【正文】 244 驅(qū)動 LED 數(shù)碼管顯示通行倒計時 ； 左拐、右拐、直行及行人的通行指示燈 采用雙色高亮度發(fā)光二極管 ，設計中還添加了聲音提示 電路，方便盲人過人行道。的設計原理，闡述。結(jié)合實際情況 ，顯示界面采用點陣 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描的方法，滿足了倒計時的時間顯示輸出和狀態(tài)燈提示信息輸出的要求，減少系統(tǒng)的復雜度。 由此，本設計系統(tǒng)以單片 機為控制核心，構(gòu)成最小系統(tǒng)，根據(jù)特種車輛自動通行控制模塊、車輛 檢測模塊和按鍵設置模塊等產(chǎn)生輸入，由信號燈狀態(tài)模塊， LED 倒計時模塊和盲人提示音模塊 輸出 [7]。 AT89C51 的 主要性能 4 個 8 位 (32 根 )雙向可位尋址的 I/O 端口； 5 個向量二級中斷結(jié)構(gòu)； 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 （ 2） I/O 引腳 P0 口（ 39~32 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P0 口。在FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 Flash 進行校驗時， P0 口輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1口被外部下拉為低電平時，輸出電流，是因為內(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。 P2 的輸出緩沖器可驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯門電路。 當給出地址為 “1”時，它就利用內(nèi)部上拉優(yōu) 勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀 /寫時，P2 口便輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯門電路接收輸出電流。 P3 口第二功能祥見表 ： 表 P3 口第二功能表 口線 第二功能 信號名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接受 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 I N T 0—————— 外中斷 0 申請 I N T 1—————— 外中斷 1 申請 T0 定時器 /計數(shù)器 0 計數(shù)輸入 T1 定時器 /計數(shù)器 1 計數(shù)輸入 WR———— 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD———— 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 （ 3）外接晶體引腳 XTAL1(19 腳 )：它在單片機內(nèi)部是一個反向放大器的輸入端，構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。 （ 4）控制線 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 6 頁 共 37 頁 ALE/PROG—————— (30 腳 )：地址鎖存允許 /編程信號。若想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 P S E N——————（ 29 腳）：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現(xiàn)復位 操作，使單片機回復到初始狀態(tài)。當 EA————端接高電平時， CPU 訪問內(nèi)部程序存儲器。 AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 89C51 單片機內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)中包含運算器和控制器（ CPU）、片內(nèi)存儲器、 4 個并行 I/O 接、串行口、定時 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器等功能部件 [10]。運算器和控制器 89C51 的運算器和控制器功能類似于一般微機中的微處理器 (CPU)，是單片機的核心部件，它決定了單片機的主要功能特性。 ① 程序存儲器 程序存儲器內(nèi)部和外部是統(tǒng)一連續(xù)編址的，內(nèi)部占用地址空間的低4KB，地址 0000H～ 0FFFH，外部地址范圍 1000H～ FFFFH，共 60KB。