【正文】 設定定時器需要定時 50 毫秒，故 T0 必須工作于方式１。這就是為什么掃描周期為 50ms 的原因，若使用軟件則會耽擱程序流程，顯然不可行。 理論基礎知識 定時器原理定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個初值是送到 TH 和 TL 中的。圖 系統(tǒng)總流程圖首先是按鍵處理程序，89S51 通過對 IO 掃描，確定是否有鍵按下，再判斷具體是那個鍵按下，根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到按鍵處理程序。程序的開始要判斷是否有鍵按下，可以不斷將 S 鍵值和 F 鍵值相與，與值為 1 則表示沒有鍵按下，為 0 則表示有鍵按下。先把 P1 端口的值與所有的 4 個狀態(tài)碼比較，若相同則判斷成功當前狀態(tài)，再把下一狀態(tài)的狀態(tài)碼送顯 P1 即可。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 8MS，一秒時間就要掃描 125次 其它器件（1）發(fā)光二極管根據(jù)本設計的特點，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。為方便起見，本文主要討論共陰八段 LED 數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。LED 的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。違規(guī)檢測電路如下圖 所示。表 顯示時間選擇車輛情況 本次該方向通行時間下次表該方向通行時間本次該方向通行時間本次該方向通行時間南往北少車，北往南少車20 秒 20 秒 40 秒 20 秒南往北少車，北往南多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒南往北多車，北往南少車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒南往北多車，北往南多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒東往西少車，西往東少車20 秒 20 秒 40 秒 20 秒東往西少車，西往東多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒東往西多車，西往東少車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒東往西多車，西往東多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒車流量檢測是用外部中斷引腳 P06,P07 捕獲到一個低電平，則進入相應的中斷服務子程序，在子程序中，用 R5 計南北向車流量，用 R6 計東西向車流量，設車向標志位為 01H，判斷車向. 根據(jù)紅綠燈時間調(diào)整原理，一個周期下來，R5，R6 中分別存儲著南北，東西的車流量，接下來求單位時間車流量，此時南北向時間，東西向時間分別存儲在 R0，R1 中，則兩個方向的流量比例為（R5/R0）/（R6/R1）=(R5*R1)／(R6*R0),顯然該比例是 1 左右?guī)?shù)的值，然而單片機程序中只取整數(shù)，重要的數(shù)據(jù)信息就會丟失，所以本設計中首先將(R5*R1)乘以 10，比例就變?yōu)?10 左右的值。如果要增加測量位移的精度，可以在圓盤(車輪)上多增加幾個磁鋼。本系統(tǒng)的特點是成本低, 控制準確。如下圖 所示。單片機系統(tǒng)常用的晶振頻率有 6MHz、11．0592MHz、12MHz、本系統(tǒng)采用 11．0592MHz 晶振，電容選 22pF 或 30pF 均可。如 EA 端為高電平（接 VCC 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 無效。DISRT0 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。表 具有第二功能的 P1 口引腳端口引腳 第二功能： MOSI（用于 ISP 編程） MOSI（用于 ISP 編程） MOSI（用于 ISP 編程）P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I／0 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。 定時/計數(shù)器(ROM)： 定時/計數(shù)器用于實現(xiàn)定時和計數(shù)功能。單片機的主要特點有：1)具有優(yōu)異的性能價格比。接下來，系統(tǒng)必須先顯示狀態(tài)燈及 LED 數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯 P1 口，將要顯示的時間值送顯 P0 口和用 P2 口來選通 LED 數(shù)碼管的顯示導通，在此同時以 50ms 為周期，用軟件方法計時 1 秒，到達 1s 就要將時間值減 1，刷新 LED數(shù)碼管。3 系統(tǒng)硬件電路的設計 系統(tǒng)硬件總電路構成及原理實現(xiàn)本設計要求的具體功能，可以選用 AT89S51 單片機及外圍器件構成最小控制系統(tǒng)，12 個發(fā)光二極管分成 4 組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個 LED 東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，車流量檢測傳感器采集流量數(shù)據(jù)，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用 1 個蜂鳴器進行報警。 