【正文】 ，便于組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)距離信息傳輸。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 (2)數(shù)據(jù)存儲器 (RAM) 89C51 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 INTEL 的 MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 圖 兩種復(fù)位電路 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 Pin30： AE/PROG當(dāng)訪問外部程序器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 在編程時， EA/Vpp 腳還需加上 21V 的編程電壓 [2]。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。因此，該類型采用端子臺連接方式，并可交、直流電源通用。應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，采用集成電路技術(shù)和 SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件，具 有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。它的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)一個 ， 在 5V的工作電壓下它能與 TTL和 CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。 三端穩(wěn)壓器的通用產(chǎn)品有 78 系列（ 正 電源）和 79 系列（負(fù)電源），輸出電壓由具體型號中的后面兩個數(shù)字代表，有 5V， 6V， 8V， 9V， 12V， 15V， 18V， 24V等檔次。當(dāng)CAR_NUMBERS 大于 25 輛 /分，執(zhí)行狀態(tài) Ⅰ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時 40 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，南北 方向 綠燈，倒計(jì)時 25 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描。具體關(guān)系如下： CAR_NUMBERS = counts/t (輛 /分 ) 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 第 3 章 程序設(shè)計(jì) 軟件可靠性設(shè)計(jì) 在單片機(jī)軟件程序的設(shè)計(jì)中，采用一些措施來提高單片機(jī)系統(tǒng)工作的可靠性。這樣即使亂飛程序飛到操作數(shù)上，由于空操作指令 NOP 的存在，避免了后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行，程序自動納入正軌。如果故障診斷程序與系統(tǒng)自恢復(fù)程序的設(shè)計(jì)可靠、完善，用 “ LJMP 0000H” 作返回指令可直接進(jìn)入故障診斷程序，盡早地處理故障并恢復(fù)程序的運(yùn)行 [11]。 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 開始初始化 賦車流量初值 20執(zhí)行狀態(tài) 1執(zhí)行狀態(tài) 3執(zhí)行狀態(tài) 2狀態(tài)顯示 車流量大于 25 嗎？ 車流量小于 15 嗎？NYY邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 中斷程序流程圖 圖 中斷程序流程圖 匯編程序設(shè)計(jì) 程序清單： ORG 0000H LJMP 100H ORG 000BH 中斷入口 1 分鐘 到了嗎？將 T L 1 中的值送給 C A R _ N U M B E R SM O V T H 0 , 0 0 HM O V T H 1 , 0 0 HT H 0 重裝初值R E T IYN邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 LJMP T0_INTERUPT ORG 100H EAST_GREEN DATA 70H EAST_YELLOW DATA 71H EAST_RED DATA 72H CAR_NUMBERS DATA 73H MOV 73H,20 。車流量大于 25 時 ， 顯示狀態(tài) 1 MOV EAST_YELLOW,5 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 MOV EAST_RED,25 LJMP STATE STATE2: MOV EAST_GREEN,30 。BCD 轉(zhuǎn)換 MOV B,10 DIV AB MOV R1,B 。本文基于 和 KEIL uVision3 軟件。 仿真原理圖 Proteus 軟件具有仿真功能，要仿真首先要繪制原理圖。具體仿真過程如下： ① 當(dāng)交通燈開始工作后，執(zhí)行默認(rèn)狀態(tài)，系統(tǒng)自動進(jìn)入狀態(tài) Ⅱ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時 30 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，南北方向綠燈，倒計(jì)時 25 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描；仿真結(jié)果如圖所示： 圖 默認(rèn)狀態(tài)仿真圖 ② 當(dāng)手動按下開關(guān)，頻率小于 15 次 /分時，執(zhí)行狀態(tài) Ⅲ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時 50 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 南北方向綠燈，倒計(jì)時 45 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西 方向 保持紅燈 狀態(tài) 5 秒后， 重新 掃描；仿真結(jié)果如圖所示： 圖 狀態(tài) Ⅲ 仿真圖 ③ 當(dāng)手動按下開關(guān)，頻率大于 15 次 /分，小于或等于 25 次 /分，執(zhí)行狀態(tài) Ⅱ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時 30 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5秒，緊接著 東西紅燈，南北方向綠燈，倒計(jì)時 25 秒后，南北方向亮黃燈 5 秒，東西方向保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描；仿真結(jié)果如圖所示： 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 狀態(tài) Ⅱ 仿真圖 ④ 當(dāng)手動按下開關(guān)，頻率大于 25 次 /分，執(zhí)行狀態(tài) Ⅰ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時 40 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，南北方 向 綠燈，倒計(jì)時 25 秒后，南北亮黃燈 5 秒，東西保持紅燈狀態(tài) 5 秒后，重新掃描； 仿真結(jié)果如圖所示： 圖 狀態(tài) Ⅰ 仿真圖 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 系統(tǒng)調(diào)試 經(jīng)過 對該系統(tǒng)進(jìn)行測試，遇到了如下問題，通過不斷的 調(diào)試，得出了相應(yīng)的解決方案。另一方面， ULN2020A 具有提高 I/O口驅(qū)動能力的作用，去掉此芯片后， I/O 口的帶負(fù)載能力明顯減弱，從而顯示變暗。