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1、云南国防工业职业技术学院一、设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。二、设计任务和内容：任务：设计一个能够控制交通十字路口十二盏交通信号灯的模拟系统。要求交通信号灯必须按照交通规则的模试来运行。内容：因为本课程设计是单片机交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态O为东西红灯，南北红灯。然后转状态1东西红灯，南北绿灯通车。过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯
2、通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。最后循环至状态1。注意：双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色F端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。三、控制系统的总体要求：1执行程序时，初始态为四个路口的红灯全亮之后；2东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车；3延时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始延时并且开始闪烁，闪烁5次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车；4延时一段时间之后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯
3、开始延时并且丌始闪烁，闪烁3次之后，再切换到东西路口方向；之后重复2到4过程四、设计思想原理：(1)交道口模型如图所示：(2)交通灯控制规则如下：1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。2)共有四种通行方式：车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。3)在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁
4、直至结束。摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测同新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。主要靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机Inte18031和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的Pl口设置红、绿灯燃亮时间的功能；显示时间直接通过
5、8255的PA、PB口输出；交通灯信号通过PC口输出；交通灯的点亮采用VT双向晶闸管来控制，直接采用220V交流电源驱动，系统实用性强、操作简单、扩展性强。关键词：单片机交通灯控制器设计实现要求目录摘要4引言6第1章 方案设计与论证71.1总体方案设计与比较7第2章系统硬件设计92.1总体设计92.2各功能模块硬件设计及实现92.2.1 交通灯四种通行模式及行车方向指示92.2.2行人通行指示及其实现122.2.3特种车检测及其实现122.2.4键盘与状态显示及其实现132.2.5主次干道单独时间设置功能142.2.6紧急情况处理功能及其实现142.2.7倒计时计数功能及其实现14第3章系统软
6、件设计153.1软件总体流程图153.2软件主要子程序流程163.2.1 紧急状态子程序163.2.2设置状态子程序163.2.3软件系统框图183.2.4交通信号灯的控制时序203.2.5交通信号模拟控制系统主程序213.2.6各芯片的介绍26第4章检测与测试294.1软硬件调试294.2交通信号灯模拟控制系统的原理图304.3设计的连线提示314.4模拟运行步骤32设计总结33参考文献34附录35引言随着我们经济社会的迅速发展，城市中的车辆急剧猛增。导致了城市中的交通事故频频发生。特别是在一些十字路口，事故现象尤为明显。这就要求各个城市的主要交通路口，必须得要有相应的交通信号灯。因为交通灯
7、是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障，所以解决好交通信号灯控制问题就成为了重要环节。根据题目要求，设计中我们选用双色LED发光管比单色LED节省了空间，简化了设计，并把双色LED发光管排成箭头形状，作为直行和左右拐弯指示，形象直观；采用数字编码无线传输模式实现特种车辆检测，准确、可靠性高；可同时显示日期和时间，显示图文信息量大，更直观，可靠性高、抗干扰能力强。该系统还可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的通行时间，以提高效率，缓减交通拥挤。这样有利于缓解在城市当中出现的较为明显的下半高峰期。特别是在车辆较为集中的，流动量大的地方，它的设计优势更为明显。第1章方案设计与论证题目要求我们在
