【正文】 指示交通的通行，用按鍵進(jìn)行緊急事件的發(fā)生，使兩個(gè)方向都亮紅燈，綠燈亮通行，紅燈亮停止通行。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O接口電路等。自 1976年 9月 Intel公司推出 MCS48單片機(jī)以來，有關(guān)公司都爭(zhēng)相推出各自的單片機(jī)。這類單片機(jī)均帶有串行 I/O口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為 16位，片內(nèi)存儲(chǔ)容量（RAM，ROM）都相應(yīng)增大，并有優(yōu)先級(jí)中斷處理功能，單片機(jī)的功能、尋址范圍都比早期的擴(kuò)大了，它們是當(dāng)時(shí)單片機(jī)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。而 8位單片機(jī)已能滿足大部分應(yīng)用的需要，因此，在推出 16位單片機(jī)的同時(shí)，高性能的新型 8位單片機(jī)也不斷問世。工業(yè)自動(dòng)化：在自動(dòng)化技術(shù)中，無論是過程控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)還是測(cè)控技術(shù)，都離不開單片機(jī)。單片機(jī)的使用有助于提高儀器儀表的精度和準(zhǔn)確度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小體積，易于攜帶和使用，加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化和多功能化方向發(fā)展。在這些設(shè)備中使用了單片機(jī)后，其功能和性能大大提高，并實(shí)現(xiàn)了智能化、最優(yōu)化控制信方面：較高檔的單片機(jī)都具有通信接口，因而為單片機(jī)在通信設(shè)備中的應(yīng)用創(chuàng)造了很好的條件。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)日新月異更新，單片機(jī)的第 1 章 單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用3應(yīng)用正在不斷地走向深入。該方案占用接口資源多，顯示亮度由保證，但硬件開銷大，電路復(fù)雜，信息刷新速度慢，實(shí)用于并行接口資源較少以及對(duì)顯示沒有要求的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)按鍵，所以這里選用獨(dú)立式鍵盤。程序存儲(chǔ)器(ROM)89S51共有 4KB掩膜 ROM，最大可擴(kuò)展 64K字節(jié)，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 89S51單片機(jī)的引腳89S51單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的. 89S51有 40條引腳, 與其他 51系列單片機(jī)引腳是兼容的. 這 40條引腳可分為 I/O接口線、電源線、控制線、外接晶體線 4部分. 89S51 單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu), 如圖 所示.茂名學(xué)院?？飘厴I(yè) (設(shè)計(jì))論文：交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8圖 89S51引腳分配圖 89S51單機(jī)的電源線有以下兩種：（1） VCC：+5V 電源線。（2） XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。（2） ALE/PROG：地址鎖存允許/編程線。當(dāng) G=0時(shí)，A 輸入為高電平時(shí)， Y 輸出為高電平。例如，一次按鍵產(chǎn)生的正確開關(guān)狀態(tài)，由于鍵的抖動(dòng)，CPU 多次采集到底電平信號(hào)，會(huì)被誤認(rèn)為按鍵被多次按下，就會(huì)多次進(jìn)行鍵輸入操作，這是不允許的。如圖 ，每個(gè)獨(dú)立按鍵單獨(dú)占有一根 I/O接口線，每根 I/O接口線的工作狀態(tài)不會(huì)影響到其他 I/O接口線。上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O 接口線有確定的高電平。因此應(yīng)用比較廣泛。+V89S第 3 章 硬件設(shè)計(jì)13 a .共陰極 b .共陽極圖 七段 LED顯示器 （3）LED 動(dòng)態(tài)顯示接口：LED 動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管的段選碼和對(duì)應(yīng)于該位數(shù)碼管的位選控制信號(hào)，一位一位輪流點(diǎn)亮各七段數(shù)碼管。