一、緒論1.1交通燈研究的背景交通對于當代社會文明和經(jīng)濟的發(fā)展十分重要,人類社會的行為離不開交通燈控制系統(tǒng)。隨著人類社會科技的進步，以及改革開放帶來的成效，機動車被更大程度的普及，隨著汽車購買數(shù)量的上升，交通擁擠和環(huán)境破壞也逐漸讓人類備受苦惱，擁有一個智能交通燈控制系統(tǒng)是促進社會發(fā)展的核心。交通燈對于城市經(jīng)濟發(fā)展十分重要，對全球文明和經(jīng)濟發(fā)展起著十分關(guān)鍵的作用。城鄉(xiāng)交通問題是困擾城鄉(xiāng)整體經(jīng)濟水平發(fā)展、制約城鄉(xiāng)居民生活水平的重要因素。城鄉(xiāng)道路擴建的上限與機動車增加的底限這對矛頭是導致城鄉(xiāng)交通不發(fā)達的根本原因。事實表明道路容量對于機動車的作用還在直線上升，短期內(nèi)還不可能改變。然而智能控制系統(tǒng)普及以后，不管控制硬件的進步多顯著，控制邏輯都無法進展。所以就智能控制系統(tǒng)而言，依舊缺少一種智能的交通燈響應控制策略。在少數(shù)案例之中，有些新型的控制策略的確是能夠?qū)崿F(xiàn)，可是由于他們早期的控制策略有些落后，缺乏能夠改善交通情況的控制策略，導致十分成熟的智能控制策略沒有出現(xiàn)。所以具有智能控制的交通燈控制系統(tǒng)特別具有學術(shù)和應用價值。未來全球城市的交通燈控制系統(tǒng)只有依靠智能控制才能適應新時期的城市交通發(fā)展"。從長遠的方面考慮，此研究有非常先進的科技影響。1.2國內(nèi)外交通的現(xiàn)狀隨著人類社會科技的進步，以及改革開放帶來的成效，對于交通的需求和交通量快速提高，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通堵塞一天比一天嚴重，道路運輸所帶來的交通堵塞和環(huán)境破壞等負面效應也一天天增加，逐步成為社會經(jīng)濟發(fā)展中的全世界問題。交通問題依然成為全世界共同的問題，全球各地的交通問題日漸上升。為了徹底解決交通矛盾，通常由以下幾種辦法:一是控制汽車的購買:二是增加城鄉(xiāng)道路；三是通過限號，減少道路上的車輛。但是這幾種辦法都不能徹底的解決問題。城市的快速發(fā)展離不開交通，而且目前我國車輛制造行業(yè)還在啟蒙階段，所以通過控制車輛的購買來解決問題不是最好的辦法。另一方面來說通過大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施的辦法，在大自然環(huán)境保護越來越重視的如今，面對缺乏完善的交通系統(tǒng)，日益下降的大自然資源以及環(huán)境破壞所帶來的影響，也將日益嚴重。因此不能僅靠控制汽車的購買和增加城鄉(xiāng)道路和限號這三種辦法來適應新時期的智能交通燈系統(tǒng)。

由于世界各國、各地的實際情況不同，并且運輸系統(tǒng)是一個復雜而不穩(wěn)定的系統(tǒng)，早期科學家提出的各種辦法相對都不成熟。全球各國早就開始了城市交通控制的研究，1868年，英國倫敦燃汽信號燈的問世，標志著城鄉(xiāng)交通控制的開端。1913年，在美國俄亥俄州的Cleveland市出現(xiàn)了世界上最早的交通信號控制。1926年美國的芝加哥市采用了交通燈控制方案，每個交叉口設(shè)有唯一的交通燈，適用于單一的交通流。[1]從那時起，智能交通控制和模糊控制一直在不斷更新，交通管制系統(tǒng)得到了不斷改善，同時增強自然環(huán)境的呵護。從上世紀后半期開始，隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，自動化技術(shù)的發(fā)展使越來越多的行業(yè)趨向于自動化，其中交通控制系統(tǒng)的發(fā)展尤為顯著，交通控制理論和技術(shù)水平上升。