8、实现四种基本交通灯信息指示功能的基础上，实现倒计时时间显示、紧急情况处理、特种车放行等功能，如何选择有效方案至关重要！所以一定要在方案设计上思考到位。对各个设计方案进行论证、比较。最终选择一个最优方案作为设计。1.1总体方案设计与比较题目基本部分要求：(1)交通灯控制规则如下：1)每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。2)共有四种通行方式：车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1分钟。东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通
9、行时间为1分钟，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。东西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行时间为1分钟。3)在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。题目发挥部分要求：(1)有倒计时时间显示。(2)若交道口出现紧急情况，交警可将系统设置成手动：全路口车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态。(3)当有119、120等特种车辆通过时，系统自动转为特种车放行，其它车辆禁止状态。特种车辆通过15秒钟后，系统自动恢复，用模型车演示。(4)其它自选措施。根据题目基本部分要求，可以用4只双色LED发光管来指示左拐、右拐、直行及行人通行，如此设计电路简洁，编程和调试均方便，但是该方案欠直观形象，尤其是人行道
10、，并不是每个行人都能明白单只指示灯的含义。根据题目发挥部分当有119、120等特种车辆通过时，系统自动转为特种车放行，其它车辆禁止状态的要求，对特种车辆的检测方案很多，通常采用音频检测技术来识别。根据题目发挥部分其它自选措施的要求，考虑到系统中没要求有室内状态监视，也没要求人行道有图形和语音，多少有点不够全面和人性化。根据上述分析，综合考虑成本和器件的易得性，以及软硬件的结合，我们选用双色LED发光管并排成箭头形状，作为直行和左右拐弯指示，节省了空间，简化了设计，且形象直观。根据题目发挥部分其它自选措施的要求，我们增设了高分辨率(320240)大屏幕LCD作为系统输出，实时显示系统各种状态，同
11、时显示日期和时间，图文并茂，信息量大，可供警察在室内实时监视交通状况；系统还增设了根据交通拥挤情况可分别设置主干道和次干道的通行时间，以提高效率，缓减交通拥挤。系统总体设计框图如图1-1所示。图1-1系统总体设计框图第2章 系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现交通灯基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；器件的通用性或易选购性；软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。2.1总体设计本设计以单片机为控制核心，采用主从双MCU结构，模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系统、键盘及状态
12、显示、行车方向指示、行人通行指示、特种车辆检测和倒计时模块等。单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。行车方向指示采用双色LED发光管，排列成箭头状，可有两种颜色指示放行与禁止，形象直观。行人通行指示采用双色LED点阵，排列成人状，用两种颜色指示放行与禁止，结合软件可模拟行走和静止的“动画”，形象直观，简洁明了。特种车辆检测，采用语音和数据无线相结合，由发射器和接收器组成，发射器安装在模型车上，接收器安装在主控板上，非常可靠。系统还采用了专用时钟芯片1302，以减轻单片机的负担和提高时钟准确度。系统采用双数码管倒计时计数功
13、能，最大显示数字99。2.2各功能模块硬件设计及实现2.2.1 交通灯四种通行模式及行车方向指示 按交通灯控制规则，每个街口有左拐、右拐、直行及行人四种指示灯。每个灯有红、绿两种颜色。交道口模型如下图2-1所示： 图21交道口模型图4组LED数码管按照设置的通行时间（各路口默认的通行时间均为1分钟）进行倒计时，并各自进行红、绿灯显示，共有以下四种通行方式，分别为：图24通行方式三示意图 25通行方式四示意图通行方式一：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：南北直行：绿，东西直行：红，各路右拐：绿，左拐：红，人行道：南北绿，东西红，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-2所示。通行方式
