【正文】 急停車 、 報警 、 車流量違規(guī)檢測 等三個控制功能，使之成為一個更加適用，功能更加完備的系統(tǒng)。同時，更重要的是，我在這 一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會了堅(jiān)持不懈， 永不言棄 。 此次設(shè)計(jì)也讓我更加相信擁有堅(jiān)定的意志對于完成一項(xiàng)工作是非常重要的，在學(xué)習(xí)和工作中一定不能有畏難情緒，相信一切問題只要我們用心去想，去解決，它最終將不是問題，終會有令人滿意的結(jié)果的。 （ 4）采用匯編對系統(tǒng)的軟件編程，在開發(fā)過程中可使用了 TKS 仿真器，這些都大大縮短了軟件的開發(fā)周期。具體設(shè)置如下表 . 表 3 比例及調(diào)整時間 南北與東西向比例 0— — 調(diào)整南北向時間 20 30 40 調(diào)整東西向時間 40 30 20 由表可知，對應(yīng)的時間調(diào)整也只有三種，分別是 20， 40； 30， 30； 40，但在此處，本設(shè)計(jì)只是模擬大致的調(diào)整過程，以上要求的程序如下： CJNE A, 3, M1 M2: MOV R0, 20 MOV R1, 40 SJMP OUT M1: MOV 03H,C JB 03H,M2 CJNE A,30,N1 N2: MOV R0,30 MOV R1,30 基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 16 SJMP OUT N1: MOV 03H,C JB 03H,N2 MOV R0,40 MOV R1,20 …… （ 7）消抖動程序 在按鍵計(jì)數(shù)的過程中，還存在機(jī)械抖動與軟件方面的矛盾，即當(dāng)程序檢測到了有按鍵按下，則會計(jì)一次數(shù)，但是實(shí)際上，按鍵閉合后在微觀上還會彈起，然后閉合，一直到達(dá)穩(wěn)定，顯然后面的彈落是無效的，為了使程序避免這個問題，可以在檢測到首次閉合時，調(diào)用一定時間的延時程序。先把 P2 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(dāng)前狀態(tài)，再把下一狀態(tài)的狀態(tài)碼送顯 P2即可。 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，程序如下： K1: MOV C, ANL C, MOV 03H,C JB 03H, K1 ?? 接下來要判斷具體是哪個鍵，若為 F 鍵，則將自動標(biāo)志位置 1，進(jìn)入下一程序，否則為 S 鍵，則表示設(shè)置南北綠燈時間，用 R0 存值，按 1 下加 1，同時還需判斷此時 J 鍵是否按下，若按下，則表示南北綠燈時間設(shè)置完畢，開始設(shè)置東西綠燈時間，用 R1存值，同樣按 1 下加 1 ，同時判斷此時 F 鍵是否按下，若按下，則表示時間設(shè)置完畢，進(jìn)入下一程序。 在優(yōu)先級的允許下，一旦有外部中斷信號產(chǎn)生，單片機(jī) CPU 首先保護(hù)斷點(diǎn)， PC 值進(jìn)棧，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行完后，用 RETI 指令返回，此時 CPU 會從堆棧中取保存的斷點(diǎn)地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。計(jì)算通式變?yōu)椋? T=（ M－ TC） T0 （ 2）軟件延時原理 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12 倍，所以一個機(jī)器周期的時間為 12*（ 1/12MHZ） =1us。設(shè)置過后進(jìn)入 50ms 掃描程序， 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(jì)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(wù)子程序主要啟動蜂鳴器，直至恢復(fù)鍵按下。如下圖 所示 （ 3）按鍵控制 本設(shè)計(jì)設(shè)置了有 3 個鍵： S 鍵 ， J 鍵 ， F 鍵 。 表 2 驅(qū)動代碼表 圖 7 違規(guī)檢測電路 基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 9 顯示數(shù)值 dp,g,f,e,d,c,b,a 驅(qū)動代碼 0 11010000 C0H 1 11111001 F9H 2 10100100 A4H 3 10110000 B0H 4 10011001 99H 5 10010010 92H 6 10000010 82H 7 11111000 F8H 8 10000000 80H 9 10010000 90H 相應(yīng)在程序軟件上， 可以通過調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過特定計(jì)算算出需要顯示的個位和十位，然后有 DPTR 調(diào)取 LEDMAP 的代碼。 其基本設(shè)計(jì)思想是：將光敏二極管放在停車線上，當(dāng)車輛行駛過將光敏二極管遮住，這樣，光敏二極管就不導(dǎo)通，單片機(jī)檢測到這一信號執(zhí)行警報操作。如下圖 所示。單片機(jī)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。 單片機(jī)的主要特點(diǎn)有： 1)具有優(yōu)異的性能價格比。 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)上電或手動復(fù)位之后，系統(tǒng)等待模式選擇設(shè)置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時間自動和紅綠燈手動時間設(shè)置。在此過程中還要實(shí)時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達(dá)到對異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制的目的。 （ 3）時間手動設(shè)置 系統(tǒng)除了可以根據(jù)車流量自動調(diào)整紅綠燈時間外，也可以通過鍵盤進(jìn)行手動設(shè)置，避免自動故障和意外發(fā)生，并在緊急狀態(tài)下，可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈。 ? 南北方向綠燈滅，同時黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時 2 秒。 關(guān)鍵詞 ： 交通控制，傳感檢測， AT89C52，倒計(jì)時顯示，緊急處理，信號燈控制，報警提示 . 基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 2 1. 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)通行方案設(shè)計(jì) 交通控制系統(tǒng)設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時刻只有一個方向通行，另一方向禁行 ，持續(xù)一定時間，經(jīng)過短暫的過渡時間，將通行禁行方向?qū)Q。