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持 1ms左右，這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。用 MCS51單片機(jī)構(gòu)建七段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)時(shí)，4 位數(shù)碼管均采用共陰極LED，p0 接口作為段選碼輸出口，8 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS244總線驅(qū)動(dòng)器作為字形驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)過 8路驅(qū)動(dòng)電路后接至數(shù)碼管的各段，字形驅(qū)動(dòng)輸出 0時(shí)發(fā)光。利用軟件計(jì)數(shù)器的方法計(jì)時(shí)一秒，利用中斷的方法使計(jì)時(shí)時(shí)間循環(huán)，當(dāng)按下應(yīng)急按鍵時(shí)停止定時(shí)器，送一個(gè)代碼使兩個(gè)方向都亮紅燈，按下一個(gè)按鍵時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，恢復(fù)循環(huán)。 定時(shí)器初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送初值，將這個(gè)值送到 TH和 TL中。 第 4 章 軟件設(shè)計(jì)17保 存 表 地 址查 時(shí) 間 表查 燈 狀 態(tài) 表掃 描 按 鍵調(diào) 用 顯 示啟 動(dòng) T0顯 示 初 始 化次 數(shù) 初 始 化中 斷 初 始 化T0初 始 化開 主程序模塊主程序初始化和按鍵控制，首先將時(shí)間、中斷、次數(shù)、和顯示分別進(jìn)行初始化，然后啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)時(shí)間進(jìn)行判斷，將時(shí)間送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，調(diào)用顯示程序，同時(shí)掃描按鍵程序，用無條件跳轉(zhuǎn)指令返回, 再調(diào)用顯示程序，如此周而復(fù)始的循環(huán)，圖 主程序流程圖主程序：初值：X=2 16－定時(shí)時(shí)間／振蕩周期12＝2 16－50ms/1us=15536=3CB0H，TH0=3CH ， TL0=0B0H。重新周而復(fù)始的循環(huán)，如圖 。不過，作為一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，其運(yùn)行是軟硬件相結(jié)合的，因此，軟硬件的調(diào)試也是絕對(duì)不可能分開的。最后以 ASM擴(kuò)展名保存。茂名學(xué)院?？飘厴I(yè) (設(shè)計(jì))論文：交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22結(jié) 論依據(jù)本論文設(shè)計(jì)以 89S51單片機(jī)為核心的交通燈，經(jīng)過近一個(gè)多月的設(shè)計(jì)，選擇不同的單片機(jī)，可以組成具有較強(qiáng)抗干擾能力和運(yùn)行可靠性的產(chǎn)品，其抗干擾能力雖然不如 PLC，但 PLC價(jià)格較貴，用單片機(jī)運(yùn)行效果仍然令人滿意，同時(shí)證明了本方案的正確性。黃老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三載，卻給以終生受益無窮之道。我在指導(dǎo)老師黃老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，并對(duì)當(dāng)前電子領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的知識(shí)有極大的幫助。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!茂名學(xué)院?？飘厴I(yè) (設(shè)計(jì))論文：交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24參考文獻(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例，隹丙東等，電子工業(yè)出版社 ．2022．