單片機交通控制系統(tǒng)的基本構成及原理單片機設計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當然，接入 LED 數(shù)碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。（3）時間手動設置 除系統(tǒng)根據(jù)車流量自動控制調(diào)整，也可以通過鍵盤進行手動設置，增加了人為的可控性，避免自動故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設置所有燈變?yōu)榧t燈。倒計時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變的關鍵時刻做出復雜判斷的 1 種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時間，幫助駕駛員在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇 ?！裟媳狈较蚓G燈滅，同時黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計時 2 秒。其具體狀態(tài)如下圖所示。在車輛，道路和交通管理系統(tǒng)，城市交通信號控制系統(tǒng)，城市交通管制中應用人工智能技術，信息 采集和信息提供技術等方面都與發(fā)達國家有很大差距。1994 年臥軌城市機動車保有量已接近500 完輛。智能交通系統(tǒng)強調(diào)的是系統(tǒng)性、信息交流的交互性以及服務的廣泛性，其核心技術是電子技術、信息技術、通信技術、交通工程和系統(tǒng)工程。在西方發(fā)達國家，交通控制系統(tǒng)基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交通控制系統(tǒng)ITS的轉(zhuǎn)變，而在我國，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。之后，美國、英國、德國、日本、澳大利亞等多家相繼建成數(shù)字電子計算機區(qū)域交通控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般還配備交通監(jiān)視系統(tǒng)組成交通管制中心。紅燈亮表示“停止” ，綠燈亮表示“通行” 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展 國內(nèi)外交通控制技術當今，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。計算機技術的出現(xiàn)為交通控制技術的發(fā)展注入了新的活力，更是實現(xiàn)了以一個城市或者更大地域，而非簡單的一個路口的交通總體控制系統(tǒng)。早期的交通信號燈使用“固定配時”方式實行自動控制，這種方式對于早期交通流量不大的情況曾起過一定的作用。交通對于社會的工業(yè)經(jīng)濟和人們的生活生產(chǎn)中有著十分重要的意義。理論證明該系統(tǒng)能夠簡單、經(jīng)濟、有效地疏導交通，提高交通路口的通行能力。本文在對目前交通控制進行深入分析的基礎上，運用檢測傳感、實時調(diào)整智能化控制的實現(xiàn)技術，將傳感器監(jiān)測、實時調(diào)整車輛通行時間的算法與單片機控制作用相結(jié)合，提出了基于單片機的交通控制系統(tǒng)設計方案。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的技術手段加以實現(xiàn)。世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕，1868 年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個世紀。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測器相繼問世。交通網(wǎng)絡是城市的動脈，象征著一個城市的工業(yè)文明水平。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” 。從1868年英國倫敦首次使用燃汽色燈信號以來，城市交通信號機由手動到自動，交通信號由固定周期到可變周期，系統(tǒng)控制方式由點控到面控，從無車輛檢測器到有車輛檢測器，經(jīng)歷了近百年的歷史。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橫道的行人優(yōu)先通行。在此之前，美國稱這類技術或相關研究項目為“智能車輛道路系統(tǒng)(IVHS)”(Intelligent VelIiele Highway System)。目前，在對一些大中型城市引入的國外ITS進行研究的基礎上已經(jīng)逐漸開始摸索開發(fā)設計適合自己國情的ITS系統(tǒng)。近幾年，國家雖不斷加大城市道路建設的力度，但仍趕不上車輛的增長速度，且與世界其他國家相比，差距仍很大。 二是進行智能傳感器的硬件電路，顯示電路等的設計對各器件的選擇及連接，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求本設計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進行倒計時顯示，車流量檢測及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。 而且，目前國內(nèi)使用的紅綠燈都是固定的紅綠燈時間，并自動切換。