14、二：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：南北左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-3所示。通行方式三：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西直行：绿，南北直行：红，各路右拐：绿，左拐：红，人行道：东西绿，南北红，各路右拐比直行滞后10秒钟开放。如图2-4所示。通行方式四：倒计时时间为60s（通行时间），红绿灯状态为：东西左拐：绿，各路右拐：绿，所有人行道：红。如图2-5所示。通行默认时间为1分钟，系统设置了任意更改功能，一般主干道通行时间要比次干道要长一些，可以根据实际情况进行调整，以提高车辆通过率，缓减交通压力。在通行结束前10秒钟，绿灯闪烁直至结束。本设计选
15、用双色LED发光管拼成箭头形状用来指示左右拐、直行等交通指示信息。绿色表示通行，红色则表示禁止通行。图2-6，中间箭头绿色，表示直行，两边箭头红色，表示禁止通行；图2-7，左边箭头绿色，表示左拐弯；其他红色则表示禁止通行和右拐弯。所有指示信息一目了然。2.2.2 行人通行指示及其实现行人通行指示选用双色LED点阵，排列成人状，用两种颜色指示放行与禁止，结合软件可模拟行走和静止的“动画”，形象直观。2.2.3特种车检测及其实现特种车辆检测，采用语音和数据无线相结合，由发射器和接收器组成，发射器安装在模型车上，接收器安装在主控板上，分别与单片机的串口相连，用于特种车辆强行通行信号控制，无特种车辆通
16、过时信号灯按正常时序控制。当119、120等特种车辆通过时，伴随着语音警报声，安装在交通灯装置上的接收模块接到信息，由单片机控制所有的灯都为红灯，不管信号灯原来的状态如何，一律强制给特种车辆放行，特种车辆通过15秒以后，自动恢复原来的状态。特种车辆强行通行信号同一时间只能响应一路方向，若两个方向先后来特种车辆，则按先、后次序依次响应； 若两个方向同时来特种车辆，则按东西，南北向依次响应。与此同时，液晶显示屏上实时显示交通灯工作状态的相关信息，实现了交警在室内准确无误的远程监视功能。此举不仅是对公安人员工作的配合，也大大降低了交通事故的发生率，提高了交通安全性，保证了交通系统工作的合理性、科学性
17、、准确性。2.2.4键盘与状态显示及其实现键盘在本设计中用于紧急情况的手动控制装置，以及定时时间的设置等功能，起到了不可或缺的重要作用。可与CPU系统直接接口，具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线，接口电路简单，控制方便。在完成倒计时、状态信息等的显示功能上，我们考虑了以下三种方案：方案一：完全采用数码管显示。这种方案只能显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求。方案二：完全采用点阵式LED显示。此显示方案功能强大，可方便地显示各种英文字符，汉字，图形等，而且美观，但这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作，因此我们不予采用。方案三：采用发光管、数码管、LED点阵与高分辨率液晶相结合的方
18、法。考虑设计需要，我们用双色发光管排成箭头符号，彩色LED显示人行道标志，分别构成交通提示信息，形象逼真；数码管用来显示倒计时时间；而液晶则对交通灯的各种状态信息进行实时显示，方便交警进行实时监测。值得一提的是，我们使用的大屏幕LCD液晶显示屏自带中文汉字库，可显示用户自定义的任意符号和图形，并可卷动显示。主要有以下优点：(1)工作电压低、功耗极低。工作电压仅为35V，特别适用于低功耗仪器仪表中。(2)液晶显示属被动显示，受外界光线干扰小。(3)图形点阵式液晶可显示的信息量大、分辨率高。(4)不产生电磁干扰。(5)可靠性高，使用寿命长。2.2.5主次干道单独时间设置功能 当主干道方向的车辆过多
19、发生堵塞，而次干道方向车辆却很稀少时，正常的信号灯时序将会使交通状况更加恶化。本设计添加了主次干道单独时间设置功能，交警可按需求设置绿灯的点亮时间，该措施可在一定程度缓减短暂的交通压力。2.2.6紧急情况处理功能及其实现在十字交通路口常出现的紧急情况，若不及时处理将形成不良隐患。比如，交道口的行人有紧急情况发生，那么交警可以对信号灯进行手动控制，按下紧急情况处理键，通过软件使所有红灯亮，路口车辆禁行，行人通行，直至紧急情况结束后再转成常规的自动状态。2.2.7倒计时计数功能及其实现 本系统使用数码管完成倒计时显示功能。以南北方向为例，数码管显示的数值从绿灯的设置时间最大值往下减，每秒钟减1，一