早在1977年，Pappis等人就將模糊控制運用到交通控制上[2]，經(jīng)過設(shè)立數(shù)據(jù)中心對全世界各地不同復雜程度的道路情況進行模糊控制，最后的結(jié)果也令人滿意。從2000年以來歐美等發(fā)達國家率先建立了智能控制的交通控制系統(tǒng)，這些發(fā)達國家率先使用了新型檢測傳感器等設(shè)備。二、總體設(shè)計的概述2.1車輛檢測傳感器隨著人類社會科技的進步，以及改革開放帶來的成效，各城市機動車的與日俱增，使我國的交通狀況發(fā)展十分不理想，并且大部分城市都有這種惡習，因此改變這種情況的唯一措施就是建立智能控制的交通燈控制系統(tǒng)。交通控制中心可以通過智能化地分析收集到來的實時交通信號和數(shù)據(jù),實時地控制行駛中車輛的轉(zhuǎn)向和交通信號燈變化,以便于達到一種智能化控制的交通路燈控制系統(tǒng);同時也可以做到及時處理交通事故的發(fā)生。由此可見數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在交通控制系統(tǒng)中有著十分重要的作用和地位,同時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要組成部分還包括了車輛檢測傳感器,,下文就列舉了幾個目前較為典型的汽車檢測技術(shù)。下文列舉了了幾個目前比較典型的車輛檢測技術(shù)。2.1.1感應線圈傳感器感應線圈檢測器是如今交通控制系統(tǒng)中使用的主要檢測傳感器。感應線圈檢測器主要是依靠內(nèi)部的絕緣線圈、數(shù)據(jù)輸入線和檢測器進行工作的，因此汽車觸碰到感應線圈傳感器時會使感應線圈回路電感量發(fā)生變化，使控制箱中收到脈沖，從而顯示車輛的出現(xiàn)。感應線圈能夠檢測到多種車輛信息例如車輛經(jīng)過、車輛數(shù)目及交通占有率等信息。2.1.2超聲波檢測傳感器超聲波檢測器是目前交通控制系統(tǒng)主流運用的檢測傳感器。超聲波檢測器的工作原理是由超聲波發(fā)射器的波幅所決定的[3]，其發(fā)射出脈沖波后會反彈到原處，由此來判斷到物體的距離；同時超聲波檢測傳感器還可以分析反饋回來的超聲波波形判斷路上機動車的出現(xiàn)，還可以通過信號處理模塊得到車輛經(jīng)過、車輛數(shù)目及交通占有率等交通信息。超聲波檢測傳感器需要較短的脈沖重復周期，因為較短的脈沖重復周期可以縮短相近脈沖波之間發(fā)射時間，這樣能夠提高對道路上車輛的測量效果，使得超聲波檢測傳感器能夠得到更加準確的脈沖數(shù)來反應車輛信息。2.2模糊控制模糊控制是控制方式的新紀元，其新穎之處合理使用模糊集合各種知識，模糊控制非常先進，它能夠用特殊方法表現(xiàn)出高等動物的語言。交通系統(tǒng)相對來說具有模糊性的復雜系統(tǒng)，所以不容易建立起數(shù)學模型，因此在交通控制領(lǐng)域模糊控制具有日常的交警指揮交通的思維，這樣就能夠克服交通系統(tǒng)的偶然性和不穩(wěn)定性。因此，模糊控制被廣泛利用在各交通系統(tǒng)中，不管道路的難易程度都可以使用模糊控制來實現(xiàn)管理。模糊控制對于智能交通燈控制系統(tǒng)十分重要，它能夠解決交通控制系統(tǒng)中形成數(shù)學模型的難題。2.3交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計方案自從改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對于機動車的購買也越來越多，機動車的增加也帶來城市交通的擁堵，城市交通的擁擠限制了城市的發(fā)展，所以一個發(fā)達的國家必須具備一個多樣性、可靠性的交通燈控制系統(tǒng)。現(xiàn)如今，實現(xiàn)交通燈控制有很多種方法，下面列寫兩種經(jīng)典的設(shè)計方法，分別是用單片機和PLC實現(xiàn)。