发布时间 : 星期六 文章基于单片机的智能交通灯控制系统设计论文更新完毕开始阅读99b17205a6c30c2259019eb6
毕业设计（论文）
以时钟振荡频率的1／6 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对F1ash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。
·PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。
·EA／VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。F1ash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压Vpp。
·XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 3.2.4 AT89S51芯片最小系统
一个最简单的单片机系统包括晶振、复位、电源、系统的输入控制、输出显示，以及其他外围模块(如通信、数据采集等)。
（1）时钟电路
首先介绍一下单片机的晶振电路，即时钟电路。单片机的工作流程，就是在系统时钟的作用下，一条一条地执行存储器中的程序。单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。单片机系统常用的晶振频率有6MHz、11．0592MHz、12MHz、本系统采用11．0592MHz晶振，电容选22pF或30pF均可。
（2）复位电路
系统刚上电时，单片机内部的程序还没有开始执行，需要一段准备时间，也
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就是复位时间。一个稳定的单片机系统必须设计复位电路。当程序跑飞或死机时，也需要进行系统复位。复位电路有很多种，有上电复位，手动复位等。
（3）EA脚的功能及接法
单片机的EA脚控制程序从内部存储器还是从外部存储器读取程序。由于现在单片机内部的flash容量都很大，因此基本都是从内部的存储器读取程序，即不需要外接ROM来存储程序，因此，EA脚必须接高电平。
本设计中复位方式采用上电∕按键手动复位方式，时钟采用内部时钟。如下图3.4所示。
图3.4 本系统复位与时钟方式
3.3其它硬件介绍及连接 3.3.1车流量检测电路及模拟
如何判断两路口车辆的状况呢？我们要设计一套科学检测车流量而自动调整绿
灯放行时间( 需设定上、下限) 的控制系统,这样无疑会大大提高车辆通过率, 有效缓解交通压力。我们在每车道车辆等待线的前方都安装一个霍尔车辆检测传感器, 当有一辆车通过时就会使霍尔开关型传感器的磁场发生变化, 而产生一个脉冲电平, 脉冲电平送给单片机的计数器处理, 给单片机的计数器定一个初值, 用来判断各方向车辆状况。比如: 20秒内可以通过的车辆为20辆, 当20秒内南往北方向车辆通过车辆达不到20辆时, 判断该方向为少车, 当20秒内北往南方向车辆通过车辆也达不到20 辆时, 判断该方向也为少车, 下一次通行仍为20秒, 当20秒时间内南往北或北往南任意一个方向通过的车辆达20辆时证明该状态车辆较多, 下一次该方向绿灯放行时间改为40秒, 当40秒内通过的车辆
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数达45辆时车辆判断为拥挤, 下一次绿灯放行时间改仍为40秒, 当40秒车辆上通过车辆达不到45辆时, 判断为少车, 下次绿灯放行时间改为20秒, 依此类推。绿灯下限时间为20秒, 上限值为40秒, 初始时间为20秒。这样检测, 某次可能不准确, 但下次肯定能弥补回来, 累积计算是很准确的, 这就是人们常说的模糊控制”。因为路上的车不可能突然增多, 塞车都有一个累积过程。这样控制可以把不断增多的车辆一步一步消化, 虽然最后由于每个路口的绿灯放行时间延长而使等候的时间变长, 但比塞车等候的时间短得多。本系统的特点是成本低, 控制准确。
图3.5 十字路口车辆通行顺序
十字路口车辆通行顺序由于南往北, 北往南时间显示相同, 所以只要一个方向多车, 下次时间就要加长东往西,西往东也一样。
A1104开关型霍尔的工作原理
霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系。磁钢用来提供霍尔能感应的磁场，当霍尔元件以切割磁力线的方式相对磁钢运动时，在霍尔输出端口就会有电压输出，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率，就可以得出圆盘的转速。同样道理，根据圆盘(车轮)的转速，再结合圆盘的周长就是计算出物体的位移。如果要增加测量位移的精度，可以在圆盘(车轮)上多增加几个磁钢。
车流量检测传感器可对单片机控制系统提供实时数据，系统对所获数据进行模糊处理。实现红绿灯模糊控制必须解决对当前十字路口的交通状况的检测，并完成如下工作:
1.输入量的采集，系统采集两个输入量，即两个方向的车流量。 2.输出量的确认，即红绿灯时间值。
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3.设计将输入映照到输出的模糊规则。
4.决定被激活模糊规则的组合方式和清晰处理，生成精确的输出控制信号。 为了采集上述数据，在十字路口的四侧共设置2个传感器。分别检测两个方向的车流量，车流量检测不是最终目的，在每半个循环周期，系统会检测到两个方向的车流量数据，除以时间，那么就可以得到单位时间的车流量，然后比较两个方向单位时间车流量多少，以确定下一次循环红绿灯时间，达到调整的目的。
表 3.3 显示时间选择
车辆情况 本次该方向通行时间 下次表 该方向通行时间 南往北少车，北往南少车 南往北少车，北往南多车 南往北多车，北往南少车 南往北多车，北往南多车 东往西少车，西往东少车 东往西少车，西往东多车 东往西多车，西往东少车 东往西多车，西往东多车
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本次该方向通行时间 本次该方向通行时间 20秒 20秒 40秒 20秒 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 20秒 40秒 20秒 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 40秒 40秒 40秒 20秒 40秒 40秒 40秒