20、直减到1。然后又从红灯的设置时间最大值往下减，一直减到1。接下来又显示绿灯时间，如此循环。系统共有4个两位的LED数码管，分别放置在模拟交通灯控制板上的四个路口。因为四个方向的数码管应该显示同样的内容，所以我们可以把它们同样对待。也就是说各个方向的数码管个位（把数码管第二位定义为个位，第一位定义为十位）用一根信号线控制，十位用另一根信号线控制，这里采用动态显示。2.2.8硬件电路连接说明第3章 系统软件设计硬件平台结构一旦确定，大的功能框架即形成。软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由软硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。因此，
21、软件是本系统的灵魂。软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。同时，对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。由于编程多涉及到数值运算，比较复杂，还有LCD的菜单界面设计都是需要多重选择判断，用我们平时常用的汇编语言编程是很难实现的，这里我们选用了移值性好、结构清晰、能进行复杂运算的C语言来实现编程。3.1软件总体流程图软件总体设计及流程图见图3-1，主要完成各部分的软件控制和协调。本系统主程序模块主要完成的工作是对系统的初始化，其流程图如图3-1所示。图31软件总体流程图主程序比较简单，初始化完成后，这里有六个基本的子程序供调用，分别对应系统的
22、各种功能状态。分别是：特种车检测子程序、紧急状态子程序、设置子程序，倒计时子程序等。3.2软件主要子程序流程3.2.1 紧急状态子程序图32紧急状态子程序在紧急状态下，只有紧急状态手动控制按键采可以使所有的LED都被置为红灯，车辆禁行、行人通行。紧急情况结束后再转成自动状态3.2.2 设置状态子程序图33设置状态子程序 在设置状态，按下Keyl开始设置南北的红灯时间，按下Key2设置南北的绿灯时间，按下Key3返回正常运行状态。红灯和绿灯的时间最大可以设为99，超出99的时候会从20开始重新计数。 它包含倒计时调整和紧急状态两个状态。主程序中放了一个按键的判断指令，当有按键按下的时候，程序就自
23、动的跳转到按键子程序处理。当检测到K2键按下的时候就自动返回到主程序。当出现紧急的情况的时候，按下K3或者K4就切换到紧急状态，当紧急事件处理完毕的时候，按下K2，就可以返回正常状态。3.2.3软件系统框图利用查询方式实现紧急切换的程序框图如下3.2.4交通信号灯的控制程序3.2.5 交通信号灯模拟控制系统主程序 ORG OOOOH SJMP A3 ORG 0030H A3: MOV SP, #60H 设栈指针初值 MOV A #24H MOV Pl, A SETB P3.2 CLR P3.3 CLR P3.4 SETB P3.5 ；全部红灯亮 MOV R4, #OOH ；显示0秒 MOV R
24、7, #OOH ；显示0秒 MOV R2, #03H LCALL XI ；调用子程序A2: MOV A #OCH MOV Pl A SETB P3.2 SETB P3.3 CLR P3.4 CLR P3.5 ：东西红灯，南北绿灯 MOV R4, #14H ：显示20秒LOOP2： MOV R2, #03H LCALL XI DJNZ R4, LOOP2 ：判断20秒显示时间到否MOV R2, #03H LCALL XI LOOP8: MOV R2, #03H ；南北黄灯闪3次 LCALL XI MOV R4, #05H ；设南北黄灯亮长显示5秒 SETB P3.2 CLR P3.3 Al: M
25、OV A#14H MOV Pl ,A SETB P3.4 CLR P3.5 ；东西红灯，南北黄灯 MOV R2, #OIH ；定时 LCALL DELAY ；调用延时子程序 MOV A#04H MOV Pl ,A CLR P3.4 CLR P3.5 ；东西红灯，南北不亮即意思要南北黄灯闪烁 MOV R2 ,#OIH ；定时 LCALL DELAY DJNZ R4, LOOP8 ；判断南北黄灯闪烁，显示5秒到否？ MOV A #61H MOV Pl,A CLR P3.2 CLR P3.3 CLR P3.4 SETB P3.5 ；东西绿灯，南北红灯 MOV R4, #14H ；显示20秒 LOOP
26、3： MOV R2, #03HLCALL XI DJNZ R4, LOOP3 ；判断20秒显示时间到否MOV R7, #05H ；设东西黄灯亮长显示5秒 SETB P3.5 AO: MOV A#OA2H MOV Pl,A CLR P3.2 CLR P3.3 CLR P3.4 ；东西黄灯，南北红灯 MOV R2, #OIH ；定时 LCALL DELAY MOV A，#20H ： MOV Pl,A CLR P3.2 CLR P3.3 CLR P3.4 ；南北红灯，东西不亮即意思要东西黄灯闪烁 MOV R2, #OIH ；定时 LCALL DELAY DJNZ R7, AO ；判断东西黄灯闪烁，显
27、示5秒到否？ LJMP A2 ；循环回状态l，即东西红灯，南北黄灯DELAY: PUSH 2 PUSH 1 PUSH 0 ；进栈DELAYl: MOV 1#OOH DELAY2：MOV O#OB2H DJNZ 0，$ ；判断是否运行完OB2H DJNZ 1，DELAY2 DJNZ 2，DELAY1 POP 0 POP 1 POP 2 ；出栈 DJNZ R2 ,DELAY ； 判断R2是否运行完 RET ；返回主程序XI: MOV A，R4 MOV B#10 DIV AB MOV R6,A MOV DPTR, #TAB MOV A,B MOVC AA+DPTR MOV SBUF,A MOV R7
