【正文】 ⑤編譯程序； ⑥調(diào)試程序； ⑦ 運(yùn)行程序的結(jié)果。 SN=SN1。//東西左拐綠燈亮，南北紅燈亮 Display()。//EW 開黃燈信號(hào)位 Display()。 Time_SN=EW。 } /***********賦值 **********/ EW=EW1。 while(Time_SN5) { P2=S[1]。 } 開始 程序初始化 是否是 狀態(tài) S0 是否是 狀態(tài) S1 是否是 狀態(tài) S2 是否是 狀態(tài) S3 是否是 狀態(tài) S4 是否是 狀態(tài) S5 是否是 狀態(tài) S6 是否是 狀態(tài) S7 返回 啟動(dòng)狀態(tài) S0 啟動(dòng)狀態(tài) S1 啟動(dòng)狀態(tài) S2 啟動(dòng)狀態(tài) S3 啟動(dòng)狀態(tài) S4 啟動(dòng)狀態(tài) S05 啟動(dòng)狀態(tài) S6 啟動(dòng)狀態(tài) S7 19 /*******S1 狀態(tài) **********/ while(Time_SN=0) { Flag_SN_Yellow=1。 //EW 關(guān)黃燈顯示信號(hào) Time_EW=EW。i++) //緊急情況時(shí)，蜂鳴器響一段時(shí)間 { // Display()。 17 圖 43 中斷模塊流程圖 相應(yīng)的代碼如下： void EXINT1(void)interrupt 2 { uchar i。 中斷時(shí)指中央處理器 CPU 正在執(zhí)行程序，處理某件事情的時(shí)候，外部發(fā)生了某一件事情，請(qǐng)求 CPU 馬上處理， CPU 暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)入處理所發(fā)生的事情，處理完了以后，再返回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。 P0=0x3f。j) for(k=5。h) for(i=20。 while(i){。 Time_Show_LED2=1。 Time_Show_LED1=1。 SN_LED1=1。 SN_LED2=1。 EW_LED1=1。 EW_LED2=1。第三，運(yùn)行 main 主函數(shù)，調(diào)用主函數(shù)里的 while 循環(huán)， while 循環(huán)語(yǔ)句再通 過 display 函數(shù)來顯示各個(gè)狀態(tài)下各個(gè)發(fā)光二極管的狀態(tài)。 13 而將 a、 b、 d、 e和 g段都接上正電源，其它引腳懸空，此時(shí)數(shù)碼管將顯示“ 2”。 LED 數(shù)碼管分共陽(yáng)極與共陰極兩種，其工作特點(diǎn)是： 共陰，輸出高電平數(shù)碼管為亮 ,而共陽(yáng)則應(yīng)輸出低電平使數(shù)碼管亮。而光的 波長(zhǎng) 也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。 LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的 正極 ，使整個(gè)晶片被 環(huán)氧樹脂 封裝起來 。 數(shù)碼管顯示 考慮到成本問題，顯示 電路 采用常用的 74LS164 驅(qū)動(dòng) LED 比較實(shí)用（ 74LS164 是 TTL 八位串行入 /并行輸出移位寄存器）。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當(dāng)作定時(shí)器 2 的外部脈沖輸入腳，而 可以有 T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。其他三個(gè) I/O 端口（ P P P3）則不具有此電 12 路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當(dāng)作 I/O 用時(shí)可以推動(dòng) 8 個(gè) LS 的 TTL 負(fù)載。 ALE/PROG： 地址鎖存允許信號(hào) 。 鍵盤控制返回 AT89S51 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 接口電路 LED 顯 示 模 塊 11 圖 32 AT89S51 引腳圖 ① 主電源引腳（ 2 根） VCC： AT89S51 電源正端輸入，接 +5V。 (3)AT89S51 通過程序設(shè)置各個(gè)信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間，通過程序設(shè)置紅燈、綠燈、左轉(zhuǎn)綠燈的時(shí)間依次為 60 秒、 40 秒、 20 秒循環(huán)，由 AT89S51 的 P0 口輸出。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師 [3]。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。 通常，單片機(jī)由單個(gè)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?，F(xiàn)在生產(chǎn) mcs51 兼容單片機(jī)的公司對(duì)其進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)和提高。51 系列有 805 8751 和 8031 三個(gè)型號(hào)，后來經(jīng)過改進(jìn)產(chǎn)生了 80c5 87c5 80c31 三個(gè)型號(hào)； 52系列有 502 875 8032 三個(gè)型號(hào)，改進(jìn)后的型號(hào)是 80c52/87c5 80c32。 