【正文】 圖 一 AT89S51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 主要引腳功能 AT89S51 引腳圖如圖二 所示： 圖二 引腳圖 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。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。 AT89S51 共有 2個(gè) 16位 定時(shí) /計(jì)數(shù)器。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。 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 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(jí)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 。 4) 同步設(shè)置人行橫道紅、綠燈指示。加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車。 本論文 主要工作 本文為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理 ,力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化 . 分析應(yīng)用了 單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)智能交通燈管制的控制系統(tǒng) ,以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法 ,實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì) ,能夠有效地疏導(dǎo)交通 ,提高交通路口的通行能力 . 第 二章 智能交通燈控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì) 智能交通燈的選擇方案 目前設(shè)計(jì)交通 燈的方案有很多，有應(yīng)用 CPLD 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器方法 。 考慮特殊車輛通行情況，設(shè)計(jì)緊急切換開關(guān) 。對(duì)于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實(shí)際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點(diǎn)： 1．兩車道的車輛輪流放行時(shí)間相同且固定， 在十字路口，經(jīng)常一個(gè)車道為主干道，車輛較多，放行時(shí)間應(yīng)該長(zhǎng)些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時(shí)間應(yīng)該短些。 但是，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的交通燈的缺陷也日益出現(xiàn)，其中設(shè)計(jì)過于死板，達(dá)不到道路的最大通行效率是最明顯的 問題，紅綠燈交替變換時(shí)間過于程式化。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號(hào)大街的一座高塔上。 1868 年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。東莞 提交日期： 2021 年 3 月 目 錄 第一章 引言……………………………………… ………… （ 1） 傳統(tǒng)交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介 ??????? （ 2） 智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 ??????? （ 3） 智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 本論文主要工作 第 二章 智能交通燈控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)……………………（ 7） 智能交通燈的方案設(shè)計(jì) ???????????? （ 13） 智能交通燈的技術(shù)指標(biāo) ???????????? （ 13） 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)的簡(jiǎn)介 ?? （ 15） 主要性能參數(shù)簡(jiǎn)介 ????????????? （ 15） 主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 主要引腳功能簡(jiǎn)介 ????????????? （ 15） 系統(tǒng)硬件總結(jié)構(gòu)圖 各模塊電路圖 信號(hào)燈電路 ???????????? （ 22） 時(shí)間顯示電路 ??????????? （ 23） 緊急 轉(zhuǎn)換電路 ??????????? （ 25） 第四章 智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 智能交通燈的軟件設(shè)計(jì)流程圖???????（ 27） 控制器的軟件設(shè)計(jì) 第五章 智能交通燈的仿真…………………………………… （ 30） 第六章 系統(tǒng)分析及改進(jìn)措施……………… 第七章 結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………… （ 32） 參考文獻(xiàn)………………………………………………… （ 35） 致謝……………………………………………………… （ 38） 第一章 引 言 ：傳統(tǒng)交通燈的簡(jiǎn)介 在今天，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。它由紅綠兩以旋轉(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”。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)各種交通車輛的需求量不斷增大，城市的交通擁護(hù)問題日益嚴(yán)重，目前，大部分城市的十字路口的交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，利用傳統(tǒng)的方法設(shè)計(jì)好紅綠燈的延時(shí)，然而，實(shí)際上的車流量是不斷變化的，有的路口在不同的時(shí)間段車流量的大小甚至有很大的差異，所以說(shuō)，統(tǒng)計(jì)的方法己不能適應(yīng)迅速發(fā)展的交通現(xiàn)狀。 2．沒有考慮緊急車通過時(shí)，兩車道應(yīng)采取的措施，臂如，消防車執(zhí)行緊急任務(wù)通過時(shí)，兩車道的車都應(yīng)停止，讓緊急車通過。 智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 智能的交通信號(hào)燈指揮著人和各種車輛的安全運(yùn)行 ,實(shí)現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動(dòng)指揮是城鄉(xiāng)交通管理現(xiàn)代化的重要課題 .在城鄉(xiāng)街道的十字交叉路口 ,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(hào)燈 ,其中紅燈亮 ,表示該條道路禁止通行 。有應(yīng)用 PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。對(duì)于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實(shí)際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點(diǎn)： 1．兩車道的車輛輪流放行時(shí)間相同且固定， 在十字路口，經(jīng)常一個(gè)車道為主干道，車輛較多，放行時(shí)間應(yīng)該長(zhǎng)些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時(shí)間應(yīng)該短些。 5) 考慮到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開頭。 AT89S51 芯片 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 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。 AT89S51 內(nèi)部配置了 4KB 閃存。 VCC：電源電壓 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。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(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。對(duì)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(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE／ PROG———— ：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 PSEN———— 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN———— ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN————有效，即輸出兩個(gè)脈沖。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H－FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 1) 控制器的系統(tǒng)框圖如圖三所示。因?yàn)檫@有一個(gè)起步的問題，還有一個(gè)黃燈等待問題。如果每次車輛通行的時(shí)間改為 40秒， 40 秒內(nèi)每車道可以通過 45 輛，一個(gè)紅綠燈循環(huán)是 80秒 (單交叉路口 )，加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈 5秒（一個(gè)循環(huán)要兩次轉(zhuǎn)換），即一個(gè)紅綠黃燈循 環(huán)要 90 秒，即 90 秒內(nèi)通行的車輛為 90 輛。人們總是希望在交通燈前等候的時(shí)間越短 越好。 各模塊控制電路 交通燈系統(tǒng)由四部分組成：信號(hào)燈電路，時(shí)間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)。綠燈的最短時(shí)間為 20秒，最長(zhǎng)時(shí)間為 40 秒，紅紅最短時(shí)間為 25秒，最長(zhǎng)時(shí)間為 45 秒，黃燈時(shí)間為 5 秒。依此類推分別送完第一位 2，第二位 0，第三位 2，第四位 5，每一位點(diǎn)亮 1MS 一個(gè)掃描周期為 4MS，一秒時(shí)間就要掃描 250 次其程序如下： MOV R6,滅第一位 MOV P0,3FH 。送 2的共陰極碼 CLR ；第三位顯示 2 ACALL D1MS 。延時(shí) 1MS SETB 。不同的中斷源、不同的中斷要求可能有不同的中斷處理方法，但它們的處理流程一般都如下所述： （１）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)： 中斷是在執(zhí)行其它任務(wù)的過程中轉(zhuǎn)去執(zhí)行臨時(shí)的任務(wù)，為了在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，回頭執(zhí)行原先的程序時(shí)，知道程序原來(lái)在何處打斷的，各有關(guān)寄存器的內(nèi)容如何，就 必須在轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序前，將這些內(nèi)容和狀態(tài)進(jìn)行備份 —— 即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。 如果在執(zhí)行中斷服務(wù)時(shí)不是按上述方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，就會(huì)是程序運(yùn)行紊亂，程序跑飛，自然 使單片機(jī)不能正常工作。在 MCS51 單片機(jī)中，中斷返回是通過一條專門的指令實(shí)現(xiàn)的，自然這條指令是中斷服務(wù)程序的最后一條指令。 （４） 中斷返回： 執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即回交通燈信號(hào)回到中斷前狀態(tài)，顯示時(shí)間也和中斷前一樣。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)。 相應(yīng)程序代碼 （１）主程序 定時(shí)器需定時(shí) 50 毫秒，故 T0 工作于方式 1。 MOV IE, 82H ?；謴?fù) R0 值 MOV TH0