28、, #OFH H55S: DJNZ R7, H55S MOV AR6 MOVC AA+DPTR MOV SBUF,A MOV R7, #OFH H55Sl: DJNZ R7, H55Sl LCALL DELAY RET TAB:DB Ofch, 60h, Odah, Of2h, 66h, Ob6h, Obeh, OeOh DB Ofeh, Of6h, Oeeh, 3eh, 9ch, 7ah, 9eh, 8eh END有紧急车辆状况的交通信号灯控制程序 ORG 8100H AJMP MAIN ORG 8002H MAIN: SETB EA ；开中断 SETB EXO ；允许外部中断0 CLR I
29、TO ；外部中断口电平触发LOOP: MOV ROo #F3H ；A线放行，B线禁止 MOV PO, RO MOV R7, #19H ；延长25秒LOOPl: LCALL DELAY ；调用1秒延时子程序 DJNZ R7, LOOP1 MOV RO, #F5H ；A线警告，B线禁止 MOV PO, RO MOV R7, #05H ；延时5秒LOOP2: LCALL DELAY DJNZ R7, LOOP2 MOV RO, #DEH ；A线禁止，B线放行 MOV PO, RO MOV R7, #19H ；延时25秒LOOP3： LCALL DELAY DJNZ R7, LOOP3 MOV RO,
30、 #FEH ；A线禁止，B线警告 MOV PO, RO MOV R7, #05H ；延时5秒LOOP4: LCALL DELAY DJNZ R7, LOOP4 AJMP MAIN中断服务子程序 INT: MOV Pl, #F6H MOV R7, #OAH INTl: ACALL DELAY DJNZ R7, INT1 MOV Pl, RO RFTT3.2.各芯片介绍89C51芯片介绍：对于5 1子系列，主要有8031、8051、8751三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KROM，8751芯片带4KEPROM。51子系列
31、的主要特点为：8位CPU。片内带振荡器，频率范围1. 212MHZ。片内带128字节的数据存储器。片内带4K的程序存储器。程序存储器的寻址空间为64K字节。片外数据存储器的寻址空间内64K字节。128个用户位寻址空间。2 1个字节特殊功能寄存器。4个8位的并行I/O接口：PO、Pl、P2、P3。2个1 6位定时器计数器2个优先级别的5个中断源。1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。111条指令，含乘法指令和除法指令。片内采用单总线结构。有较强的位处理能力。采用单-+5V电源。（1）主电源引脚Vss和VccVss接地Vcc正常操作时为+5伏电源(2)外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1
32、内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。(3)控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/， 和/VppRST/VPD当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位在Vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。ALE/正常操作时为ALE功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可
33、用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲，ALE端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL电路。 对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（功能）外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间， 在每个机器周期内两次有效。 同样可以驱动八LSTTL输入。/Vpp、 /Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当/Vpp为高电平时，访问内部程序存储器，当/Vpp为低电平时，则访问外部程序存储器。对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加21伏EPROM编程电源(Vpp)。 HD74
