【正文】 緊急情況下能夠手動(dòng)切換信號燈讓特殊車輛優(yōu)先通行。本文還對AT89S51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和重要引腳功能進(jìn)行了介紹，同時(shí)對智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后介紹了PROTEUS嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺(tái)的使用方法，利用Proteus軟件對交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真 第二章 智能交通燈控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì) 智能交通燈控制系統(tǒng)規(guī)劃我們將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可分離單獨(dú)工作的主控制機(jī)與客戶端的形式，但是和傳統(tǒng)的C/S模式不一樣的是，每個(gè)終端機(jī)可以脫離主控制機(jī)而獨(dú)立工作。即使主控制機(jī)停止工作，或者由于某種原因不能正常工作，各終端機(jī)也可以照常穩(wěn)定的工作。各個(gè)終端機(jī)負(fù)責(zé)管理路口的多個(gè)信號燈。為了方便我們稱主控制機(jī)為主系統(tǒng)，各個(gè)終端機(jī)稱為子系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的總框圖如圖21示遠(yuǎn)程主系統(tǒng)計(jì)算機(jī) 路口子系統(tǒng) 路口子系統(tǒng) 路口子系統(tǒng) ……… …… A干道交通信號燈B干道交通信號燈B干道交通信號燈A干道交通信號燈 智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 本設(shè)計(jì)中車輛檢測電路中用到了模糊控制原理，模糊控制原理簡單的說即是亦此亦彼的模糊邏輯， 模糊邏輯不是二者邏輯——非此即彼的推理，它也不是傳統(tǒng)意義的多值邏輯，而是在承認(rèn)事物隸屬真值中間過渡性的同時(shí)，還認(rèn)為事物在形態(tài)和類屬方面具有亦此亦彼性。模棱兩可性——模糊性。正因如此，模糊計(jì)算可以處理不精確的模糊輸入信息，可以有效降低感官靈敏度和精確度的要求，而且所需要存儲(chǔ)空間少，能夠抓住信息處理的主要矛盾，保證信息處理的實(shí)時(shí)性。多功能性和滿意性。 ，首次提出了表達(dá)事物模糊性的重要概念——隸屬函數(shù)。這篇論文把元素對集的隸屬度從原來的非0即1推廣到可以取區(qū)間【0,1】的任何值，這樣用隸屬度定量地描述論域中元素符合論域概念的程度，就實(shí)現(xiàn)了對普通集合的擴(kuò)展，從而可以用隸屬函數(shù)表示模糊集。模糊集理論構(gòu)成了模糊計(jì)算系統(tǒng)的基礎(chǔ)，人們在此基礎(chǔ)上把人工智能中關(guān)于知識(shí)表示和推理的方法引入進(jìn)來，或者說把模糊集理論用到知識(shí)工程中去就形成了模糊邏輯和模糊推理；為了克服這些模糊系統(tǒng)知識(shí)獲取的不足及學(xué)習(xí)能力低下的缺點(diǎn)，又把神經(jīng)計(jì)算加入到這些模糊系統(tǒng)中，形成了模糊神經(jīng)系統(tǒng)。這些研究都成為人工智能研究的熱點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出了許多領(lǐng)域?qū)＜也啪哂械哪芰?。同時(shí)，這些模糊系統(tǒng)在計(jì)算形式 上一般都以數(shù)值計(jì)算為主，也通常被人們歸為軟計(jì)算。智能計(jì)算的范疇。 模糊計(jì)算在應(yīng)用上可是一點(diǎn)都不含糊，其應(yīng)用范圍非常廣泛，它在家電產(chǎn)品中的應(yīng)用已被人們所接受，例如，模糊洗衣機(jī)。模糊冰箱。模糊相機(jī)等。另外，在專家系統(tǒng)。智能控制等許多系統(tǒng)中，模糊計(jì)算也都大顯身手。究其原因，就在于它的工作方式與人類的認(rèn)知過程是極為相似的。在這里，筆者結(jié)合自己的研究實(shí)踐，以一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)選型的專家系統(tǒng)為例，說明模糊推理系統(tǒng)是如何模仿領(lǐng)域?qū)＜业乃季S進(jìn)行工作的，其中所用到的步驟。計(jì)算過程在其他模糊系統(tǒng)中也具有典型的代表性。 智能的交通信號燈指揮著人和各種車輛的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)紅、黃、,為了保證交通秩序和行人安全,一般在每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號燈,其中紅燈亮,表示該條道路禁止通行。 黃燈亮,表示該條道路上未過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續(xù)通行。 綠燈亮,、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換,指揮各種車輛和行人安全通行,實(shí)現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通管理自動(dòng)化。在傳統(tǒng)交通燈控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，智能交通燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能： 1) 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個(gè)交叉路口的車輛交替運(yùn)行，兩個(gè)方向能根據(jù)車流量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)通行時(shí)間，車流量大，通行時(shí)間長，車流量小，通行時(shí)間短 2) 每次綠燈變紅燈時(shí),要求黃燈先亮5S,才能變換運(yùn)行車輛. 3) 東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用數(shù) 碼管顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。4) 同步設(shè)置人行橫道紅、綠燈指示。5) 考慮到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開頭。 第三章 智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) AT89S51單片機(jī)簡介 AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器 既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中,ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 AT89S51單片機(jī)的主要性能參數(shù) 與單片機(jī)產(chǎn)品兼容8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級加密程序存儲(chǔ)器、32個(gè)可編程I/O口線 、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 八個(gè)中斷源 、全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。 AT89S51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(內(nèi)部RAM)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放變化的數(shù)據(jù)。AT89S51中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間為256個(gè)RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用的僅有前面128個(gè)，后128個(gè)被專用寄存器占用。程序存儲(chǔ)器(內(nèi)部ROM)：程序存儲(chǔ)器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲(chǔ)器，且其又多種類型，在89系列單片機(jī)中全部采用閃存。AT89S51內(nèi)部配置了4KB閃存。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)： 定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。AT89S51共有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。 并行輸入輸出(I/O)口： 8051共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個(gè)口都由1個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。 全雙工串行口：A89S51內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。 中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或內(nèi)部的終端請求進(jìn)行管理與處理。AT89S51共有5個(gè)中斷源，其中又2個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)部中斷源。 圖1 AT89S51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 主要引腳功能 圖2 AT89S51引腳圖VCC：電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I／0口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口寫“l(fā)”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。P1口：Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，Pl的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，Pl接收低8位地址。表1 具有第二功能的P1口引腳端口引腳第二功能：MOSI（用于ISP編程）MOSI（用于ISP編程）MOSI（用于ISP編程）P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@Ri 指令）時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位