【正文】 圖 一 AT89S51 系列單片機的內(nèi)部結(jié)構示意圖 主要引腳功能 AT89S51 引腳圖如圖二 所示： 圖二 引腳圖 時鐘電路： 時鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘脈沖序列。它們主要用于實現(xiàn)與外部設備中數(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 16位 定時 /計數(shù)器。通常采用只讀存儲器，且 其又多種類型，在 89 系列單片機中全部采用閃存。 數(shù)據(jù)存儲器 (內(nèi)部 RAM)： 數(shù)據(jù)存儲器用于存放變化的數(shù)據(jù)。 AT89S51 單片機的主要性能參數(shù) 與單片機產(chǎn)品兼 容 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 、 1000 次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz、 三級加密程序存儲器 、 32個可編程 I/O口線 、三個 16 位定時器 /計數(shù)器 八個中斷源 、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 、 看門狗定時器 、 雙數(shù)據(jù)指針 、 掉電標識符 。 4) 同步設置人行橫道紅、綠燈指示。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。 本論文 主要工作 本文為了實現(xiàn)交通道路的管理 ,力求交通管理先進性、科學化 . 分析應用了 單片機 實現(xiàn)智能交通燈管制的控制系統(tǒng) ,以及該系統(tǒng)軟、硬件設計方法 ,實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟 ,能夠有效地疏導交通 ,提高交通路口的通行能力 . 第 二章 智能交通燈控制系統(tǒng)的相關設計 智能交通燈的選擇方案 目前設計交通 燈的方案有很多，有應用 CPLD 設計實現(xiàn)交通信號燈控制器方法 。 考慮特殊車輛通行情況，設計緊急切換開關 。對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)實際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點： 1．兩車道的車輛輪流放行時間相同且固定， 在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些。 但是，隨著社會的不斷進步，傳統(tǒng)的交通燈的缺陷也日益出現(xiàn)，其中設計過于死板，達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 號大街的一座高塔上。 1868 年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，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)狀簡介 ??????? （ 2） 智能交通燈控制系統(tǒng)設計的意義 ??????? （ 3） 智能交通燈控制系統(tǒng)設計實現(xiàn)的功能 智能交通燈控制系統(tǒng)設計原理 本論文主要工作 第 二章 智能交通燈控制系統(tǒng)的相關設計……………………（ 7） 智能交通燈的方案設計 ???????????? （ 13） 智能交通燈的技術指標 ???????????? （ 13） 第三章 智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件設計 AT89S51 單片機的簡介 ?? （ 15） 主要性能參數(shù)簡介 ????????????? （ 15） 主要內(nèi)部結(jié)構簡介 主要引腳功能簡介 ????????????? （ 15） 系統(tǒng)硬件總結(jié)構圖 各模塊電路圖 信號燈電路 ???????????? （ 22） 時間顯示電路 ??????????? （ 23） 緊急 轉(zhuǎn)換電路 ??????????? （ 25） 第四章 智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設計 智能交通燈的軟件設計流程圖???????（ 27） 控制器的軟件設計 第五章 智能交通燈的仿真…………………………………… （ 30） 第六章 系統(tǒng)分析及改進措施……………… 第七章 結(jié)束語…………………………………………………… （ 32） 參考文獻………………………………………………… （ 35） 致謝……………………………………………………… （ 38） 第一章 引 言 ：傳統(tǒng)交通燈的簡介 在今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在 19 世紀就已出現(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”。 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對各種交通車輛的需求量不斷增大，城市的交通擁護問題日益嚴重，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)的方法設計好紅綠燈的延時，然而，實際上的車流量是不斷變化的，有的路口在不同的時間段車流量的大小甚至有很大的差異，所以說，統(tǒng)計的方法己不能適應迅速發(fā)展的交通現(xiàn)狀。 2．沒有考慮緊急車通過時，兩車道應采取的措施，臂如，消防車執(zhí)行緊急任務通過時，兩車道的車都應停止，讓緊急車通過。 智能交通燈控制系統(tǒng)設計實現(xiàn)的功能 智能的交通信號燈指揮著人和各種車輛的安全運行 ,實現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動指揮是城鄉(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、綠交通信號燈 ,其中紅燈亮 ,表示該條道路禁止通行 。有應用 PLC實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設計 。對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)實際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在以下缺點： 1．兩車道的車輛輪流放行時間相同且固定， 在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些。 5) 考慮到特殊車輛情況，設置緊急轉(zhuǎn)換開頭。 AT89S51 芯片 內(nèi)部結(jié)構簡介 AT89S51 中數(shù)據(jù)存儲器的地址空間為 256 個RAM 單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用的僅有前面 128 個，后 128 個被專用寄存器占用。 AT89S51 內(nèi)部配置了 4KB 閃存。 VCC：電源電壓 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被 外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電 阻，某個引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 作輸入端時，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE／ PROG———— ：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， 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———— 程序儲存允許（ PSEN———— ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN————有效，即輸出兩個脈沖。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（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。因為這有一個起步的問題，還有一個黃燈等待問題。如果每次車輛通行的時間改為 40秒， 40 秒內(nèi)每車道可以通過 45 輛，一個紅綠燈循環(huán)是 80秒 (單交叉路口 )，加上每次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的黃燈 5秒（一個循環(huán)要兩次轉(zhuǎn)換），即一個紅綠黃燈循 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：信號燈電路，時間顯示電路，緊急轉(zhuǎn)換開關。綠燈的最短時間為 20秒，最長時間為 40 秒，紅紅最短時間為 25秒，最長時間為 45 秒，黃燈時間為 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，每一位點亮 1MS 一個掃描周期為 4MS，一秒時間就要掃描 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 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)場保護和現(xiàn)場恢復： 中斷是在執(zhí)行其它任務的過程中轉(zhuǎn)去執(zhí)行臨時的任務，為了在執(zhí)行完中斷服務程序后，回頭執(zhí)行原先的程序時，知道程序原來在何處打斷的，各有關寄存器的內(nèi)容如何，就 必須在轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務程序前，將這些內(nèi)容和狀態(tài)進行備份 —— 即保護現(xiàn)場。 如果在執(zhí)行中斷服務時不是按上述方法進行現(xiàn)場保護和恢復現(xiàn)場，就會是程序運行紊亂，程序跑飛，自然 使單片機不能正常工作。在 MCS51 單片機中，中斷返回是通過一條專門的指令實現(xiàn)的，自然這條指令是中斷服務程序的最后一條指令。 （４） 中斷返回： 執(zhí)行完中斷服務程序后，必然要返回，即回交通燈信號回到中斷前狀態(tài)，顯示時間也和中斷前一樣。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設定為 C 和計數(shù)初值設定為 TC 可得到如下計算通式： TC=MC 式中 ， M為計數(shù)器模值，該值和計數(shù)器工作方式有關。 相應程序代碼 （１）主程序 定時器需定時 50 毫秒，故 T0 工作于方式 1。 MOV IE, 82H 。恢復 R0 值 MOV TH0