【正文】 隨著科技的飛速法杖，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。本系統(tǒng)采用MSC51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片80C51為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮實(shí)際的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩秒時(shí)黃燈閃爍警示。 traffic light cycle of light, yellow light flashes when the countdown seconds left warning. The system practical, simple, powerful extensions ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….Keywords: traffic light SCM MSC51 timing目 錄中文摘要 ⅠABSTRACT Ⅱ第1章 單片機(jī)控制交通燈的背景 1 1 1 1 1 1 2 MCS—51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有8大部分 2 4第2章 單片機(jī)控制交通系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 5 5 6 6 車流量檢測(cè)及調(diào)整 7 7 緊急處理 7 7第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 9 9 9 9 10 11 13第4章 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì) 13 14 15 15 15 LED倒計(jì)時(shí)顯示 16 16 17 17 18參考文獻(xiàn) 19附錄A 20致謝 25第1章 單片機(jī)控制交通燈的背景 19世紀(jì)初，在英國中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。直到1914年，在美國的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過，這時(shí)已是“電氣信號(hào)燈”。 　　黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國”的抱負(fù)到美國深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長的美國通用電器公司任職員。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。每個(gè)子系列有諾干中型號(hào)。Inter公司停止生產(chǎn)MCS51系列單片機(jī)之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與Mcs51兼容的單片機(jī)。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。外部總線增加了I2C及SPI等串行總線方式, 可根據(jù)需要進(jìn)行并行或者串行擴(kuò)展。 ③.4KB片內(nèi) 程序存儲(chǔ)器ROM或EPROM8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)④.片內(nèi) 18個(gè) 特殊功能寄存器（SFR）如圖（圖11）所示：特殊功能寄存器SFR0F0H SFR可尋址區(qū)0E0H 0D0H0C8H0B8H0B0H0A8H0A0H98H90H88H80H0FFH80H7FH30H2FH20H1FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)R7R0 3組（8字節(jié)）2組1組0組圖11片內(nèi)特殊存儲(chǔ)器分布圖⑤.4個(gè)8位 的并行輸入輸出I/O口（PIO）8051共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸P0口 ~ 輸入與輸出 分時(shí)的傳送地址低8位與數(shù)據(jù)線P1口 ~ 輸入與輸出 無第二功能P2口 ~ 輸入與輸出 傳送地址的高8位P3口 ~ 輸入與輸出 —RXD：串行口輸入端—TXD：串行口輸出端—TXD：串行口輸出端—：外部中斷0中斷請(qǐng)求輸入端—：外部中斷1中斷請(qǐng)求輸入端—T0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入端—T1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入端—：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)—：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)⑥.1個(gè) 串行口I/O（SIO/UART）完成單片機(jī)與其他微機(jī)的之間的串行通信⑦.2/3個(gè)16位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（TIMER/COUNTER）⑧.可處理 5個(gè)中斷源，兩級(jí)可程序優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)其中含有MCS51指令集含 111條指令，按照指令操作功能話費(fèi)有五類：1數(shù)據(jù)傳送指令（28）2算術(shù)運(yùn)算指令（24）3邏輯運(yùn)算及轉(zhuǎn)移指令（25）4控制轉(zhuǎn)移指令（22）5位操作指令（12）除去圖中的存儲(chǔ)電路和I/O部件，剩下的是CPU，它可以分為運(yùn)算器和控制器兩部分。其具體狀態(tài)如下圖所示?！鶘|西方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)2秒?！媳狈较蚓G燈滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)2秒。本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，車流量檢測(cè)及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。 車流量檢測(cè)及調(diào)整隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市人口和機(jī)動(dòng)車擁有量在急劇增長，交通流量日益加大，交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通事故時(shí)有發(fā)生。 而且，目前國內(nèi)使用的紅綠燈都是固定的紅綠燈時(shí)間，并自動(dòng)切換。鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)接口，一般情況下有獨(dú)立式和行列式兩種。 緊急處理交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車等急行車通過等，我們都必須盡量允許其暢通無阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭(zhēng)的，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著公共財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)人生死攸關(guān)等。如圖（圖22）所示： 單片機(jī)紅黃綠信號(hào)燈8級(jí)LED數(shù)碼管顯示車流量傳感器最小系統(tǒng)外圍接口按鍵控制蜂鳴器 單片機(jī)圖22 系統(tǒng)的總體框圖據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測(cè)模塊，違規(guī)檢測(cè)模塊，和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，信號(hào)燈狀態(tài)模塊，LED倒計(jì)時(shí)模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。急停按鍵和違規(guī)檢測(cè)隨時(shí)調(diào)用中斷。系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測(cè)電路、單片機(jī)、違規(guī)檢測(cè)電路，狀態(tài)燈，LED顯示，按鍵，蜂鳴器組成。其實(shí)這個(gè)過程就是將存儲(chǔ)時(shí)間值的寄存器進(jìn)行設(shè)置，以及標(biāo)志是否要進(jìn)行車流量檢測(cè)及調(diào)整。每滿一個(gè)狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動(dòng)模式，則須將檢測(cè)到的車流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個(gè)方向的交通輕重緩急狀況，再調(diào)整下次狀態(tài)循環(huán)的紅綠燈時(shí)間，以達(dá)到自動(dòng)控制的目的。其工作原理是當(dāng)車輛經(jīng)過傳感器時(shí)，引起其自感的變化，考慮到單片機(jī)系統(tǒng)的便利性，本次設(shè)計(jì)用一種手動(dòng)的操作方式，即車流量的檢測(cè)電路用撥斷開關(guān)代替。TLP550是日本東芝公司生產(chǎn)的一款光耦，該光耦沒有和基極連接，適合與再噪聲比較大的環(huán)境中應(yīng)用。再實(shí)際使用中。車流量檢測(cè)電路如下圖（圖32）所示。LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價(jià)格低、壽命長、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。為方便起見，本文主要討論共陽八段LED數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。四個(gè)方位上總共用8個(gè)LED接在單片機(jī)的IO口上。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如下圖（圖37）所示。 圖41系統(tǒng)總的流程圖首先程序不斷掃描模式設(shè)置鍵，分別記為：S鍵，J鍵，,低電平有效，按鍵順序是指定的，若直接按F鍵，則為自動(dòng)調(diào)整模式，然后進(jìn)入下一程序；若先按S鍵，再按J鍵，F(xiàn)鍵則為設(shè)置時(shí)間模式，然后進(jìn)入下一程序。定義IO端口如下，其中均是低電平有效。剛才的4個(gè)狀態(tài)是依次變換的，這就要涉及到狀態(tài)的判斷和銜接了。具體程序如下：MOV A, R4 MOV B, 10DIV A, BMOV DPTR, LEDMAP