（4）緊急處理 交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護車等急行車通過等，我們都必須盡量允許其暢通無阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭的，時時刻刻關系著公共財產(chǎn)安全，個人生死攸關等。在此過程中還要實時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達到對異常狀態(tài)進行實時控制的目的。 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復位之后，系統(tǒng)等待模式選擇設置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時間自動和紅綠燈時間設置。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時器 /計數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強且可靠性高等特點，因此，適合應用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。它集 Flash 程序存儲器 既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中,ATMEL 公司的功能強大，低價位 AT89S51 單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。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。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。 主要引腳功能AT89S51 引腳圖如圖 所示： 圖 引腳圖對端口寫“l(fā)” ，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。Flash 編程或校驗時，P2 亦接收高位地址和其它控制信號。RST：復位輸入。對 F1ash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。Error!／VPP：外部訪問允許。（1）時鐘電路首先介紹一下單片機的晶振電路，即時鐘電路。 （3）EA 腳的功能及接法單片機的 EA 腳控制程序從內(nèi)部存儲器還是從外部存儲器讀取程序。這樣檢測, 某次可能不準確, 但下次肯定能彌補回來, 累積計算是很準確的, 這就是人們常說的模糊控制”。圓盤每轉(zhuǎn)動一圈，霍爾傳感器便輸出一個脈沖。，生成精確的輸出控制信號。具體設置如下表 表 比例及調(diào)整時間南北與東西向比例 0— — 及以上調(diào)整南北向時間 20 20 40調(diào)整東西向時間 40 20 20由表可知，對應的時間調(diào)整也只有三種，分別是 20，40；20，20；40，然在實際應用中這樣簡單的處理難以盡如人意，但在此處，本設計只是模擬大致的調(diào)整過程 違規(guī)檢測電路及模擬在紅燈和黃燈期間，車輛是禁行的，為了對那些違反規(guī)則的車輛進行檢測，可使用超聲波車輛傳感器。同理，當光敏二極管導通時，三極管的基極電壓為高，基極與發(fā)射極之間的電平為高，三極管導通，檢測口的電壓為低電平。LED 數(shù)碼管的結(jié)構簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。雖然路口不一樣，但是顯示的時間在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的 IO 口是對稱的。括號中是 P1 端口 8 個引腳值 ,以及對應的十六進制碼。每個按鍵一端接地，另一端接上拉電阻。 7448芯片4 系統(tǒng)軟件程序的設計 程序主體設計流程全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設置處理程序，狀態(tài)燈控制程序，LED 顯示程序，消抖動延時程序，次狀態(tài)判斷及處理程序，緊停或違規(guī)判斷程序，中斷服務子程序，車流量計數(shù)程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等。掃描 20 次之后計時到達 1s 則時間數(shù)據(jù)減 1，在顯示模塊中修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容。在方式 0 時 M 為 8192；在方式 1 時 M 的值為65536；在方式 2 和 3 為 256。這樣每當 T0到 50 毫秒時 CPU 就響應它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開啟，EX0 為外部中斷允許控制位，為 1 開啟。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時間，但同時由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。計數(shù)值并不是目的，目的是時間值，設計 1 次的時間，即定時器計數(shù)脈沖的周期為 T0，它是單片機系統(tǒng)主頻周期的 12 倍，設要求的時間值為 T，則有 C=T／T0。50ms 掃描程序開始后，先刷新顯示模塊，若為自動模式則接下來要計數(shù)車流量，然后掃描緊停信號和違規(guī)信號，若捕獲則調(diào)用中斷，中斷服務子程序主要啟動蜂鳴器，直至恢復鍵按下。 （4） 電源電路設計由于單片機工作時需要的+5V電壓,所以在設計電源電路時,需要一個電子元件能提供+5V電壓,由于7805能夠提供5V電壓的三端穩(wěn)壓電源,在實際的電路控制中應用其作為電源電路較為廣泛,在普通的電子元器件商場都有銷售易于購買,二腳為公共接地端,三腳即為我