1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，韓志軍等，機(jī)械工業(yè)出版社 數(shù)字化測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用，沙占友，機(jī)械工業(yè)出版社 單片微型機(jī)原理及應(yīng)用，徐淑華等，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用，胡乾斌等，華中科技出版社 MCS51 及兼容單片機(jī)原理與選型，王曉君等，電子工業(yè)出版社 MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用，林華兵編著，武漢：華中科技大學(xué)出版社，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例，先鋒工作室編著，清華大學(xué)出版社，8051 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材，陳明熒編著，清華大學(xué)出版社，單片機(jī)教程，王曉明、曾紅編著，東北大學(xué)出版社，11 、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程，張洪潤、藍(lán)清華編著，清華大學(xué)出版社，1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例，求是科技、勒達(dá)編著，導(dǎo)航人民郵電出版社，1MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例，南建輝、熊鳴、王軍茹編著，清華大學(xué)出版 社，14 、MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)，蘇凱、劉慶國、陳國平編著，冶金工業(yè)出版社， 15 、單片計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用，白駒珩、雷曉平編著，成都：電子科技大學(xué)出版社，16 、單片機(jī)高級(jí) C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，徐愛鈞 彭秀華編著，電子工業(yè)出版社，17 、Protel 99SE電路設(shè)計(jì)技術(shù)入門與應(yīng)用，李東生、張勇、許四毛編著，北京：電子工業(yè)出版社，18 、Protel 98實(shí)用指南，王勇、陳愛弟、蔡明軍、任安宏編著，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1單片機(jī) C高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用，袁濤編著，清華大學(xué)出版社，25專業(yè)文獻(xiàn)譯文LED交通信號(hào)的兼容性與現(xiàn)有的交通信號(hào)領(lǐng)域設(shè)備 由 納撒尼爾南 Behura和斯科特埃文斯河 許可轉(zhuǎn)載 IMSA雜志 ， 1998年 3月至 4月 背景： 發(fā)光二極管或 LED交通信號(hào)在美國過去的四年中變得流行主要因?yàn)樗?jié)省能源。這個(gè)因素很重要，因?yàn)橘Y本的安裝成本等信號(hào)模塊是相當(dāng)高。它們也有更高的功率因素，有時(shí)甚至有文檔補(bǔ)償電路。目前說明書上統(tǒng)一的交通控制裝置 LED信號(hào)沒有什么特別的要求。有兩個(gè)很重要的問題，遇到的信號(hào)不兼容負(fù)荷開關(guān)和 LED模塊與現(xiàn)有的（沖突）顯示器。 不相容的信號(hào)監(jiān)視器或負(fù)載開關(guān)可導(dǎo)致包括從信號(hào)故障元首閃爍完成黑出局。負(fù)荷開關(guān)和信號(hào)顯示器及其功能： 負(fù)荷開關(guān) 設(shè)備，開關(guān)負(fù)載電流茂名學(xué)院?？飘厴I(yè) (設(shè)計(jì))論文：交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26合適的指示或相紅色，綠色或黃色。傳統(tǒng)的負(fù)載開關(guān)電路包含兩個(gè)可控硅。 保持電流的參數(shù)必須滿足有足夠的電流流 通過電源可控硅保留一個(gè)完整的模式，它在導(dǎo)電。 這將確保至少 100 mA的可控硅流經(jīng)可控硅觸發(fā)到門的權(quán)力。 未觸發(fā)可控硅電源設(shè)備可能造成永久性損壞的觸發(fā)電路，而未能維持最低保持電流可以限制可用電源模塊的信號(hào)傳遞。其他不正確包括重疊信號(hào)顯示綠色，黃色或紅色跡象?，F(xiàn)行國家電氣制造商協(xié)會(huì)（符合 NEMA）170 型的標(biāo)準(zhǔn)和要求，限制最大斷態(tài)電壓為 15 Vrms的。目前的標(biāo)準(zhǔn)要求負(fù)荷開關(guān)操作 100正確最低負(fù)載 mArms的電流。 這可能會(huì)導(dǎo)致不兼容在故障或負(fù)荷開關(guān)的永久性破壞。 從這個(gè)信號(hào)狀態(tài)，然后確定如果有一個(gè)沖突或不當(dāng)?shù)男盘?hào)條件。 這將迫使顯示器應(yīng)對(duì)緊急模式放置到閃爍的十字路口。過度衰減時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致顯示器顯示的積極意義是不活躍的信號(hào)并暫時(shí)重疊關(guān)于這一階段的下一個(gè)信號(hào)的顏色。 它的第 LED交通信號(hào)模塊是兼容現(xiàn)有負(fù)荷開關(guān)和信號(hào)監(jiān)測(cè)。 