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第 5 章 PCB 制作 PCB 布局規(guī)則設(shè)置 (1)按電路模塊進(jìn)行布局，實(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。 (9)所有 IC 元件單邊對齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個，出現(xiàn)兩個 方向時，兩個方向互相垂直。 (4)雙列直插：焊盤 60mil；孔徑 40mil。 (11)貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。 (3)臥裝電阻、電感、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短 路。更改之后，數(shù)碼管倒計(jì)時顯示，且顯示明亮。數(shù)碼管采用的是共陽極七段數(shù)碼管，檢查程序中共陽極數(shù)碼管的顯示代碼，沒有發(fā)現(xiàn)問題。再點(diǎn)擊按扭 ，在元件列表框中選擇地線和電源。 該軟件的特點(diǎn)是： (1)集原理圖設(shè)計(jì)、仿真和 PCB 設(shè)計(jì)于一體， 實(shí)現(xiàn) 從概念到產(chǎn)品的完整開發(fā)工具。十位數(shù)值 RET DISPLAY: 。車流量小于 15 時 ， 顯示狀態(tài) 3 MOV EAST_YELLOW,5 MOV EAST_RED,45 LJMP STATE STATE: MOV R0,EAST_GREEN 。中斷延時 15S MOV R4,00H 。 （ 3）軟件 “ 看門狗 ” 技術(shù) 若失控的程序進(jìn)入 “ 死循環(huán) ” ，通常采用 “看門狗 ”技術(shù)使程序脫離 “ 死循環(huán) ” 。 （ 2）軟 件陷阱技術(shù) 當(dāng)亂飛程序進(jìn)入非程序區(qū)，冗余指令便無法起作用。這里針對后者提出幾種有效的軟件抗干擾方法。 ③ 當(dāng) CAR_NUMBERS 小于 15 輛 /分，執(zhí)行狀 態(tài) Ⅲ ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時 50 秒，然后東西黃燈 5 秒，南北保持紅燈 5 秒，緊接著東西紅燈，南北綠燈，倒計(jì)時 45 秒后， 南北亮黃燈 5 秒，東西保持紅燈 5 秒后，重新掃描 [4]。 L 表示 ， AM 表示 ，無字母表示 ，如 78L05 表示 5V， 。共陰數(shù)碼管在 應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM接到地線 GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 ULN2020 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ULN2020的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如下： 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 ULN2020內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ULN2020經(jīng)常應(yīng)用于顯示驅(qū)動、繼電器驅(qū)動、照明燈驅(qū)動、電磁閥驅(qū)動 伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等電路中。新型光電開關(guān)具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快 、 檢測距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng) 等優(yōu)點(diǎn)。放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感器一體化，采用專用集成電路和表面安裝工藝制成，使用直流電源工作。 對射式檢測距離遠(yuǎn)，可檢測半透明物體的密度（透光度）。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。更有一個特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。其常用封裝形勢如下： 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 DIP 封裝 圖 PQFP/TQFP 封裝 引腳說明： Pin9： RESET/Vpd 復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng) 89C51 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 (4)定時 /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 89C51 有兩個 16 位的可編程定時 /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。 對 基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng) 進(jìn)行設(shè)計(jì)目的在于對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用，將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。 方案二： 完全采用點(diǎn)陣式 LED 顯示。 AT89C51具有 兩個 16位定時器 /計(jì)數(shù)器，5個中斷源，便于對車流量進(jìn)行定時中斷檢測。紅外線車輛掃描系統(tǒng)提供了車輛輪廓掃描的解 決方案，并提供車輛分離信號，同時還能夠檢測掛鉤是否存在及其位置，由于光學(xué)產(chǎn)品的高速響應(yīng)，當(dāng)車速低于 100公里 /小時，系統(tǒng)可對車輛間距 的分離檢測并抓取車輛輪廓數(shù)據(jù)，當(dāng)車速低于 200公里 /小時，對車輛間距 輛實(shí)現(xiàn)可靠的分離檢測并抓取輪廓數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可自動分類超過 100種車型，車輛自動分類的準(zhǔn)確率超過 99％ 。這些埋設(shè)在道路表面下的線圈可以檢測到車輛通過時的電磁變化進(jìn)而精確地算出交通流量。 圖 系統(tǒng)方框圖 紅綠燈 顯示模塊 數(shù)碼管 顯示模塊 車流量 檢測信號 AT89C51 單片機(jī) 電源 模塊 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 車流量檢測方案 方案一： 采用遙感微波檢測器 (RTMS)。傳統(tǒng)的交通信號燈，通常采用定時分配方式控制，主要存在三方面的缺陷：（ 1）車道放行車輛時，十字路口經(jīng)常出現(xiàn)不同相位上車輛放行時問相同，車輛多的一方容易出現(xiàn)車輛堆積，造成下一路口的交通阻塞；（ 2）當(dāng)某相位上無車時，恰好是該相位上的車輛通行時間，則在這段時間內(nèi)，就出現(xiàn)了交通指揮盲點(diǎn)；（ 3）當(dāng)一 路口車流量很大時，不能夠自動延長口的綠燈時間，導(dǎo)致在一個周期內(nèi)此路口的車輛不能完全通過。 課題研究的背景 隨著城市機(jī)動車 輛 的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。這是世界上最早的交通信號燈。 I 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課 題 名 稱 基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) II 摘要 隨著現(xiàn)代社會對交通運(yùn)輸?shù)娜遮呉蕾?，交?燈成為了人們生活中不可或缺的一部分。 Intelligent control 1 目 錄 摘要 .............................................................................................................. II ABSTRACT .....