基于单片机的智能交通灯控制系统.docx

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1、 毕业设计（论文） 题 目 基于单片机的智能交通灯控制系统 学 院 电子信息学院 专 业 电子信息工程 学生姓名 张 灵 学号 159120206 指导教师 胡晶晶 职称 讲师 2019 年 4 月 20 日 学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆工程学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

2、毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日重庆工程学院本科生毕业设计 摘要摘 要为了交通控制系统能智能化，并改善早晚高峰期道路拥堵情况，提高在早晚高峰期车辆通过红绿灯路口时的效率，改善城市交通拥挤的现状，提高路口的通行率。设计了一款以STC89C52单片机为核心，控制DS130时钟模块作为系统的时钟统计电路，另外设有特殊模式的按钮，按下特殊模式按钮可以满足人们对道路通行情况的控制，另设有LCD1602液晶显示器用于显示系统的时间，也能配合按键控制，还有4对8个独立控制的数码管，用于指示路口各向的红绿灯的亮灯时间的基于单片机的智能交通灯控制系统。关键词另起一行：STC89C52 智能 控制系统I

3、I重庆工程学院本科生毕业设计 ABSTRACT ABSTRACTIn order to intellectualize the traffic control system, improve the road congestion in the morning and evening rush hours, improve the efficiency of vehicles passing through traffic lights intersection in the morning and evening rush hours, improve the current situati

4、on of urban traffic congestion, and improve the traffic rate at intersection. A clock statistics circuit based on STC89C52 MCU and DS130 clock module is designed. In addition, there are special mode buttons. Pressing special mode buttons can satisfy peoples control of road traffic. Besides, there ar

5、e LCD1602 LCD display for display system time, which can also cooperate with key control. There are 4 pairs of 8 independent control digital tubes. Intelligent traffic light control system based on single chip computer is used to indicate the time of traffic lights in different directions at interse

6、ctions.Keywords：STC89C52;smart;Control system重庆工程学院本科毕业设计 绪论目 录摘 要IABSTRACTII1. 绪 论11.1 交通灯的发展历史及意义11.2 国内外的现状11.3 智能交通灯控制系统的意义21.4 本文的章节安排32. 智能交通灯模块42.1 交通灯系统的组成42.2 交通灯系统的功能简介73. 原理图和PCB板的设计与实现93.1 原理图设计方案93.2 PCB排版布线103.3实现104. 软件程序的运行与仿真124.1软件程序的编写124.2软件程序的运行144.3 仿真155. 系统检测与调试205.1硬件调试205.2

7、 软件调试205.3 软硬联调215.4 数据分析225.5 实物的操作流程235.6 结论256. 结论266.1本文研究结论266.2展望27参考文献287. 致谢29附录 130附录 231III重庆工程学院本科毕业设计 2 智能交通灯模块 1 绪 论1.1 交通灯的发展历史及意义创造的来源是源于人们对一个事物产生的需要从而带来的问题，来解决人们生活中遇到的困难以及问题。当汽车问世之后，车辆成为了人们出行代步的首选工具，行驶速度比马车等原始交通工具更加快捷，操作还更加的方便，而且不需要每天都要去维护车辆和牲畜，大大的节约了人们的时间。但是随着一个新鲜事物的出现和发展中会渐渐地浮现出各种各

8、样的问题及情况。当汽车的数量越来越多时，交通问题也随之产生，道路拥挤也日益严重。在没有交通灯的时代，路口等车辆交汇处没有有次序的通行会造成道路的拥堵和交通事故，所以在这些问题频频发生的时候，人们就想方法解决这些问题。那就是研究出了交通灯，而交通灯的问世就有效的缓解了交通拥堵在路口的情况9。红绿交通灯是按照设定好的时间来交互改变的光色信号灯，通常设置在路口或其它的特殊地点，用与道路通行权指定给司机或者行人，管制其行止及转向的交通设施。通过红、黄、绿三色灯信号，来指示车辆或者行人停止、注意或者行进6。红绿交通灯的起源的时间大概是19世纪初的英国。由英国机械师德哈特于1868年设计了红色、绿色的煤气