2.3.1用STC89C52單片機實現(xiàn)控制系統(tǒng)的方案由于MCS系列單片機集成了幾乎完整的具有強大處理功能的中央處理器，因此中央處理器集成了方便靈活的特殊寄存器，硬件加法，減法，乘法，除法器，布爾處理器以及各種邏輯運算和傳輸[4]。說明，這為我們提供了使用單片機控制系統(tǒng)的方便。單片機把一個單片機的主要組成部分都集成在一個芯片上,大大減少了數(shù)據(jù)傳遞的距離,更快的執(zhí)行速度和支持能力。由于它采用的是基于芯片的微型電腦,因此它們可以優(yōu)化整個芯片中每一個功能組件的結(jié)構(gòu)布局和結(jié)構(gòu),所以，測試系統(tǒng)必須依靠單片機來實現(xiàn)。使用單片機對于測試系統(tǒng)是最可靠的辦法。在本文中，我們更喜歡選擇單芯片解決方案。單片機控制系統(tǒng)的使用具有優(yōu)于其他控制方法的明顯優(yōu)勢，因為電路可以輕松達到理想狀態(tài)，并且只要更換CPU，單片機就會選擇STC89C52。STC89C52內(nèi)部具有8KB閃存和256BRAM，以及6個中斷器。具有超強的抗干擾性，超低的功耗，便捷的編程，經(jīng)濟性等優(yōu)異的應用價值。2.3.2用PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)的方案PLC是工業(yè)控制中普遍使用的數(shù)字微型計算機，計算機擁有與其相同的特點：以CPU（中央處理單位）。PLC采用可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令[5]，PLC是一種在工業(yè)控制中被廣泛使用的數(shù)字操作的微型計算機PLC具有所占空間小、能量損失低、維修方便、周期短等優(yōu)勢。由于PLC智能交通燈系統(tǒng)可能無法在短期綠燈期間達到智能控制的效果，因為機動車流量的變化是累積流程，但是在長期的綠燈期間，它可以實時變化時間根據(jù)交通流量。調(diào)整時間，以使流量始終暢通無阻。這為城市交通管理的智能化發(fā)展極大提高機動車通過紅綠燈路口時間，增加通過交叉路口車機動車流量，并且緩和道路擁堵提供創(chuàng)新的思路。2.5設(shè)計的總體方案由于交通系統(tǒng)是一個具有偶然性、恍惚性和不穩(wěn)定性的復雜系統(tǒng)，因此，建立交通系統(tǒng)的數(shù)學模型任務十分艱巨。而本設(shè)計采用模糊控制。系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖三、交通信號模糊控制器的設(shè)計3.1智能控制原理設(shè)計模糊控制時，綠燈時間為兩部分：一種是固定值30秒（各地方時間不同）當作交叉路機動車參數(shù)的采集時間T1；另一種是依照兩個方向車輛變化來模確定模糊決策的時長T2。比如，當車輛在南北方向比東西方向的車流量大時，此時南北方向的紅燈時間減少綠燈時間增加，東西方向則與其相反，就是T2加多，避免交通系統(tǒng)堵塞；當車輛在東西方向比南北方向的車流量小時時，此時東西方向的紅燈時間減少綠燈時間增加，南北方向則與其相反，即模糊決策的時間T2減少。3.2模糊控制器中預驗變量的設(shè)計假設(shè)交叉路口的紅綠燈具有南北向和東北向，并且在任意時間只能有一個方向可以通行，其中南北方向和東西方向是兩兩相同的系統(tǒng)，兩個方向同時通行或者同時停止前行，因此取用南北方向和東西方向四個方向的最大值進行對比，并且不是用南北之和和東西之和進行對比。在模糊控制系統(tǒng)下，交通需求量和是指在規(guī)定時間內(nèi)，交通道路上未通過交叉路口的車輛最大值X和Y。輸出模糊量是指在規(guī)定時間內(nèi)綠燈所需要額外增加的時長T2。