在此我們將運(yùn)用比較簡單的檢測傳感技術(shù)、實(shí)時手動調(diào)整控制技術(shù)，并將傳感器監(jiān)測、實(shí)時調(diào)整車輛通行時間的算法通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，從而提出了基于單片機(jī)的交通 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，交通自動監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價格比，逐步取代傳統(tǒng)的交通控制措施。該系統(tǒng)能夠簡單、經(jīng)濟(jì)、有效地控制十字路口的交通運(yùn)行，保證路口的交通暢通。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。說明： 0 表示滅， 1 表示亮。 （ 5）違規(guī)檢測 當(dāng)交通路口出現(xiàn)闖紅燈或其他違規(guī)情況時，有關(guān)檢測傳感器可以實(shí)時檢測并發(fā)出報警信號，以供處理。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理 基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 5 本設(shè)計(jì)中可以選用 AT89C52 單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)， 6 個發(fā)光二極管分成 2 組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊， 4 個 LED 東西南北各兩個構(gòu)成倒 計(jì)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(shè)置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用 1 個蜂鳴器進(jìn)行報警。 一個完整的狀態(tài)顯示完成后，則要進(jìn)行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 6 狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時間值，依次類推，信號燈顯示四種不同的狀態(tài)。 4)低電壓，低功耗。當(dāng)程序跑飛或死機(jī)時，也需要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。其基本思路為：當(dāng)車流量大時，用撥斷開關(guān)送出一個低電平，以產(chǎn)生外部中斷，輸入到 引腳上，車流量檢測電路如下圖 所示。由 于普通光敏二極管在導(dǎo)通的情況下的電阻都能達(dá)到 ，所以在設(shè)計(jì)中將光敏二極管直接連到了電源上。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 I/O 口是對稱的，如圖 所示。如下圖 所示 圖 11 按鍵示意圖 3 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì) 圖 10 蜂鳴器連接 基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 11 程序主體設(shè)計(jì)流程 全部控制程序分為若干模塊：鍵盤設(shè)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?；蜻`規(guī)判斷程序，中斷服務(wù)子程序，車流量計(jì)數(shù)程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等。當(dāng)前狀態(tài)時間已到，則判斷次狀態(tài)裝入相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入下一狀態(tài)。在中斷服務(wù)子程序中，CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減１，然后判斷它是否為零。 為了采集上述數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)中用模擬的方法假設(shè)在十字路口的兩側(cè)共設(shè)置手動按鍵。定義 I/O 端口如下，其中均是低電平有效。具體程序如下： MOV A, R4 MOV B, 10 DIV A, B MOV DPTR, LEDMAP MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV A, B MOVC A, A+DPTR MOV P3, A LEDMAP: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH …… （ 4）車流量檢測中斷服務(wù)子程序 車流量檢測是用外部中斷引腳 即 INT1 捕獲到一個低電平，則進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，在子程序中，用 R5 計(jì)南北向車流量，用 R6 計(jì)東西向車流量，設(shè)車向標(biāo)志位為 01H，判斷車向，程序如下： JNB 01H, U 基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 15 INC R5 SJMP U1 U: INC R6 ?? （ 5）緊停及違規(guī)中斷服務(wù)子程序 緊停按鍵和違規(guī)信號傳感器均連接到外部中斷引腳 ，即 INT0 捕獲到一個低電平，則進(jìn)入該中斷，中斷程序中先把蜂鳴器 端口置 0，啟動蜂鳴。包括通行方案的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件開發(fā)、軟件編程與仿真調(diào)試等。 的心得： 通過我們從最初的方案選擇，方案確定，到具體的軟硬件設(shè)計(jì)，仿真， 焊接，調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了交通等控制系統(tǒng)的基本控制功能，同時也擴(kuò)展了一些實(shí)用的外圍電路，每一步都實(shí)我們小組成員認(rèn)真設(shè)計(jì)，之后一起討論，并一步步實(shí)現(xiàn)的，而且實(shí)際的仿真和焊接及調(diào)試中除了要滿足理論要求外，一些實(shí)際的東西也必須考慮在其中，有時候問題存在，但是我們花很大的力氣也找不出問題到底出在哪，這時我們甚至有時候要排查每一根電氣連線，甚至每以個焊點(diǎn)，有萬用表測每一根線路是否通暢。 。于是，我堅(jiān)持了下來。 在焊接 硬件 時，一定要細(xì)心，不要虛焊、連焊，自己布線時，盡量先在紙上畫好連接圖，再焊接在萬用板上，布線這項(xiàng)工作雖然 看起來不需要多少技術(shù) ，做起來 卻非常的勞心勞 ，連好一根電路線后，最好用萬用表測試一下是否短接，做到每一根電路線都焊好、焊對地方，不然在最后出問題檢查時會非常麻煩。 的心得： 這兩周的單片機(jī)課設(shè)實(shí)訓(xùn)應(yīng)該然我們每個人都受益匪淺，很多人都是第一次面對這么嚴(yán)峻的課題。 要有細(xì)心，耐心，恒心才能做