9、交通信号灯，由一名警察手持长杆通过设施的转动带来转换灯的颜色。但是这个里只出现“红，绿”这两色的交通灯。关于黄色灯的发明有两种说法说法。一种说法称中国人胡汝鼎是黄灯的发明者，时间是1927年。另一种说法是美国警察威廉?波茨发明了第一盏红黄绿三色交通信号灯，并在1920年10月投入使用。第二种说法别广泛的得到认可10。1914年，电气的交通信号灯取代了煤气交通信号灯，信号控制系统还被美国人完善了。红绿灯最早出现在1923年的中国上海的英租界。南京路两个重要的路口，最先安装了红绿灯装置。在现在红绿灯越来越普，城市的各个路口都有，已经成为交通车辆疏导最常见和有效的手段。信号灯的出现，有效的管制交通，

10、对于交通流量疏导、提高道路通行能力，有明显减少交通事故的效果8。1.2 国内外的现状目前交通灯设计有很多的方案，交通信号灯控制器方法可以应用CPLD设计实现，交通灯控制系统还有应用PLC实现对其设计，有应用单片机来对交通信号灯设计的方法7。在现代社会中交通灯扮演的角色非常重要，是城市管理交通的重要工具。交通灯是由红、黄、绿3种信号灯和一个显示倒计时的计时器组成，在每个十字路口基本都有一套交通灯控制系统，对人们的安全行车和车辆分流起着关键的作用2。但是随着全民步入小康时代的来临，现有的交通灯还是原来解决车流量不大的老式交通灯，但是不能完全的解决车辆太多带来的交通压力4。目前交通灯运行时间大多数的

11、都是预先设定好的，其最大的缺点就是在高峰期和夜间等特殊时间段不能达到现实要求，因此得不到最佳的车辆分流，这样会造成城市交通的拥挤，以及在一些紧急情况时，不能做到特殊车辆的最优通行，会耽误一些特殊情况的最优时间1。但是对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但在实际行车通过路口的过程中出现的情况，还存在着缺点：1两车道的车辆轮流放行时间相同，在十字路口，车辆较多的干到，放行时间应该长些；车辆较少干道，放行时间应该短些。2两条干道的红绿灯亮灯时间不能随着人们对于交通高峰期亮灯时间的长短需求来进行自我的修改。3.遇到一些特殊情况下，也不能根据交通的需要来改变亮灯的情况，不能满足人们对特殊情况

12、下的需求5。1.3 智能交通灯控制系统的意义为了交通控制系统能智能化，并改善早晚高峰期道路拥堵情况，提高在早晚高峰期车辆通过红绿灯路口时的效率，改善城市交通拥挤的现状，提高路口的通行率。设计了一款以STC89C52单片机为核心，控制DS130时钟模块作为系统的时钟统计电路，另外设有特殊模式的按钮，按下特殊模式按钮可以满足人们对道路通行情况的控制，另设有LCD1602液晶显示器用于显示系统的时间，也能配合按键控制，还有4对8个独立控制的数码管，用于指示路口各向的红绿灯的亮灯时间的基于单片机的智能交通灯控制系统。方便人们的出行，不会因为堵车而影响人们出行的心情。可以给一些如救火，救援，救灾等特殊车

13、辆提供更加疏通的道路情况3。可以通过程序自主的判断时间段来现实高峰模式和普通模式的转换，用智能化的交通控制系统可以改善道路拥堵，提高通行率。还能设置紧急情况按钮，允许紧急车辆强行通过，可以给一些紧急车辆提供便捷。例如当一辆救护车在运送病人的时候，就可以通过控制红绿灯来给救护车提供一个较为疏通的道路情况，可以避免堵车造成的一些不可估量的后果。消防，救援，救灾等其他的特殊情况也可以得到特别的待遇。维护更加的简单，只需将芯片的插座放在较低的位置，如果程序出现差错，就可以快速的更换芯片解决问题。相较于传统的交通灯来说优点在于更加的实用，因为能够区分时间的不同来改变红绿灯的亮灯时间的长短，方便车辆的通行

