AT89C51单片机交通灯控制系统设计+电路图+程序(2)
2 方案设计 本次交通灯的设计与普通交通灯比较，进行了如下几点改进措施：1)增添了任务切换功能；2）可根据不同时间段道路车流量的不同来智能调节通行时间；3）可根据实际情况对时间和任务进行设置；4）可应对紧急情况的发生。 2.1 系统结构 本次设计是基于80C51单片机进行的交通灯智能控制系统的设计。依据交通灯控制系统的设计原理，软件和硬件相结合实现了智能控制。AT89C51单片机作为主控制器，控制交通灯的状态、数码管的倒计时显示、液晶屏的显示，通过按键开关可对该系统状态进行设置或响应紧急状况， DS1302时钟芯片用于时间控制。 该设计可通过按键更改时间和任务，便于人工控制。采用中断对数码管和交通灯灯进行扫描和控制，时间误差小，实时性强。 系统整体结构图如图2.1.1所示： 1 系统整体结构图 2.2 系统控制方案 本设计以单片机为主控制器，通过实时时钟芯片来获取当前时间，按照用户输入的数据，筛选出满足当前时间执行条件的任务去执行，用户输入的数据存储在非易失的存储介质中，通过 LED、数码管、液晶屏显示交通灯状况及实时时间。 2.2 .1 输入方案 因为本次设计要求能手动或自动设置交通灯的显示时间与万年历的时间，因此采用直接在 I/O 口线上接上按键开关，这是一种十分方便的控制方式，但由于系统硬件接口太多，没有足够的 I/O 口可作为输入按键接口。为了实现系统控制功能，本次设计还采用了 IIC总线扩展 I/O 口的方式来连接硬件。该方案的优点是，使用了 2 根 IIC 总线，扩展了多个按键接口。缺点就是功能有限，编程复杂，但已足够满足本次系统设计的要求。
2.2.2 显示界面方案 本设计涉及状态灯、数码管倒计时、时间设置、源'自:吹冰`!论~文'网www.chuibin.com任务设置等显示功能。因此采用了数码管、LCD1602 与 LED 相结合的方法来分别显示倒计时时间、工作状态、红绿灯闪烁状况。故此设计既有数码管倒计时数据的输出，又有 LED 灯的输出，同时还需要 LCD1602 显示出年、月、日、星期、时、分、秒以及当前执行的任务输出。该显示设计方案的优点是满足了系统功能的基本要求，降低了系统复杂度。 实时时钟模块 数据存储模块 按键控制模块 数码管驱动模块 液晶显示模块 LED 显示模块 单片机 AT89c51 2.2.3 数据存储方案 由于本次设计所选用的 AT89C51 单片机内部没有集成掉电非易失型的 flash 或其他存储介质用于保存用户修改后的数据，所以采用了 EEPROM 作为保存用户数据的存储器。它的优点是：低电压可擦写、内部集成 IIC 总线；缺点：存储容量小、读写速度慢。但用于此设计已经足够。
2.2.4 实时时钟控制方案 为了实现任务分时段控制和显示时间的方便，本设计选用 DS1302 时钟芯片。它可以对年、月、日、星期、日、时、分、秒进行计时，有闰年补偿的功能。其优点是：接口简单、价格低廉、采用 SPI 总线使用方便，具有涓流充电的功能，是一种功耗较低、性能较高、具有 RAM 的实时时钟的电路。 2.2.5 系统设置方案 本交通灯设计以小型十字路口为基本模型，在实现基本显示功能的前提下增加了任务机制和状态控制机制，使用液晶屏辅助显示。用户可根据实际情况，通过按键设置，更加方便的进行各种时间段工作状态的切换，实现自动控制的功能。 本系统共有 9 个任务，每个任务有 4 个状态。用户可根据实际需要进行状态时间点的设置。例如：将任务 1 设置为早高峰时间段，即 7：00～9:00，再设置各个状态的显示时间，具体实现如表 2.2.1-2.1.5 所示：