单片机交通灯报告.docx
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单片机交通灯报告
目录
摘要Ⅱ
1.引言1
1.1选题背景1
1.2设计要求1
1.3本实验中交通信号灯控制达到的要求1
1.4实验中交通规则的设定与拓展2
2.硬件电路的设计与描述2
2.1双色发光二极管2
2.2双色灯与数码管显示的对应关系2
2.3交通灯的状态3
2.4硬件连线3
2.5827芯片简介4
3.软件设计流程与描述5
3.1主程序流程图5
3.2紧急处理（外部中断0）6
3.3根据车流量调整红绿灯的时间7
3.4辅助寄存器的设置8
3.58279控制字8
3.6定时时间的确定9
4.实验心得与体会9
参考文献9
附录（交通信号灯模拟系统设计的源程序代码）10
摘要
当今世界正处于一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都需要计算机来控制。
因此，一个好的交通灯控制系统能在道路拥挤、违章控制等方面起到很大作用。
本文介绍了一个基于单片机的交通信号灯模拟系统的设计。
该模拟系统利用单片机中的定时器、IO接口、中断系统等资源以及8279芯片，在爱迪克实验装置上实现。
在该交通信号灯的控制模拟系统中，用双色灯模拟交通灯，并采用内部中断的方法实现倒计时并显示，同时用外部中断实现全为红灯的控制，用于特殊情况（如急救，出警等）的处理。
此外，模拟系统还可通过按键对红绿灯点亮和熄灭时间进行调整，用于两条路线上车流量不同时的及时疏导。
关键词：
交通灯；单片机；模拟系统；倒计时显示；紧急处理
Abstract
Thecontemporaryworldisanautomatedtime,trafficlightcontrolequipmentformanyindustriesneedtocontrolthecomputer.Therefore,aacceptabletrafficlightcontrolsysteminroadcongestion,illegalcontrolplayabigrole.Thisarticledescribesamicrocomputer-basedsimulationsystemfortrafficlights.Thesimulationsystemusesmicrocomputertimer,IOinterfaces,interruptsystems,resources,and8279,achievedinAdickexperimentaldevice.TrafficSignalControlinthesimulationsystem,simulationoftrafficlightswithlightcolor,andusingthemethodofinternalinterruptthecountdowncounts,whilealltheredlightswiththeexternalinterruptcontrol,forspecialcircumstances（suchasfirstaid,thepolice,etc.）processing.Inaddition,thesimulationsystemcanalsolitkeysonthetrafficlightsandgooutoftimetoadjust,forthetworoutestoeasetrafficflowisnotsimultaneousintime.
Keywords:
TrafficLights;SCM;SimulationSystem;CountdownShow;EmergencyTreatment
1．引言
1.1选题背景
当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
其实这一技术在19世纪就已出现了。
1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。
这是世界上最早的交通信号灯。
1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。
它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。
1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。
1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。
红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。
1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。
带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。
红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。
红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。
信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。
1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。
绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。
红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。
黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
1.2设计要求
利用单片机中的定时器、IO接口、中断系统等资源，设计一个十字路口交通信号灯的控制模拟系统。