3.3輸入輸出隸屬度函數(shù)將輸入量模糊化的時候，必須考慮變量的基本論域和模糊論域。基本域是變量的實際變化范圍[6]，它通常由人類的儲備知識確定。模糊域是語言變量的定量水平n。在基本域和模糊域明確后，就可以輸入和輸出模糊變量。實質(zhì)具有變量和顯示規(guī)模。已知基本論域和模糊論域后，就可以確定量化因子和比例因子。量化因子定義為輸入語言變量的量化等級與其實際變化值的比值[7],式子展示為：K1=n/x，K2=n/y在這個式子當中，x是指東西方向的變更區(qū)域，y是指南北方向的變更區(qū)域，而n是指語言變量的級別。比例因子的定義輸出的程序變化范圍與其量化級別的比率,公式表示為：K3=t2/n其中，t2為輸出語言變量的實際更改范圍；n為量化等級。3.4模糊控制原理本系統(tǒng)模糊控制規(guī)則根據(jù)經(jīng)驗獲得，共有25條模糊規(guī)則[8]。當南北和東西方向的在同一量級狀態(tài)下處于同一量級時，同為一共分為兩種情況：當同為少時，延長時間T2取少，當同為中時，延長時間T2取中，當同為多時，延長時間T2取多。其目的是保證在交通交叉路口，四個方面車流量相同時，能夠更夠的達到交通順暢狀態(tài)。T2的模糊規(guī)則如表3.1所示表3.1T2的模糊規(guī)則3.5極快建成模糊控制查詢表同的采樣點X，Y對應不同的T2，由于X的模糊論域是(0~5)，Y的模糊論域是(0~5)[9]，因此一共有25個T2，本設(shè)計的數(shù)據(jù)都可以在通過上述的方法得到，但需要計算36次，有點辛苦。使用evaifis功能，可以輕松得到所需要的T2值。fori=0:1:5X=[iiiiii]Y=[012345]a=readfis('jiaotongdeng')；evalfis([X;Y],a)End將程序獲得的值四舍五入到最接近的整數(shù)，然后獲得模糊控制查找表。如表3.2所示。四、系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1芯片介紹4.1.1SCT89C52RC單片機的主要功能介紹高速SPI串行口超強抗干擾能力與高可靠性超低功耗設(shè)計硬件看門狗定時器{WDT）全雙共異步串行口寬空座電壓512B內(nèi)部RAM采取降低單片機時鐘以減少對外部電磁輻射的措施8通道10位ADCSTC89C52的內(nèi)部Flash程序存儲器增加1倍，達到8K。其引腳圖如下圖4.1：圖4.1STC89C52引腳圖4.1.2LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件（4），不需要關(guān)心其內(nèi)部的引線，只需要繪制其路線。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。符號和引腳共陰極共陽極圖4.2LED數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4.2車輛檢測電路車輛檢測電路主要是由超聲波檢測電路組成，超聲波檢測傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括：發(fā)射和接受電路。超聲波傳感器和系統(tǒng)傳感器的頻率都為40KHz。其工作原理是：計算超聲波檢測電路中超聲波一個來回的時間，當聲波接觸到物體時，聲波返回到接收電路。單片機是超聲波發(fā)射電路的主要工作原件，單片機通過用p0.0引腳發(fā)射超聲波。每次傳輸包含大約10個脈沖。在發(fā)送第一個超聲脈沖后，計數(shù)器開始計數(shù)，在檢測到第一個回波脈沖時計數(shù)停止，并且計數(shù)器計數(shù)的時間就是超聲波的往返時間[10]。4.2.1超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射器電路包括兩個部分，一個超聲波振蕩器和一個超聲波發(fā)射器探頭，如圖4.3所示。