2 作为波特率发生器使用时，T2EX 可作为附加的外部中断源来使用。需要注意的是，当定时器2 工作于波特率器时，作为定时器运行TR2=1时，并不能访问TH2 和TL2。因为此时每个状态时间定时器都会加1，对其读写将得到一个不确定的数值。然而，对RCAP2 那么可读而不可写，因为写入操

57、作将是重新装载，写入操作可能令写和/或重装载出错。在访问定时器2或RCAP2 存放器之前，应将定时器关闭去除TR2。5时钟振荡器 AT89C52 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1 和XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反应元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体或陶瓷谐振器及电容C1、C2 接在放大器的反应回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2 虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的上下、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30pF10pF，而如使

58、用陶瓷谐振器建议选择40pF10F。用户也可以采用外部时钟。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1 端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2 那么悬空。由于外部时钟信号是通过一个2 分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。4.4 仿真结果介绍整个设计的电路在设计完成之后，对其进行了模拟仿真。我们用单片机仿真软件Proteus对系统进行了仿真，下面就其仿真过程我们进行简要的分析。 图表 SEQ 图表 * ARABIC 1仿真初始图图表 SEQ 图表 * ARABIC 2仿真刚刚开始图表 SEQ 图

59、表 * ARABIC 3延时开始前图表 SEQ 图表 * ARABIC 4延时之后上面几个都是仿真图，第一个图是刚刚开始仿真的时候图，这是一个初始图，还没有进行仿真。第二个图是仿真开始的图，图中的各个元件已经开始正常运转了。第三个图是延时之前的图，这个是在进行模糊测试后，进行了系统的分析需要对绿灯进行加时，这个是加时之前的图。第四个是加时之后的图，可以和第三个比拟明显的绿灯的时间增加了很多。4.5 对于整个设计过程出现的问题及其分析 1起先在考虑仿真软件的时候，我最先想到的是我们经常用的Matlab中的Simulink平台进行仿真分析，但是在具体的实施的时候发现了，Matlab并不能完全的满足

60、我的需要，特别在具体的效果上，最后在老师的指导下，采用了单片机的Proteus仿真软件进行仿真的，才有了很好的仿真效果。 2起先在设计的时候，就想到了要进行模糊测试，可是在具体的实施的时候发现了许多的困难，比方车流量怎么计算，如果二条道路的车流量差不多怎么办等等一些问题始终的让我无法解决，最终在徐老师的指导下，叫我采用计数器的方法，把现实的一些问题都尽可能的简化，这样才使的我的模糊测试系统得到调试成功。 3在起先软件的使用时，总是出现这样那样的问题让我很是不解，最后在同学的介绍下，看了一些相关的书籍，才使得我的软件使用水平得到了很好的提高，在后面的使用中虽然会出现这样那样的问题，但是还是能够自