入口地址見表 。但與程序存儲器不同，片內(nèi)、片外存儲器是分別獨立編址的，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器除 RAM 塊外，還有特殊功能寄存器（ SFR）塊，其中片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器有 128 個字節(jié)，其編制為 00H～ FFH；特殊功能寄存器也占 128 個字節(jié)，其編制為 80H~FFH；二者連續(xù)而不重疊。這是因為片內(nèi)、片外存儲器使用不同的指令 (MOV 和 MOVX)。每個區(qū)有 R0～ R7 共 8 個工作寄存器。 b) 位尋址區(qū) 每位都有一個獨立的 8 位地址 (占據(jù)空間 00～ 7F)，共 128 位。 CPU 專用寄存器前面己經(jīng)提過，鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 9 頁 共 37 頁 而接口專用寄存器包括兩部分。定時 /計數(shù)器 89C51 有兩個 16 位定時 /計數(shù)器 (T0， T1)。 這兩個定 時 /計數(shù)器的工作狀態(tài) (定時 /計數(shù) )及工作方式 (方式 0～方式 3)的選擇是由定時 /計數(shù)器方式寄存器 (TMOD)中的每位值所決定的。在前面的引腳功能中已對并行口作了簡要介紹，在此就主要介紹一下串行口。串行口的工作方式選擇、波特率選擇、串行通信協(xié)議的完成，由兩個特殊功能寄存器，即串行口控制寄存器 SCON 和功耗控制寄存器 PCON 完成。兩個外部中斷源為 INT0和 INT1，外部設備的中斷請求信號、掉電等故障信號都可以從 INT0 而和 INT1 引腳輸入，向 CPU提出中斷申請， INT0 和 INT1 的中斷請求標志 IE0、 IE1 分別設在 TCON 寄存器的、 。 表 中斷源特性表 名稱 符號 標志符號 標志符號位置 矢量地址 優(yōu)先級別 外部中斷 INT0 IE0 0003H 最高 最低 定時器 0 溢出中斷 TF0 TF0 000BH 外部中斷 1 INT1 IE1 0013H 定時器 1 溢出中斷 TF1 TF1 001BH 串行口中斷 R1+T1 R1 0023H T1 各模塊電路 主控制系統(tǒng) 主控器采用 AT89C51，是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的一款性能穩(wěn)定、低功耗的單片機，兼容 MCS51 系列產(chǎn)品指令系統(tǒng)及引腳。 車輛檢測電路 為了達到對紅綠燈開啟時間的控制，需要對十字路口 各個方向的車輛 進行檢測， 本文研究的 是用 CCD 圖像傳感器實時 拍攝 （本文選取 距 十字路口 100m 內(nèi)）路況 ，采用微分二支電路處理 CCD 信號，使成二值化信號，單片機再讀入數(shù)據(jù)，判斷車隊長度。 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 11 頁 共 37 頁 圖 車輛檢測 電路 通行燈輸出控制 道口交通燈指示采用高亮度紅綠雙色發(fā)光二極管，左拐、右拐、直行及行人各一個。 圖 城市道口交通指示燈電路 時間顯示電路 紅綠燈通行時間采用數(shù)碼管顯示，這是一種很好的方法。 LED 顯示接口硬件電路由 74HC244 緩沖器、 LED 顯示器組成。雖然這樣在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但由于視覺殘留效應，看起來與全部顯示器同時點亮效果完全一樣。 圖 時間顯示驅(qū)動電路 特種車輛自動通行電路 一般情況下交通燈都按車流量大小分配通行時間，按固有規(guī)律變化，但有特殊車輛（如 11 120）急需通行時，如何控制呢？本文中設計緊急通行開關，當特種車輛到來時能自動關閉所有綠燈，讓特種車輛通過。 紅外遙控接收電路原理框圖如圖 所示。 圖 盲人提示音電路 電源電路 整個系統(tǒng)采用的是 +5V 電壓，因此采 用不可調(diào)的 3 端穩(wěn)壓器件，用 LM7850 就可以滿足系統(tǒng)電源的要求。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母 以及其他符號。 (2) 共陰極接法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。七段發(fā)光二極管，再加上一個小數(shù)點位，共計八段。由圖可見，該緩沖器有 8 個輸入端，分為兩路 ——1A1～ 1A4， 2A1～ 2A4，同時 8 個輸出端，也分為兩路 ——1Y1～ 1Y4， 2Y1～ 2Y4，分別由 1G 和 2G 作為它們的選通工作信號。 