晶體管VT1和VT2形成一個強大的反饋頻率穩(wěn)定振蕩器。VT2收集器輸出的微小變化通過超聲波發(fā)射器探測器反饋到VT1的底部。在VT1放大后，它被直接添加到VT2的基礎(chǔ)上再放大。此電路中，超聲發(fā)射探頭是超聲發(fā)射元件和接受原件。一方面，探測器將vt2的輸出反饋到VT1的底部。另一方面，作為振蕩器的諧振頻率穩(wěn)定器，它可以將振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定在其固有頻率。超聲發(fā)射探頭兩端的振蕩波形與于方波相似。圖4.3超聲波發(fā)射電路4.2.2超聲波接受電路前置放大器使超聲波感應電路接受的信號增強。U1A用它來輸出2.5V電壓來偏置其他放大器。考慮到超聲接收機輸出阻抗較高，所以U2A用來提高內(nèi)部的輸入阻抗而U3A用來提高信號的保障；U4A以10倍的收益和200倍的總收益組成反相放大器。雙極比較器將最后的信號轉(zhuǎn)化為被微控制器接受的信號。圖4.4超聲波接受電路4.3顯示驅(qū)動電路該設(shè)計使用由PNP晶體管驅(qū)動的2位共陽極LED數(shù)字管。數(shù)碼管的筆代碼由單片機的P0端口輸出，位代碼由單片機的P1.0和P1.1引腳控制。只要P1.0和P1.1引腳之一為低電平，就會顯示相應的位。換句話說，當P1.0輸出為0時，晶體管VT1導通，并且連接的共陽極數(shù)碼管顯示器開始工作。當P1.0的輸出為1時，晶體管VT1截止，所連接的數(shù)碼管顯示屏結(jié)束運作。這里使用動態(tài)顯示。顯示驅(qū)動電路如圖4.5：圖4.5顯示驅(qū)動電路4.4交通燈驅(qū)動電路現(xiàn)在，交通燈都是交流220v下進行工作的，所有交通信號燈采用固態(tài)繼電器驅(qū)動。交通燈的驅(qū)動電路如圖4.6所示。圖4.6交通燈的驅(qū)動電路圖4.6交通燈的驅(qū)動電路五、系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1程序設(shè)計總體流程圖總體軟件設(shè)計時用來調(diào)節(jié)各個程序之間的關(guān)系。主程序模塊的作用是對系統(tǒng)進行優(yōu)化，和合理使用多計算機通信子例程，并將每個從機檢測到的服務流發(fā)送到主機進行處理。經(jīng)過比較，獲得東西方向和南北方向的交通量X和Y的最大值，然后對兩個輸入狀態(tài)量進行模糊處理[11]。得到最后的元素值可以在控制表中查出對應的數(shù)值。元素表達形式的控制量乘以比例因子以顯示交通信號燈控制。其流程圖如圖5.1所示。圖5.1程序設(shè)計總體流程圖5.2多機通信子程序流程圖設(shè)計在主從通信系統(tǒng)中，主從機只有兩種模式（2和3）。主機的SM2位必須為0，來保證主機的兩個信號可以完好的接受和發(fā)出。主機的信號有兩個：地址信息和數(shù)據(jù)信息，即系統(tǒng)中有多臺計算機進行通信，模式2和3僅具有8位數(shù)據(jù)，而第9位是地址/數(shù)據(jù)標志。當主機和本地計算機的IP一致時，認為主機想與自己通信。此時，從機將本地地址信息發(fā)送給主機，繼而將SM2處于0，使承擔主機發(fā)出信息。圖5.2主機子程序流程圖5.3查表子程序設(shè)計應用模糊控制器來得到所要查詢的查詢表。本次實驗時，在編程期間，X的變化范圍為0-15，而Y的變化范圍為0-20[8]。關(guān)于模糊控制查找表是一個16×21的矩陣，它在編程過程中以二維數(shù)組的形式存儲在微控制器中，其中[i][j]表示X=i，Y=j，T2＝a[i][j]。這樣，只要檢測到X和Y的值，就可以找到對應的延遲值T2以完成查表工作。