14、。另外的特殊按键也更加的人性化，毕竟人食五谷杂娘，谁也不能保证自己就不会有一些比较紧急的病情；或者就能保证不会遇到什么紧急的情况；或者为抢险救援提供便利。特殊模式能给一些比较紧急的事件提供方便，设计比较传统的交通灯不会因事件的严重与否从而提供便利，体现出了人性化设计的一点。1.4 本文的章节安排本文提出了智能交通灯系统的设计方案，根据本设计的方案过程可将本文分为共计七章，其各章内容组织如下: 第一章介绍了该设计的研究背景，并分析了过去交通灯的发展。并说明智能交通灯该设计的研究意义和本文的研究内容。第二章主要说明了智能交通灯控制系统选用的各个模块以及其功能，大概的说明了这个设计最终要达到一个什么

15、样的功能。第三章主要介绍了本文系统的原理图绘制和PCB板的过程以及展示了原理图和PCB板的布局布线图。第四章介绍了本设计软件编写，运行和仿真。第五章主要说明了本设计硬件和软件两个部分的调试过程，首先对操作过程进行了阐述，在经过收集到的数据对比出实际功能和预想动能是否一致，最火得出结论。第六章为总结与展望，本章主要对本设计在调试时反馈的数据进行了深刻的分析与预想的对比，达到这个设计最终的要求与预想设计的一直。同时根据实际情况指出了存在的问题与缺陷，和在设计中出现的一些比较严重的问题。第七章为致谢部分，主要是对完成这个毕业设计过程中为我提供帮助的人表示感谢。3重庆工程学院本科毕业设计 2 智能交通

16、灯模块2一级标题前空一行 智能交通灯模块2.1 交通灯系统的组成元器件对于整体实物来说，就是砖快相对于房子的的意义一样，要修什么样的房子 ，就应该选用适合这种房子的砖；如果选择的砖不适合这种房屋的修建，就会造成最终房子的外形和美观度不够，或者安全性能不过关。在选择元器件时，应该考虑是否符合这个设计的需求，当选择的元器件不适合这个整体是，可能会不能实现对实物预想的功能。系统以STC89C52单片机作为控制核心，以DS1302时钟模块作为系统的时间的统计电路，通过单片机对DS1302进行控制，以完成系统时间的设定与读取。STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有

17、8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统的方法51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。如图2.1 单片机图2.1 单片机系统设置有5个独立的按键，第一个按键作为功能设置按键，第二个按键和第三个按键用于两个方向通道的常绿灯控制，第四个按键和第五个按键用于系统时间的加减设定。如图2.2 按键图2.2 按键系统设置有液晶显示模块，采用LCD1602液晶显示器进行显示，主要显示系统的时间，方便进行系统时间的调整

18、。它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。如图2.3 液晶显示器LCD1602图2.3 液晶显示器LCD1602系统设置有4对8个独立控制的数码管，用于指示路口各向的红灯、绿灯的亮灯时间。如图2.4 数码管图2.4 数码管系统设置有4组红绿黄灯，分别用于指示各方向的信号灯。如图2.5 三色灯图2.5 三色灯系统以DS1302时钟模块作为整个电路的时钟输出单元，其优点在于可以计算2100年之前的秒，分，时，日期，星期，月，年的能

19、力；在内部有31个字节的静态RAM，可供使用。由于要分辨时间处于哪个时间段内，这个能够计算年，月，日，时，分，秒比较符合设计需要。如图2.6 DS1302时钟模块作2.6 DS1302时钟模块作2.2 交通灯系统的功能简介系统功能：原有的十字路口红绿灯程序比较的死板，不能合理的利用时间和对车辆的分流，导致的结果是造成了道路的拥挤。为了改善原有交通灯在性能存在的致命缺点，所以我在原有的交通灯上添加了新的功能来弥补这些缺点，而且改变了程序死板的状况。创新的新功能：在十字路口交通灯的变化规律：现有的交通灯运行情况是A向绿灯，B向红灯；A向红灯，B向绿灯。利用数码管显示当前信号灯的时间，采用倒计时的方