34、LS164P芯片是一个高度集成电路芯片和HD74LSOOP芯片一样可以处理一些复杂的运算体积小、控制能力强、可靠性高等特点的卓越芯片。第4章检测与调试4.1软硬件调试因本设计本身要求有稳定性高、免维护、抗干扰能力强等功能，系统调试除了验证数据处理的精度，确保判断的准确性外，同时必须确认各项的功能的正常运行。1、硬件调试：硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），检查用户系统硬件中存在的故障。硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。静态调试静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测。第一步：目测。检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。第二步：用万用表测试。先用万用表复核目测中
35、有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。第三步：加电检测。给板加电，检测所有的插座或是器件的电源端是否符合要求的值第四步：是联机检查。因为只有用单片机开发系统才能完成对用户系统的调试。 动态调试 动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查。动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块，当调试电路时，与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉，这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。当各块电路无故障后将各电路逐块加入系统中，在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联
36、系进行调试。由分到合的调试既告完成。由近及远是将信号流经的各器件按照距离单片机的逻辑距离进行由近及远的分层，然后分层调试。调试时，仍采用去掉无关元件的方法，逐层调试下去，就会定位故障元件了。2、软件调试： 软件调试是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。程序后，编辑，查看程序是否有逻辑的错误。4.2交通信号灯模拟控制系统原理图4.3 设计的连线图提示：(1)完整的DVCC实验箱面板4.4模拟运行步骤 8051 Pl. O-P1.7、P3.2-P3.5依次接发光二极管Ll-L12。 将BUS3区P3.0用连到数码管显示区DATA插孔。 将BUS
37、3区P3.1用连到数码管显示区CLK插孔。 单脉冲发生/SP插孔连到数码管显示区CLR插孔。 仿真实验系统在”P”状态下。以连续方式从OOOOH开始执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，南北路口的绿灯亮东西路口的红灯亮，南北路口方向通车。延时一段时间后南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，南北路口红灯亮，而同时东西路口的绿灯亮，东西路口方向开始通车，延时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，再切换到南北路口方向，之后重复以上过程。设计总结 本设计以单片机为核心，增设了可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的通行时间，并对系统机械结构进行了优化设计。该设计很
38、好地完成了题目的各项要求，并扩展了多项功能，主要体现如下： 1出现紧急情况时系统可设置成手动控制，紧急情况结束后再转成自动，控制十分灵活； 2巧妙使用无线传输模块，用模型车演示，当有警车通过时系统自动转为特种车放行，其 它车辆禁止通行状态，特定时间后系统自动恢复； 3主干道和次干道可以分开设置时间功能，使控制更加灵活； 4高分辨率液晶实时显示交通状态信息，便于操作人员在室内实时监测，人机界面友好； 5日历和时钟准确显示功能； 以上所有功能均在城市交道口模型上得到很好地实现，该设计在确保功能实现的基础上，充分考虑了控制系统操作方便、人性化、抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好等要求。 在指导老师的孜孜不倦教导及指点，我终于完成了设计。在这里我要感谢我的指导老师，要是没有她的帮助，我的设计不可能这么顺利的完成。更不可能做出令我满意的模拟交通灯控制系统。老师对学生的付出，从来不要求有任何的回报，这是多么无私啊！在这里我要再次感谢我的指导老师，再次对她说声：谢谢！本设计虽然结束了，但由于时间、设备、条件和水平等各方面因素有限，系统还存在一些不足，一个新系统最终走向成熟和完善还需要我们在以后的学习和工作中作不懈的努力！参考文献1欧伟民，基于单片机的交通信号控制系统J湖南大学学报（自然科学版），2002，(S2)2沈鸿星L