【正文】 評(píng)語(yǔ) 第 頁(yè) 共 頁(yè) 學(xué) 生姓名 專業(yè) 機(jī)電一體化數(shù)控 年 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文） 題 目： 評(píng) 閱 人： 指 導(dǎo)教師 ： （ 簽 字） 年 月 日 成 績(jī) ： 系（科）主任： （ 簽 字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）及答 辯評(píng)語(yǔ) ： 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 1 頁(yè) 摘要 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 隨著 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注，交通問(wèn)題成為制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)大問(wèn)題，我國(guó)人口眾多，現(xiàn)在大多數(shù)城市都經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。 Traffic signal lamp control way is many 。 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。這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。它 由紅綠兩色以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示 “ 停止 ” ，綠色表示 “ 注意 ” 。紅燈亮表示 “ 停止 ” ，綠燈亮表示 “ 通行 ” 。 紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。我國(guó)是 13 億多人口的大國(guó)，到 2021 年，全國(guó)的機(jī)動(dòng)車保有量超過(guò)了 6000萬(wàn)，而全國(guó)公路通車總里程只有 。在一個(gè)交通十字路口，如果還是像以前一樣由單純的一種信號(hào)燈和交通警察的協(xié)調(diào)來(lái)維持交通是不夠的。所以，采用單片機(jī)自動(dòng)控制交通燈有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)意義。在緊急情況下，設(shè)置交通燈狀態(tài)為： 全紅：東南西北所有方向禁止通行。系統(tǒng)硬件框圖如下 圖 系統(tǒng)硬件連接框圖 單片機(jī)與外圍接口部件 該系統(tǒng)主控芯片單片機(jī)采用 MCS8051，它內(nèi)部具有 128個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128個(gè)專用寄存器單元，兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向，可以滿足該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 。我們考慮了兩種電源方 案 方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。 方案三：采用 220V交流電源與穩(wěn)壓電源塊給系統(tǒng)提供電源，這樣既可以有高的輸出功河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 8 頁(yè) 圖 獨(dú)立式按鍵電路 率，達(dá)到題目所給的要求。這種方案 只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字苻，無(wú)法勝任題目要求。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。 這種鍵盤(pán)使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。獨(dú)立式按鍵的典型應(yīng)用如圖 所示： 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此 在按鍵較多時(shí)， I/O 口線浪費(fèi)較大，不宜采用。 按恢復(fù)鍵對(duì)上兩者進(jìn)行恢復(fù)到正常狀態(tài)。如圖 所示。 0 口為高的信息后，不是立即認(rèn)定鍵盤(pán) K 已被按下，而是延時(shí) 10 毫秒或更長(zhǎng)一些時(shí)間后再次檢測(cè) P1 鍵盤(pán)接口，如果仍為高，說(shuō)明 K 的確按下了，這實(shí)際上是避開(kāi)了按鍵按下時(shí)的抖動(dòng)時(shí)間。當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)按鍵的要求也是千差萬(wàn)別，要根據(jù)不同的需要來(lái)編制處理程序，以上是消除鍵抖動(dòng)的原則。 VT為雙向晶閘 管，當(dāng)門(mén)極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門(mén)極為低電平時(shí)晶閘管關(guān) 斷，該支路指示燈滅。 閉合穩(wěn)定鍵按下前沿抖動(dòng) 后沿抖動(dòng)圖 按鍵觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng) 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 10 頁(yè) 理論分析與計(jì)算 1．交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算 對(duì)于一個(gè)交通路口來(lái)說(shuō)，能在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的車流量，就算是達(dá)到了最佳的性能，我們稱在單位時(shí)間內(nèi)多能達(dá)到的最大車流為車流量，用公式：車流量 = 車流 / 時(shí)間 來(lái)表示。因此最終只需寫(xiě)出一組 S S S S4 的邏輯狀態(tài)表。按照一般的規(guī)則，一個(gè)十字路口可分為主干道和次干道，主干道的放行時(shí)間大于次干道的放行時(shí)間，我們?cè)O(shè)定值時(shí)也應(yīng)以此為參考。觀察圖可以看出：兩組發(fā)光管（一組紅、一組綠）由河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 13 頁(yè) 于反相器的作用，其邏輯狀態(tài)恰恰相反。見(jiàn)圖 1— 5 所示。 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 全雙工串行口： 8051 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： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序， 河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 15 頁(yè) 內(nèi)部時(shí) 鐘方 式 外部時(shí) 鐘方式 圖 但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。 Pin9： RESET/Vapid 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 Pin30： ALE / PR/OG 當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。特別是發(fā)光二極管（ LED）和液晶顯示器（ LCD），由 于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用。點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。當(dāng)位數(shù)較多時(shí)，用靜態(tài)顯示所需的 I/O 口太多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方法。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需一個(gè) I/O 口（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個(gè) 8 位口。 S9：東西紅、南北綠：東西方向禁行；南北方向通行。如表 ： 表 狀態(tài)真值表 方向 狀態(tài) 東西方向 南北方向 Z、 L、 R、 M Z、 L、 R、 M S1 1010 0000 S2 1001 0000 S3 0100 0000 S4 0000 1010 S5 0000 1001 S6 0000 0100 S7 0000 0000 S8 1000 0000 S9 0000 1000 各個(gè)交通狀態(tài)的時(shí)間設(shè)定：假設(shè)路口兩個(gè)交叉道路車流量相當(dāng)，可以把正常通行下的六河南 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 19 頁(yè) 個(gè)狀態(tài)時(shí)間設(shè)定為： S1 30 秒、 S2 30 秒、 S3 20 秒、 S4 30 秒、 S5 30 秒、 S6 20 秒。 0， P1。 4主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，程序就跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理，當(dāng)檢測(cè)到 K2鍵按下的時(shí)候就自動(dòng)返回到主程序。當(dāng)開(kāi)關(guān) K 未被按下時(shí)， P1 口輸入為低電平， K閉合后，與之對(duì)應(yīng)的 P1口 輸入為高電平。 （ 3） 8051 通過(guò)設(shè)置各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過(guò) 8051 設(shè)置，狀態(tài) S狀態(tài) S狀態(tài)S狀態(tài) S狀態(tài) S狀態(tài) S6時(shí)間依次為 30秒、 30 秒、 20 秒、 30秒、 30 秒、 20秒循環(huán)由 8051 的 P0口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 6） 在交通控制程序中加入看門(mén)狗指令，當(dāng)系 統(tǒng)出現(xiàn)異?？撮T(mén)狗將發(fā)出溢出中斷。這樣，只要單片機(jī)只要程序跑飛或者死機(jī)，看門(mén)狗就可以利用溢出中斷對(duì)單片機(jī)重新起動(dòng)。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器 記 滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式 ： TC=MC 式中， M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 方式 0 TMAX＝ 213 *１微秒＝ 毫秒 方式 1 TMAX＝ 216 *１微秒＝ 毫秒 顯然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)