20、式，绿灯转红灯时，会有黄灯闪烁以达到提示的目的。尽管这样也能起到车辆分流的作用，由于不能区分高峰期和非高峰期，在高峰期时车辆远远地多余普通模式的车辆，所以存在交通高峰期就会出现车辆分流不合理以及时间分配不均的情况，容易造成道路拥挤，想要合理的分配时间和车流量就显得有些力不从心。所以我在这个系统设计了通过时钟模块读取当前时间，和内部设置的高峰模式时间段对比（高峰模式时间段：每天早上的8点到10点，晚上5点到7点，也就是上班，上学车流量高峰期），发现当前的时间处于高峰模式的时间段内，程序就会自行的改变红绿灯的亮灯时间，A向和B向的绿灯时间会加长，红灯亮灯时间则会缩短，提高红绿灯对时间的利用率，从而

21、改善对车辆的分流情况，改善道路的拥挤状况。当读取的时间不处于设置的高峰期的时间段时间会自动的恢复到设置的普通模式进行运作，完全不需要人为的进行干涉，全靠程序自主的判断。系统设置有LCD显示器，其主要目的是对当前系统时间进行显示，以便于能够调整时间，通过设置了三个按键（图2.7 调时按键）来实现对时间的控制，也可以在发现系统时间出现差错时，利用按键可以对系统时间进行校正。也是为了在演示时方便时间的调整。在演示高峰模式时可以通过设置时间加减的按键，使得时间处于高峰模式的时间段内。来观察数码管倒计时的时间变化。在演示普通模式时就将时间调整出高峰模式的时间段，因为有LCD显示器显示时间，所以能够直观的

22、了解时间处于什么模式的时间段内。也方便对时间误差的校对。图2.7 调时按键生活中往往会遇到很多情急状况，为了能够应对这些特殊情况。本次毕业设计还设计了两个特殊按键，以便于能够满足解决这些特殊情况的挑条件。当按下特殊模式按键时，对应方向的绿灯即为常亮状态，数码管显示的是99，其他方向的红灯则为常亮状态，数码管显示的是00，在将松开按键时，不会应为时间的改变而改变显示的时间。当松开特殊按键后，信号灯则继续进行原来的时间倒数。如图2.8 特殊模式按键图2.8 特殊模式按键8重庆工程学院本科毕业设计 4 软件程序的运行与仿真3 原理图和PCB板的设计与实现3.1 原理图设计方案原理图和PCB板对于整体

23、的实物，就相当于修房子是的蓝图和地基。有了好的蓝图，修出来的房子就会很漂亮很完美；有了好的地基，修建的房子就能经受风吹雨打之后还一直屹立在那个地方。当原理图绘画的完美，PCB板排版布线准确无误，最终的实物的排版看着就会有合情合理的感觉，没有画好就会给人一杂乱无章之感。绘制原理图用的软件是AD13，其全称是altium designer13，是一款支持多边形Blanket，针对PCB对象和层透明度的设置更加方便、规范，Microchip的触摸控制支持，端口高度和字体控制也将更加方便。另外，数据保险库技术现已可提供双层结构，即Altium数据保险库服务器以及个人数据保险库。两种版本的最低级别均可为

24、工程数据提供内容管理系统，工程数据包括为进行制造所发布的数据以及创建该数据所需的控件和进程。采用AD13绘制电路图的步骤：1.1点击菜单栏：文件-New-Project-PCB工程并保存（里面包含有原理图文件，PCB文件，原理图元件库（可以用现成元件库），PCB封装库（可用现成的封装库）。1.2分别新建原理图文件、PCB文件、原理图元件库、PCB封装库。1.3原理图设计（1） 原理图设计采用系统自带的元件库，我们要用到的原件里自带的元件库都可以找到。（2） 点击库-选择相应的元件库-选择元器件-点击放置。（3） 把所有的元器件都选择好后，开始连线。（连线：点击正上方的连线按钮）（4） 连好线后