9 三 、 交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （ 一 ） 系統(tǒng)構(gòu)成 單 片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。方案二采 8 用的是一般設(shè)計(jì)，首先將許多邏輯關(guān)系簡(jiǎn)化到極點(diǎn)，而后將其一起集成用較少的芯片去完成所需功能。另外使用 74153 芯片，因?yàn)樵O(shè)置的時(shí)間末位均為 5，所以只要用一片 74153 對(duì)高位置位，將低位的初值預(yù)置鎖定為 5，而高位則根據(jù)需要由反饋部分提供預(yù)置值。還有一個(gè)必須考慮到的就是預(yù)置數(shù)必須在下一個(gè)狀態(tài)來之前準(zhǔn)備好，而紅綠燈的狀態(tài)變化，必須和計(jì)數(shù)狀態(tài)同步，于是引起預(yù)置數(shù)變化的程序要超前于系 統(tǒng)本身的狀態(tài)變化。如前分析，已經(jīng)確定該系統(tǒng)有四個(gè)狀態(tài)，而置數(shù)子模塊要將下一狀態(tài)的預(yù)置數(shù)準(zhǔn)備好，所以很容易得到主干道的置數(shù)表，如表 21 所示： 表 21 置數(shù) 表 東西道為 60秒紅燈，南北道為 40 秒綠燈 東西道為 20 秒紅燈，南北道為 20秒左轉(zhuǎn)綠燈 東西道為 40秒綠燈，南北道為 60 秒紅燈 東西道為 20 秒左轉(zhuǎn)綠燈，南北道為 20秒紅燈 7 狀態(tài) 主干道預(yù)置數(shù) 次干道預(yù)置數(shù) 00 60 40 01 20 20（左轉(zhuǎn)） 10 40 60 11 20（左轉(zhuǎn)） 20 通過表 21 得出可以利用程序循環(huán)的方法設(shè)計(jì)該模塊，主要思想是通過數(shù)據(jù)判斷指令和跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)，由主控制器計(jì)時(shí)和中斷產(chǎn)生的四個(gè)狀態(tài)去譯碼，從而得到不同的輸出，也就是預(yù)置數(shù)。 把設(shè)計(jì)任務(wù)細(xì)化為四個(gè)狀態(tài)，其對(duì)應(yīng)狀態(tài)，如圖 21 所示： 圖 21 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 整個(gè)交通燈設(shè)計(jì)任務(wù)由四個(gè)狀態(tài)組成，可以用程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。 6 二 、 交通 燈系統(tǒng) 方案論證 （一） 設(shè)計(jì)任務(wù) 東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、左轉(zhuǎn)綠、綠三個(gè)指示燈指揮車輛和行人安全通行。 由于單片計(jì)算機(jī)體積很小 (僅手指般大小 ),功能強(qiáng) (控制功能強(qiáng)大、指令簡(jiǎn)單等 ),它還具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、電磁輻射小、更新?lián)Q代速度慢等優(yōu)點(diǎn)， 因而廣泛用于電子設(shè)備中作控制器之用 。通過各種擴(kuò)展模塊，可增加輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)，增加模擬量功能如可直接接熱電偶等，增加通信功能及特 殊通信協(xié)議等，具有較高的使用靈活性。 3 PLC 交通燈系統(tǒng)與單片機(jī)交通燈系統(tǒng)的比較 交通控制系統(tǒng)有許多方案： PLC 交通控制系統(tǒng)、單片機(jī)交通控制系統(tǒng)等。任何控制系統(tǒng)都是立足于具體的道路和交通條件，所以采用道路的方法和疏導(dǎo)交通流的方法對(duì)控制系統(tǒng)會(huì)有很大的參考作用。 （ 3）最優(yōu)化。首先從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上吸收集中式 SCOOT、分布式 SCAT 等智能交通系統(tǒng)的長(zhǎng)處，在控制范圍內(nèi)各個(gè) 區(qū)域采用靈活可轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)交通流的區(qū)域變化而改變。近幾年，雖然有部分城市研究和引進(jìn)一些國(guó)外先進(jìn)的交通信號(hào)管理系統(tǒng)，但是由于交通管理設(shè)施不足等原因，我國(guó)交通事故率居高不下。近幾年，國(guó)家雖不斷加大城市道路建設(shè)的力度，但仍趕不上車輛的增長(zhǎng)速度，且與世界其他國(guó)家相比，差距仍很大。目前，我國(guó)交通控制系統(tǒng)已不單單是對(duì)交叉口信號(hào)燈進(jìn)行控制，而是集交叉口信號(hào)的控制盒干線控制以及現(xiàn)代城市高速公路交通控制于一體的混合型交通燈，實(shí)現(xiàn)區(qū)域信號(hào)控制盒城市高速公路集成控制。