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 15 頁 共 37 頁 、 圖 74HC244 引腳示意圖 3 交通燈控制系統(tǒng)軟件設計 軟件設計思路及流程圖 交通道口交通燈控制 系統(tǒng)的控制程序主要包括以下幾個部分：主程序 、 紅綠燈時間動態(tài)調(diào)節(jié) 程序 、 顯示程序 、 定時中斷程序、車輛檢測延時程序和特種車輛實時響應程序等。 圖 主程序流程圖 Y N 顯示程序 開始 =0 ? 鍵功能程序 初始化 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 16 頁 共 37 頁 定時中斷服務程序 定時中斷服務程序是用于行車及行人通行的通行指示，按通行的規(guī)律，紅綠燈的控制轉(zhuǎn)換 邏輯如表 所示 。 （ 3）東西方向的行車直行，各路右拐，東西方向的行人通行。 南北方向 端口 控制功能 120～ 110s 110～ 70s 70～ 60s 60～ 10s 10～ 0s P﹡ .7 左拐紅 0 0 0 1 1 P﹡ .6 左拐綠 1 1 1 0 0/1 P﹡ .5 直行紅 1 1 1 0 0 P﹡ .4 直行綠 0 0 0/1 1 1 P﹡ .3 右拐紅 0 1 1 1 1 P﹡ .2 右拐綠 1 0 0 0 0/1 P﹡ .1 行人紅 1 1 1 0 0 P﹡ .0 行人綠 0 0 0/1 1 1 道口控制字 66H 6AH 6AH/7BH 99H 99H/DDh 東西方向 P﹡ .7 左拐紅 0 0 0 0 0 P﹡ .6 左拐綠 1 1 1 1 1 P﹡ .5 直行紅 0 0 0 0 0 P﹡ .4 直行綠 1 1 1 1 1 P﹡ .3 右拐紅 0 1 1 1 1 P﹡ .2 右拐綠 1 0 0 0 0/1 P﹡ .1 行人綠 0 0 0 0 0 P﹡ .0 行人紅 1 1 1 1 1 道口控制字 55H 99H 59H 59H 59H/5DH 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 17 頁 共 37 頁 上述的 4 種交通規(guī)則是通過控制紅綠燈端口送控制碼的方式來實現(xiàn)。本設計中將 4 種通行規(guī)則分成幾種不同的亮燈方式，通過查詢秒倒計時單元的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)在不同的時間段給控制端口送不同的控制數(shù)據(jù)碼。特種車輛自動放行的中斷流程圖如圖Y Y Y Y Y N N N N N T0 中斷程序 現(xiàn)場保護 關中斷 T0 T0 初值重裝 東西或南北標志位取反 MOV SN,99H MOV EW,59H MOV SN,99H MOV EW,59H MOV SN,6AH MOV EW,59H MOV SN,6AH MOV EW,59H MOV SN,66H MOV EW,55H TIME110 ? TIME70 ? TIME60 ? TIME10 ? TIME=0 ? 中斷返回 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 18 頁 共 37 頁 所示。 圖 車輛檢測中斷流程圖 存儲器及 I/O 口接口地址 本設計中，單片機的程序起始地址為 0000H，定時器 T0 中斷程序入口地址為 000BHN 外中斷程序 現(xiàn)場保護 關外中斷 1 開定時器 1 送全紅燈，數(shù)據(jù)緩存 15s 倒計時 結(jié)束 關定時器 T1，開外中斷 1 現(xiàn)場恢復，中斷返回 紅燈顯示 Y Y N 中斷響應 現(xiàn)場保護 關外中斷 東西方向紅燈還剩 2s時 讀入該方向的路況 南北方向紅燈還剩 2s時讀入該方向的路況 關定時器，開外中斷 開啟定時器 相應方向通行時間增加 中斷返回 東西方向車數(shù)量 =南北方向車數(shù)量？ 鹽城師范學院畢業(yè) 論文（ 設計 ） 第 19 頁 共 37 頁 定時器 T1 的中斷程序入口地址為 001BH，命令 /狀態(tài)寄存器地址為 0080H， P1 口地址為 0090H， P2 口地址為 00A0H。如果該引腳輸出為低電平，則說明可以接收到信號，電路正常。 通過這次課設，對以前學過的知識進行了鞏固，加深了理解，提高了應用的能力，而且提高了我們的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。 ******************************延時程序 ************************** 。車輛檢測中斷程序 INT22: PUSH ACC PUSH PSW CLR ET0 CLR TR0 CLR TR0 CPL EX1FLAG LCALL DL1MS JNB EX1FALGEX1OVER MOV A,TIME CJNE A,21， GO33 GO33： JC GO44 MOV TIMESFR,TIME ；保存道口數(shù)據(jù) GO44： MOV SN,055H ；全紅燈 MOV EW,055H LCALL DL10MS MOV TIME,20