25、对元器件的标号进行注释。（点击菜单栏：工具-注解-更改更新列表-接收更改-生效更改-执行更改）（5） 最后对原理图进行编译。（点击菜单栏：工程-Compile PCB Project）1.4编译无误之后表示原理图绘制完成。在连接导线的时候不要搞错了引脚的连线，这样就不会出现在仿真时有些元器件没有通电的情况，当两个元器件连接时选择自动连线，就不会出现觉得是将元器件连接在一起的，但是放大之后能够看到明显的断路的情况。3.2 PCB排版布线采用AD13绘制PCB板的步骤：PCB板的定义：1. 将原理图的元件导入PCB文件中2. 定义PCB板的大小3. 定义PCB板的板框PCB的布线：1. 点击元器件

26、红色图框，将其去掉。2. 点击布线按钮，开始布线。布线结束之后点击覆铜。3. 覆铜完毕后，点击设计检查。没有出现问题就完成了PCB 的布线。如图3.2 PCB板排版布线图3.2 PCB板排版布线3.3实现原理图：按照3.1中AD13操作过程用将原理图绘画出来。在这里需要注意的是同一个原件可以把它先绘制出来保存在一个文件夹内，方便绘制时候的调用，能节约时间。可以根据所需要的规格来定义纸张的大小，也可以不用定义，定不定义纸张的大小并不影响绘制的原理图。PCB板：根据3.2所述的PCB板的绘制以及排版布线的操作过程，用AD13将PCB板绘制完成。注意的是在排版布线的时候不应该选用自动打乱，这样会使得

27、原本是相邻的元器件分离太远，影响排版布线的使用程度，且不应将各个线路的路径交汇在一起，这样可以避免PCB板开板之后不会存在短路等情况的产生。由于自己只是绘制PCB板，并没有开板的能力，所以将排好版的PCB板发给PCB板的生产商家，花钱让其帮忙开几块PCB板。这样的缺点在于开板数量少，所有收费比一般的PCB板收费贵，但是还能接受。而且也不是没有优点的，帮忙开板时还能检查一些没有发现布线的问题。到此就完成了原理图和PCB板的制作。11重庆工程学院本科毕业设计 4 软件程序的运行与仿真4 软件程序的运行与仿真4.1软件程序的编写软件作为硬件的灵魂，是整个运行系统的核心。软件的程序设计和测试是系统的关

28、键，保障了系统的稳定性、安全性、可实时性。这里采用的软件是学校的老师在教学时教授使用方法的Keil uVision3软件，这是一款可用于多种8051MCU的集成开发环境(IDE)，PK51及其它开发套件的一个重要组件同时也是IDE。增加了功能导航器、源代码、编辑模板以及加强的搜索功能外，还有一个配置向导功能还由Keil uVision3提供，加速了配置文件和启动代码的生成。打开Keil uVision3软件，这是每一个学习C语言编程的学生都会使用的一个编程软件。点击Project（工程）中的New Prject，创建一个新的程序。选择文件的保存位置，文件进行命名应与编程的程序有关以便自己识别，

29、保存路径最好全是英文的路径，这样就不用怕有中文目录会出现无法编译的情况产生或者出现无法修改的错误。选择想用的单片机的CPU。不要随意的选择一个单片机，因为使用的时候选择的CPU可能和买的单片机可能会出现差错，导致将程序拷入最终实物却不能运行的情况出现；切记在编写程序时使用和所选的单片机要保持一致，否则会造成编译的错误。如图4.1 CPU选择图4.1 CPU选择点击左上角的“Create a new file”，这就会出现能够让编写C程序一块白板,新建一个C程序。如图4.2 新建file图4.2 新建file当编写完C程序之后，紧接着就是C程序文件的保存，切记在保存C程序时，保存的文件名字后面要