首先能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。
并且可通过按键对红绿灯点亮和熄灭时间进行调整及设置以及能对红绿灯点亮和熄灭时间进行倒计时时间显示。
另外，模拟系统可以进行紧急或特殊情况的人工处理控制，有内部24小时钟，能根据时间表对对红绿灯点亮和熄灭时间进行自动调整（如高峰期：
7：
30-8:
30，17:
00-18：
30或夜间时段红绿灯主次干道时长比等），能根据交通流量自动调整对红绿灯点亮和熄灭时间。
1.3本实验中交通信号灯控制达到的要求
（1）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。
（2）可通过按键对红绿灯点亮和熄灭时间进行调整及设置。
（3）能对红绿灯点亮和熄灭时间进行倒计时时间显示。
（4）可进行紧急或特殊情况的人工处理控制,灯全部变红。
（5）可根据交通流量自动调整对红绿灯点亮和熄灭时间。
1.4实验中交通规则的设定与拓展部分
本次实验中规则略有不同，但不影响实际情况。
实验中采取了3态循环，即状态1东西红南北绿灯，状态2四个方向均为黄灯闪烁，状态3为东西绿灯南北红灯。
若遇病人急救，火警消防等紧急情况，可拨动开关，令东西南北四个方向均显示红灯，让紧急车辆及时顺利的通过。
另外，当某一方向车流量明显大于另一方向时，以东西方向为例，可人为调整该方向上红绿灯持续时间之比，以便及时疏通车流，不至于造成交通堵塞。
在本实验中，正常状况下，东西南北四个方向上红绿灯每次持续10秒即会改变状态。
拨动另一开关调整时间后，可令东西方向上与南北方向上的红绿灯持续发生改变。
2.硬件电路的设计与描述
2.1双色发光二极管
双色发光二极管是将一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起、公用负端的一个集成器件。
当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。
实验中，采用4只双色发光二极管（DLED）分别模拟安装在东、西、南、北4个路口上的4只交通灯，每只双色发光二极管由74LS240反向驱动器驱动，74LS240输入控制端为DR和DG，分别控制DLED红灯和黄灯的工作。
具体控制如下：
表1.双色发光二极管的控制
DR
DG
显示颜色
0
0
红+绿=黄
0
1
红
1
0
绿
1
1
不发光
2.2双色灯与数码管显示的对应关系
数码管编号
7
6
5
4
3
2
1
0
名称
DR4
DR3
DR2
DR1
DG4
DG3
DG2
DG1
颜色
红
红
红
红
绿
绿
绿
绿
对应方向
南
东
西
北
南
东
西
北
2.3交通灯的状态
（1）正常状态：
状态
数值
持续时间
工作状况
1
10010110（96H）
5秒
东西红灯南北绿灯
2
11111111（FFH）
1秒
东西南北黄灯闪烁
3
01101001（69H）
5秒
东西绿灯南北红灯
4
（2）
11111111（FFH）
1秒
东西南北黄灯闪烁
（2）紧急状态
状态
数值
持续时间
工作状况
1
01010101（55H）
一直
东西南北全部红灯
（3）根据车流量调整
状态
数值
持续时间
工作状况
1
10010110（96H）
可设置
东西红灯南北绿灯
2
11111111（FFH）
可设置
东西南北黄灯闪烁
3
01101001（69H）
可设置
东西绿灯南北红灯
4
（2）
11111111（FFH）
可设置
东西南北黄灯闪烁
每一种状态的时间都可以设置，其中状态2和状态4为同一种状态。
2.4硬件连线
（1）采用P1口输出，P1.0~P1.7分别与DG1，DR1，DG2，DR2，DG3，DR3，DG4，DR4相连；
（2）P3.2和P3.3分别与按键开关K1、K2相连，K1的优先级高于K2；
（3）在爱迪克实验教学机上，数码管和8279内部已经连接好，不需再连线。
P1口的基本连线如图所示：
2.58279使用简介
8279是可编程的键盘、显示接口芯片。
它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。
8279内部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8*8=64BRAM，键盘控制部分可控制8*8=64个按键或8*8阵列方式的传感器。
该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。
显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示。
8279有三种工作方式：
键盘方式、显示方式和传感器方式。
（1）键盘工作方式
8279在键盘工作方式时，可设置为双键互锁方式和N键循回方式。
双键互锁方式：
若有两个或多个键同时按下时，不管按键先后顺序如何，只能识别最后一个被释放的键，并把该键值送入FIFORAM中。
N键循回方式：
一次按下任意个键均可被识别，按键值按扫描次序被送入FIFORAM中。
（2）显示方式
8279的显示方式又可分为左端入口和右端入口方式。
显示数据只要写入显示RAM，则可由显示器显示出来，因此显示数据写入显示RAM的顺序，决定了显示的次序。
左端入口方式即显示位置从显示器最左端1位（最高位）开始，以后显示的字符逐个向右顺序排列；右端入口方式即显示位置从显示器最右端1位（最低位）开始，已显示的字符逐个向左移位。
但无论左右入口，后输入的总是显示在最右边。
（3）传感器方式
传感器方式是把传感器的开关状态送入传感器RAM中。
当CPU对传感器阵列扫描时，一旦发现传感器状态发生变化就发出中断请求（IRQ置1），中断响应后转入中断处理程序。
实验箱内8279连接线路图如下所示，8279的数据口为0FF80H，状
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