兼容性是一個(gè)問題，應(yīng)該搶先在設(shè)計(jì)階段引入一個(gè)新產(chǎn)品，而不是給用戶機(jī)構(gòu)方面遇到問題或糾正。 對(duì)于低功率 LED信號(hào)模塊，一個(gè)配置文件的例子，一個(gè)電流如圖 1所示。茂名學(xué)院?？飘厴I(yè) (設(shè)計(jì))論文：交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 另一方面，也有人認(rèn)為可能是一個(gè)負(fù)載開關(guān)要求激活最小負(fù)載電流的水平，如 100 mArms，通過該設(shè)備。 因此，負(fù)載電流分布在圖 1是更好的解決方案，即總功率消耗仍可以舉行一個(gè)較低的水平，只影響總諧波失真（THD）。 較低的功耗消費(fèi)，從而電流消耗，更大的變形要實(shí)現(xiàn)當(dāng)前的配置文件圖 1，因此，較多的THD值。對(duì)于單位功耗小于 15瓦的溫度，特別是在當(dāng)前非常低的地方畫小，引進(jìn)這種設(shè)計(jì)的改變會(huì)影響更多的總諧波失真。 例如，一個(gè) 15瓦的總諧波失真 30瓦的總諧波失真 。為了測(cè)試兼容性與信號(hào)監(jiān)測(cè)，以下是建議。 第二高歐姆的電阻（約 220,000歐姆）連接各模塊的信號(hào)中立。如果開關(guān)不開行同步與交流，測(cè)試是一個(gè)重復(fù)次，以確保有足夠數(shù)量的測(cè)量時(shí)采取的開關(guān)開幕電壓峰值的交流線路。 這是因?yàn)檫@些機(jī)構(gòu)并沒有意識(shí)到問題的，并沒有事先進(jìn)行充分的測(cè)試。 有些機(jī)構(gòu)已經(jīng)解決了更高的交流問題，要求 1安培，具有功耗不利影響增加。 結(jié)論： 這兩種負(fù)載開關(guān)和信號(hào)監(jiān)測(cè)是交通信號(hào)固有的一部分，所有裝置大部分司法管轄區(qū)的設(shè)備是 7到 10年，經(jīng)受嚴(yán)酷的環(huán)境條件。為了避免這個(gè)問題的妥善的 LED模塊可方便地重新設(shè)計(jì)，以確保觸發(fā)和負(fù)荷開關(guān)的控股以及適當(dāng)?shù)碾妷盒盘?hào)的檢測(cè)監(jiān)視器。 一旦這些建議得到落實(shí)，各機(jī)構(gòu)可以可靠地使用 LED信號(hào)模塊和儲(chǔ)蓄受益于電力和維修費(fèi)用不涉及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障。 要么將進(jìn)行的可控硅電流 方向時(shí)開啟。 由于功率 TRIAC開始進(jìn)行，一小部分總負(fù)載提供電流通過電源可控硅的主要終端。 總諧波失真（THD）是一個(gè)數(shù)字，即授權(quán)的均方根值比所有諧波分量的均方根值的根本（60Hz）的電流。公用事業(yè)公司補(bǔ)償相移所造成的所有負(fù)載的電阻/電感電壓網(wǎng)絡(luò)最終用戶的中間通過連接大電容過河。31專業(yè)文獻(xiàn)原文Compatibility of LED Traffic Signals with Existing Traffic Signal Field EquipmentbyNathaniel S. Behura and Scott R. EvansReprinted with permission from IMSA Journal MarchApril, 1998Background:Light Emitting Diode or LED vehicle traffic signal heads have bee popular in the lastfour years in the US mainly for their ability to save energy. Currently, their use is morerestricted to the red traffic lamp, because the green and yellow are not yet financiallyfeasible. The technology, though not new, became more acceptable in the last few yearsfor several reasons. First, the LED lamps themselves improved, showing less long termlight output degradation. This factor is important since the capital cost of installing suchsignal modules is quite high. This improvement came with the arrival of AlInGaP(Aluminum Indium Gallium Phosphate) lamps. More data on long term degradationfurnished by LED manufacturers have provided the foundation to the w