30、加要加.C且文件名是英文，不然在调用的时候会找不到编写的C程序。如图4.3 C文件的保存图4.3 C文件的保存当完成了这些步骤之后你的C程序就已经写完并保存了，但是这仅仅只是完成了C程序的编写，并没有运行C程序，所以不知道编写的C程序是否是完善的，没有错误的。4.2软件程序的运行将编写好的C程序找到，因为保存C程序是有.C的后缀名，所以C程序还是很容易被找到。如图4.4 查找C程序图4.4 查找C程序点击编译程序，这个编译也只是编译当前打开的这个C程序。如图4.5 编译图4.5 编译点击链接程序按钮（全部编译），这个编译时编译打开的全部C程序。如图4.6 全部编译图4.6 全部编译在编译都通过

31、之后点击运行按钮。如图4.7 运行图4.7 运行当最终的编译通过之后，就是程序中没有错误，但是警告可能会有，这里并不用将警告也全部改过，有些警告是不影响C程序正常运行的。如图4.8 检测完成图4.8 检测完成在运行时，发现了很多问题，如在确定自己拼写没有出错的情况下有一些未定义一个东西，或者定义的一个东西和程序内部原有的特殊词一致，编译的时候出现错误。但是最多的问题还是在自己编写的时候因为手残不小心多按了一个字母，或者在按的时候没有出来某个字母，造成了拼写的错误，这样就造成了在程序编译时会出现很多的关键词未定义，或者出现其他的错误，这些都是初学者很常见的一个问题。4.3 仿真因为在学习的期间，

32、实验课老师教授了Proteus软件的使用方法。Proteus软件是Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它的优势在于不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台；在编译方面，它能够支持自己选用的Keil编译器。打开仿真程序，找到绘制好的原理图。找到测试程序所需要的hex

33、文件，该文件是在编译程序在无误之后产生的一个文件，将hex文件导入原理图的STC89C52中。如图4.9 原理图图4.9 原理图点击左下角的三角形图案，运行整个程序，由于没有将时间设置到特殊模式的时间段内，所以程序运行时所处的模式是普通模式。如果在运行时出现了什么问题，就应当点击停止按钮，也就是黑色的张方形的那个按键，来进行改错。如图4.10 开始，图4.11 普通模式图4.10 开始图4.11 普通模式在普通模式调试结束之后，将时间调整到上午或者下午高峰期时间段之内。来测试程序是否可以自行读取时间从而自主的进行模式的转换。这里是将时间调整至下午的高峰期的时间段之内。如图4.12 所示的时间。

34、图4.12 预想的高峰期模式下绿灯的亮灯时间会比普通模式的亮灯时间长10S，在运行程序发现此时红绿灯开始倒计时的时间是处于高峰期时，绿灯的亮灯时间相对于普通模式而言时间长了10S，红灯的亮灯时间缩短，发现仿真的情况和预想的是吻合的。如图4.13 高峰模式图4.13 高峰模式将普通模式和高峰模式的仿真完成之后，并且将遇到的问题全部改正确，保证无误之后进行下一步的测试，特殊模式的调试。开始特殊模式的测试：将设置的特殊模式的按键按下，这里就会发现一个方向的绿灯出现常绿的情况，另一个方向的红灯则是一直亮红灯，而且不随时间的改变而改变显示时间，由于这是为了应对一些情急情况设计的，仿真的结果也符合预想的要

35、求，且只有在松开这个按键之后才会继续刚才的计时。如图4.14 特殊模式图4.14 特殊模式完成以上的全部操作之后，通过所收集到的数据进行分析。得到的结果是在proteus仿真时，在所有设想不同时间的不同模式情况下，都能完成全部本人预想的设计功能如：在每天早上的8点到10点，晚上5点到7点，A向和B向的绿灯时间相较于普通模式会加长，红灯时间会缩短；其他时间段时间会恢复到默认值也就是普通模式。以及系统设有特殊模式按键，可以通过两个按键对两个方向的信号灯进行常亮控制，当对应的按键按下后，该方向绿灯即为常亮状态，另外一个方向的红灯也是常亮状态，数码管显示的时间不会再改变，只有在松开特殊模式按键之后信号