因此單片機只需要在過程中采集輸入狀態(tài)量進行處理，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的模糊量和宇宙中元素的值，即可找到相應的輸出量。在控制過程中，使用控制量并將其乘以比例因子來實現(xiàn)方針。5.4交通燈顯示子程序設(shè)計我們對日常生活中的交通信號燈非常熟悉。它們位于交叉路口。控制過程為：南北向開放時，綠色指示燈亮，東西向紅色指示燈亮。此時，通過數(shù)字顯示器來顯示所有時間；當數(shù)字顯示器為零時，南北方向只有黃色指示燈亮。此時，此時數(shù)字顯示其顯示5秒鐘的倒計時。當南北方向的黃色指示燈亮起時，通行方向開始由南北轉(zhuǎn)為東西。指示燈轉(zhuǎn)換成功之后，東西方向的綠色指示燈開始亮起，南北方向的紅色指示燈亮起，此時的通行方向由南北轉(zhuǎn)為了東西。而當東西方向的綠色知識的上的數(shù)字顯示器到0時，東西方向只有黃燈開始亮，同時也有5秒鐘的數(shù)字顯示器，同時通行方向開始有東西轉(zhuǎn)換為南北，當東西方向的黃色指示燈的數(shù)字顯示器為0時，南北方向開始通行，東西方向禁行。此時南北方向的綠色指示燈亮起，東西方向的紅色指示燈亮起。交通燈顯示子程序流程圖如圖5.3所示圖5.3交通燈顯示子程序流程圖第一種狀態(tài)是東方和西方紅色指示燈亮，北方和南方綠色指示燈都亮。第二種狀態(tài)是北和南綠色指示燈熄滅而黃色指示燈亮。第三種狀態(tài)是南北黃色指示燈不亮，紅色指示燈亮，東西紅色指示燈滅，綠色指示燈亮。第四個狀態(tài)是東西向。綠色指示燈熄滅，黃色指示燈亮[11]。在交通信號燈控制所用時長由計時器生成。將計時器計時時間設(shè)置為50ms，然后通過軟件計數(shù)方法將計時器重復20次，計數(shù)為1s，并使用flag作為標志位，即標志位從0變?yōu)?。這是1秒的時間。在交通信號燈功能中，通過檢測標志位的變化次數(shù)來獲得延遲時間。在交通信號燈控制過程中，有一個與任何燈光都相對應的倒計時顯示。除了固定為5秒的黃燈外，還應根據(jù)檢測到的交通流量改變交通信號燈顯示的倒數(shù)時間。關(guān)閉和時間顯示必須同步。在本設(shè)計中，當設(shè)計交通信號燈顯示子程序時，它將在延遲的同時顯示倒數(shù)，并且顯示的時間是延遲時間。5.5中斷服務子程序設(shè)計在中斷服務子程序中實現(xiàn)的內(nèi)容：重新加載定時器的初始值；生成1s標準時間，并使用flag作為標志位。計時器的初始值設(shè)置為50ms，然后通過軟件計數(shù)方法將計時器重復計時20次，計數(shù)為1s，并設(shè)置了可變計數(shù)以進行計數(shù)。執(zhí)行該程序時，判斷計數(shù)是否計數(shù)為20。如果計數(shù)等于20，則當1s遞增時，計數(shù)被清除為0，并且標志位被設(shè)置為1。中斷服務子程序流程圖如下：圖5.4中斷服務子程序流程圖5.6顯示子程序設(shè)計本系統(tǒng)中的數(shù)字顯示器采用的是顯像管（2位）來完成交通燈上數(shù)字顯示。以南北方向為例，時間每次減少一秒，并且從設(shè)定值上開始減少直到數(shù)字顯示器為0時停止工作。接著就是黃燈的數(shù)字顯示器開始工作，也是從設(shè)定值開始減少直到數(shù)字顯示器為0時停止工作[12];最終紅燈也是從設(shè)定值開始減少直到為0是停止工作。接著，綠燈也是從設(shè)定值開始減少直到為0是停止工作，并重復該循環(huán)[13]。顯示子程序圖如圖5.5所示：圖5.5顯示子程序流程圖六、程序調(diào)試6.1程序調(diào)試的主程序流程設(shè)計該系統(tǒng)主程序模塊的主要任務是初始化系統(tǒng)，掃描鍵盤并根據(jù)所需功能執(zhí)行相應的操作并顯示值。其流程圖如圖6.1所示。