最近幾年，國(guó)內(nèi)外仍偏向于引進(jìn)自適應(yīng)理論來對(duì)交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行研制，特別是美國(guó)有十幾個(gè)大學(xué)或研制機(jī)構(gòu)正在研制自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)，具有代表性的有美國(guó) 亞利桑那大學(xué)研制的 PHODES。而中國(guó)最早的馬路交通燈卻是誕生于 1928 年的上海英租界。 1869 年 1月 2 日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。 1858 年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸 管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。 對(duì)交叉口實(shí)行科學(xué)的管理與控制是交通控制工程的重要研究課題，是保障交叉口的交通安全和充分發(fā)揮交叉口的通行能力的重要措施，是解決城市交通問題的有效途徑。為此，采用 MCS51 系列單片機(jī) AT89S51 為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制電路，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過 8051 芯片的 PI 口設(shè)置紅綠燈燃亮的時(shí)間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩 5 秒 時(shí)黃燈閃爍警示，三種顏色燈交替點(diǎn)亮以及緊急情況下的中斷處理功能。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方 面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。中國(guó)要發(fā)展，交通事業(yè)決不能停步不前。 2 一 、 緒 論 （一）開發(fā) 交通燈控制 系統(tǒng)的目的和意義 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)私家車、公交車的需求越來越大。因此，一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等交通管理方面帶來技術(shù)革新。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi) 行駛的車輛和過人行道的行人優(yōu)先通行。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 今天，紅綠燈安裝在各個(gè)路口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最 常見和最有效的手段。該設(shè)計(jì)方法對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)具有代表性。交通信號(hào)燈控制方式很多。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 論文題目： 基于 MCS51 系列單片機(jī)的交通燈控制 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 完成日期 ： 2020 年 5月 20 日 I 基于 MCS51 系列單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 內(nèi) 容 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片 機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)中首先運(yùn)用 KeilC51 對(duì)編寫的程序進(jìn)行調(diào)試，并利用 Proteus7 軟件對(duì)交通燈控制器進(jìn)行了仿真，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行所要求的功能。因此，可以極方便的利用現(xiàn)有資源，開發(fā)出用于不同目的的各類應(yīng)用系統(tǒng)。這種交通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。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動(dòng)化時(shí)代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與單片機(jī)密切相關(guān)。智能交通燈的管理比重修一條馬路無論在經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行速率上都有很好的效益，而且更加節(jié)約資源，使交管人員有更多的精力投入到管理整個(gè)城市交通控制，帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。放眼現(xiàn)在的中國(guó)，如廣州、 北京 、上海等大都市，無不受到交通堵塞的困擾。 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。 交通信號(hào)燈是城市交通有序、安全、快速運(yùn)行的重要保障，而保障交通信號(hào)燈正常工作就成了保障交通有序、安全、快速運(yùn)行的關(guān)鍵。在這種背景下，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。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 ，