36、灯才继续开始信号周期的倒计时等功能吻合，也与本人最初设想的功能保持一致。在仿真的时候经常会遇到摸个元器件没有通电的情况，这些是自己连线的时候没有将各个引脚完全的连接在一起，出现了断路路的情况，这是在连线的时候没有将两个线头连接节在一起，所以应当选择在两个线头重合在一起的时候自动连接的模式。这样就不会出现断接的情况，会节约重新连线的时间，让自己的仿真更快的结束。43重庆工程学院本科毕业设计 5 系统检测与调试5 系统检测与调试本章主要完成了硬件系统和软件系统两大测试。硬件就相当于房子本身，而软件就相当于房子的电路，水路，气路等功能设施，两者相辅相成，缺一不可。硬件系统采用了模块化测试方法，从硬件

37、电路测试，在到各个模块测试。提出了系统存在的问题和采取解决方法。软件主要测试了是否能通过Keil uVision3的编译和proteus仿真是否能够达到预想的要求。5.1硬件调试硬件系统搭建完毕，硬件测试是系统运行最重要的关键，硬件作为系统运行的基本核心，系统硬件不正常运行，往往会出现各种各样的问题，很多常见的问题是由欠压、过流、接触不良等一系列原因造成的。硬件在通电之前，需反复查看硬件电源正负是否短路，元件极性是否反接，线路是否断裂等问题。防止整个硬件因为这些小问题就烧毁了自己辛苦的来的结果。首先进行的是断电调试：为了保证实物和本人的安全，避免出现硬件电路被烧坏或因为硬件爆炸伤人的情况出现，

38、一开始先进行的是断电测试。首先用万能表检查电路是不是有短路和短路的情况出现及是否存在虚焊，或者焊锡过多将两个或者多个引脚不小心连接在一起情况出现。然后看看焊接的电路是不是合设计的原理能对上，如果不行就改正焊接情况。在将这些问题都检查完之后，确定每一个线路电压有没有出现错误。断电检查通过。在断电调试通过后进行通电调试：将USB接入电脑的插口，看看整体实物是否可以开始正常的工作，各个元件是否有存在没有工作的情况出现，试试各个功能按键是不是能够正常的控制这个按键所管的电路，再试试各个按键是不是可以控制相对的器件。排查一切可能会影响到之后功能测试的潜在因素，将一切能想到的情况都检查以后发现没有问题。通

39、电调试通过。5.2 软件调试软件作为硬件的灵魂，是整个运行系统的核心。软件的程序设计和测试是系统的关键，保障了系统的稳定性、安全性、可实时性。写好程序之后，将程序导入Keil uVision3进行程序的运行，看是否存在错误。如果有错误的存在，就进行错误的改正（又不会的可以上百度查找或者问指导老师），有警告就可以忽略不看。用proteus进行仿真。将C程序拷入proteus中STC89C52的芯片中，看看是否可以正常的运行设置的普通模式，发现可以正常的运行。就将时钟模块的时间调至上午的8点到10点的范围之内，看看单片机是不是可以识别时间从而自行的进入高峰模式，如果不行就返回去看看程序是否定义完善

40、；经过测试发现程序可以自行的判断上午高峰期的时间段，同样的方法来测试下午5点至7高峰期时间段可否别程序识别。最后的结果就是上下午的高峰时间段都能进行自我的识别。特殊模式的测试就是将设置的特殊按钮进行按下，是否出现这个按钮控制的方向上的绿灯是否是常亮的状态，如果是就证明这个程序没有问题，如果特殊按键按下之后没有反应的话，就说明程序中的中断设置没有定义完善，返回去修改程序的中断部分。5.3 软硬联调将检查完毕且通过proteus仿真的程序实拷入主板中STC89C52芯片里面，进行软件和硬件的软硬件联调，目的是为了验证最终实物是不是能够完成自己预想的功能。用USB连接电源为整个模块供电，打开开关看自