圖6.1主程序流程圖6.2鍵盤子程序設(shè)計6.2.1鍵盤掃描子程序鍵盤鍵掃描的過程：（1）首先判斷是否有按鍵被按下。該方法是將所有行為設(shè)置為低級別，然后判斷是否有按鍵。如果未按任何鍵，則鍵值為F0H；否則為0。如果按下了一個鍵，則不是F0H。（2）延遲消除按鍵抖動。如果按下一個鍵，則延遲為10-20ms，然后再次判斷是否按下了一個鍵。如果此時仍然有按鍵，則認為鍵盤上的某個鍵處于穩(wěn)定的關(guān)閉時間段[14]。（3）如果有鍵關(guān)閉，請找到關(guān)閉鍵的鍵值。查找鍵值的方法是先輸出行掃描的初始值，然后掃描該行（即掃描第一行）以確定是否有按鍵。如果等于F0H，就說明沒有按鍵。假如與F0H不同，就說明按鍵時，將輸出相應的列值，然后計算該鍵值。如果在掃描的行中未按任何鍵，則將掃描下一行，直到掃描完所有4行為止。如果未按任何鍵，則返回0。鍵盤掃描子程序流程圖如下：圖6.2鍵盤掃描子程序流程圖6.2.2按鍵處理子程序鍵盤處理的主要功能是響應于操作員按下的鍵，識別正在操作的鍵，并根據(jù)該鍵的功能執(zhí)行對應的解決。按鍵處理子程序流程圖如圖6.3所示圖6.3按鍵處理子程序流程圖此設(shè)計中使用了五個鍵。他們之中：Key1鍵是設(shè)置鍵；Key2鍵為負1鍵；Key4鍵為加1鍵；Key5鍵是查表鍵；Key6是交通信號燈顯示鍵；6.3調(diào)試6.3.1硬件調(diào)試焊接好PCB電路板后，請首先檢查，即確認電路無誤焊，無短路，無開路以及是否正確安裝了集成組件[15]。然后，對電路功能模塊進行分類調(diào)試，包括鍵盤調(diào)試，LED紅綠燈調(diào)試和倒計時。6.3.2軟件調(diào)試調(diào)試順序為先用硬件調(diào)試再用軟件調(diào)試。該設(shè)計的實驗板使用STC89C52作為核心組件，該程序可以在線下載。修改程序后，無需燒結(jié)程序，然后將其插入實驗板。確認程序正常后，可以通過串口直接下載到MCU進行調(diào)試。采用了自下而上的調(diào)試方法，即對每個模塊進行單獨調(diào)試，然后連接到一個完整的系統(tǒng)中，最后完成一個完整的系統(tǒng)調(diào)試[16]。6.3.3倒計時顯示模塊調(diào)試本系統(tǒng)的倒數(shù)顯示功能靠數(shù)碼管工作。編寫一個用于調(diào)試的簡單程序，在程序中提供一個值，然后將其減1并顯示出來。首先分離數(shù)據(jù)，查找表格并輸出顯示十位數(shù)的數(shù)字和顯示位數(shù)的數(shù)字。依次輸出十個和一個，以實現(xiàn)動態(tài)掃描。如果一個數(shù)字是數(shù)字“0”的段代碼，則將判斷十個數(shù)字。是否為數(shù)字“0”的段代碼：如果不是數(shù)字“0”的段代碼，則表示單位數(shù)字以減量顯示，因此以十位數(shù)顯示的數(shù)字減少1。，從表的末尾檢索單位位數(shù)，依次輸出相同的十位數(shù)和一位數(shù)字以實現(xiàn)動態(tài)掃描；如果十位數(shù)是數(shù)字“0”的段代碼，則表示顯示所有數(shù)據(jù)并輸入下一個程序。6.3.4交通燈演示電路的調(diào)試在此模擬調(diào)試期間，將LED發(fā)光二極管模擬為交通信號燈。將提前寫好的程序上傳至微控制器，調(diào)整線路，并檢查南，東和西北方向的LED是否點亮。如果它們沒有點亮，則連接可能有誤。根據(jù)指示燈的亮起和熄滅，依次搜索直到電路正常工作。編寫程序時，它會延遲固定的時間，紅色和綠色指示燈會延遲30秒，黃色指示燈會延遲5秒。調(diào)試交通信號燈程序后，可以看到交通信號燈在東西方向和南北方向上呈圓形顯示。結(jié)論本設(shè)計是基于模糊控制的智能交通燈控制系統(tǒng)，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我