41、己焊接的智能交通灯系统实物是否是按照设定好的程序来运行的，如果不是就进行程序的修改，在进行一次仿真在拷入程序。一切无误之后在进行下一步的调试。一开始观察LCD1602显示器上显示的时间，来判断这个交通灯是处于什么模式的，观察显示器的时间得知，这里是处于普通模式。让这个系统的方向指示灯多运行几次，看看是否出现差错。确认无误之后得出普通模式完成。在普通模式完成调试之后，在进行特殊模式的调试。按下特殊模式的按钮看看对应方向的绿灯是不是常亮的状态，且该方向的指示灯的时间是不是99。如果发现特殊模式并没有按照自己的预想进行变化切整个电路并没有反应，就说明了按键电路的连接出现了问题。修改连接电路在进行测试

42、，最终实现了特殊模式的情况（如图5.1 特殊模式）。最终确认特殊模式和自己预想的特殊模式功能一致。特殊模式调试完成。图5.1 特殊模式在完成特殊模式的测试，在进行高峰模式的调试。在整个实物板的后面有三个按钮和一个LCD显示器。三个按钮的作用是：第一个按钮是进入时间调时的按钮，按下第一次会显示set hours（设置小时），按下第二下就会出现set minutes（设置分钟），按下第三下就会退出时间的设置；第二个按钮是增加功能；第三个按钮是减少功能。再将时间设置到预设的时间段，看看实物是不是可以按照设定的时间来运行高峰模式及红灯亮灯的时间减少，绿灯亮灯的时间增加，发现可以自行的判断时间来满足从普

43、通模式到高峰模式的自行转换。5.4 数据分析在南面的数码段的左面有两个特殊模式的按钮，将第二个按钮按下，可以观察(图5.2 特殊模式)可知东西方向的绿灯会出现常亮状态。并且数码管的显示的时间是没有发生改变的，不会以为时间的改变而减少，经过分析表明，特殊模式的设置是完成的。图5.2 特殊模式在将时间调至特殊时间段之后的运行情况（如图5.3 高峰模式），经过多次的观察发现，在时间处于特殊时间的时候程序会自行的运行高峰模式，绿灯的亮灯时间增加10秒，红灯的亮灯时间减少10秒，黄灯不变，表明高峰模式实物是可以达到的。图5.3 高峰模式5.5 实物的操作流程最终实物正面图5.4 正面：图5.4 正面背面

44、图5.5 背面：图5.5 背面从正面图5.4可以看到3个黑色的按键。西北方向的按键是重置整个程序的按键，按下之后整个系统的计时会重新开始计时。南方的两个按键时特殊模式的按键，当按下左面的按键时，会发现南北方向的绿灯会是常亮的，而南北方向数码管显示的计时会变成99，东西方向的数码管显示00,在紧急模式下数码管显示的时间不会改变，只有松开才会继续进行刚刚运行的模式；按下另外一个特殊模式按键就会亮东西方向的绿灯，南北就是红灯，其他情况就如同按下第一个特殊按键的情况一样。从背面图5.5可以看到，在USB插口旁边有个按键，这个按键时整个模块通电，这是控制整个模块通断电的按钮。在南方向有三个黑色的按键，在

45、北方有一块LCD1602液晶显示器，这三个按键可以调整液晶显示器显示的时间来达到让这个系统的时间处于不同模式的时间段内，方便毕业设计演示高峰模式和普通模式红灯的亮灯时间的区别。也方便发现系统时间存在错误时来进行调整整个系统的时间，来保证整个系统能按照设计者预想的运行方式正常的运行。调整整个实物时间的操作过程：第一个按钮是进入系统时间调时的按钮，当按下按键第一次会显示set hours（设置小时），当按下第二下时会显示set minutes（设置分钟），按下第三次按键就会退出时间的设置。第二个按钮是在调整小时和分钟时起到增加时分的功能；第三个按钮则是能够减少时分的功能。三个按键配合使用就能起到调整时间的功能。5.6 结论通过5.4软硬件联调收集数据并分析之后，可以得到结论在每天的8点到10点，晚上5点到7点，A向和B向的绿灯时间会加长，红灯时间会缩短。其他时间段时间会恢复到默认值即普通模式。可以通过系统的两个特殊模式按键对两个方向的信