【正文】 示燈滅。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。 8255 可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口，即 A 口、 B 口和 C 口，對應(yīng)于引腳 PA7～ PA0、 PB7～ PB0 和 PC7～ PC0。它們使用靈活，完全可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求來組合譯碼，產(chǎn)生片選信號。當(dāng)訪信號為高電平時(shí)，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。 CE/PG OE Vpp D7~D0 讀入 低 高 +5V 程序讀出 未選中 高 X +5V 高阻 編程 +25V 程序?qū)懭? 程序校正 低 低 +25V 程序讀出 編程禁止 低 高 +25V 高阻 3． 3． 3 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 6264 該芯片具有功耗低的特點(diǎn)。顯然，對內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器的 803l， EA 端必須接地。此外， RESET／ Vpd 還是 Vet 掉電 期間，此引腳可以接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 INTEL 的 MCS 一 51 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 MCS． 96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu) 。 8031 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 MCS． 51 系列單片機(jī)主要有 803 805l、 8751 等多種型號。 單片機(jī)經(jīng)過 l、 3 代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，外角的多功能化，以及低 壓功耗。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，用低電平的讀信號／ RD 和 P2． 7 引腳經(jīng)或非門后，產(chǎn)生的 正脈沖為 OE 信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。 如果對轉(zhuǎn)換速度要求 高，采以上述兩種 ADC0809 控制方式往往不能滿足要求，可采用 DMA(直接存儲(chǔ)器存取 )的方法，這時(shí)可在 ADC0809 與單片機(jī)之間插入一個(gè) DMA 接口 (例如 Intel 公司的 8237DMA 控制器 )。ADC 0809 完成 1 次轉(zhuǎn)換需 1001as 左右，輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到 MCS． 5l 的數(shù)據(jù)總線上，通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚?ADC0809 可對 05V的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該控制程序又根據(jù)具體的比例做時(shí)長的變換。因?yàn)殛P(guān)系到哪個(gè)方向通行時(shí)間長，哪個(gè)方向通行時(shí)間短。由于智能控制器具有在線特征辨識、特征記憶和擬人特點(diǎn)，在整個(gè)控制過程中計(jì)算機(jī)在線獲取信息和實(shí)時(shí)處理并給出控制決策，通過不斷優(yōu)化參數(shù)和尋找控制器的最佳結(jié)構(gòu)形式以獲取整體最優(yōu)控制性能。智能控制核心在高層控制，它對環(huán)境或過程進(jìn)行組織決策和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)廣義求解。智能控制的研究對象具備不確定性的模型，高度的非線性，復(fù)雜任務(wù)的要求。獲得清晰的數(shù)據(jù)。軟件部分主要包含以下三部分：硬件控制部分控制圖像采集卡和數(shù)字圖像記錄等，人機(jī)交互部分主要包括采集參數(shù)的設(shè)置、處理結(jié)果的輸出 等，圖像處理部分主要包括車輛檢測、車輛匹配、交通參數(shù)計(jì)算等。 早期大部分視頻檢測技術(shù)采用的是虛擬線圈法，工作原理類似于地埋式線圈檢測器。自適應(yīng)控是連續(xù)測量交通流，將其與希望的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行比較，利用差值以改變系統(tǒng)的可調(diào)參數(shù)或產(chǎn)生一個(gè)控制，從而保證不論環(huán)境如何變化，均可使控制效果達(dá)到最優(yōu)。平面十字交叉路口為主要的實(shí)用類型 交通信號的控制類型 (1)從空間關(guān)系上可將交通信號控制劃分為點(diǎn)控、線控和面控。一個(gè)循環(huán)內(nèi)各步步長之和稱為信號周期，簡稱周期。我國現(xiàn)在使用的規(guī)則是 1988 年 3 月頒布的《中華人民共和國道路交通管理?xiàng)l例》。其目標(biāo)在于改善交通流的質(zhì)量，更好的利用現(xiàn)有運(yùn)輸能力，提高交通流的安全性、快速性和舒適性。智能交通系統(tǒng)，簡稱 ITS(Intelligent Transport Systems)，作為一個(gè)概念性名詞出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 90 年代初，但其思想早在 20 世紀(jì) 30 年代已有萌芽，當(dāng)時(shí)美國通用汽車公司和福特汽車公司倡導(dǎo)和推廣過“現(xiàn)代化公路網(wǎng)”的構(gòu)想，而 20 世紀(jì) 60 年代出現(xiàn)的靜態(tài)路徑誘導(dǎo)、計(jì)算機(jī)交通控制技術(shù)等都可謂是ITS 的雛形，不過當(dāng)時(shí)其重要性并不明顯，沒有受到人們足夠的重視。國內(nèi)外城市中的交通阻塞主要發(fā)生在交叉口，交叉口是兩條道路相互交叉而產(chǎn)生的作為方向轉(zhuǎn)換的樞紐，是道路網(wǎng)中道路通行能力的“咽喉”交通阻塞和事故的多發(fā)地。在此基礎(chǔ)上，通過傳感器對車流量的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 目前我國城市街道交叉路口的交通信號燈雖然是自動(dòng)的，但是仔細(xì)觀察 就會(huì)發(fā)現(xiàn)紅綠燈的交 替轉(zhuǎn)換是定時(shí)式的，即轉(zhuǎn)換的間隔時(shí)間是固定不變的。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 交通燈的智能控制是目前智能交通系統(tǒng) ITS 領(lǐng)域中的一個(gè)分支。 定時(shí)式并不符合實(shí)際要求。 通過 A／ D 轉(zhuǎn)換將采集的數(shù)據(jù)傳送還給控制中心，進(jìn)行分析比較。日本全國每年由于交通擁擠所造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 12 兆 3 千億日元 (合人民幣 9000 多億元 )。因此，近幾年來世界各國都競 相投資 ITS 的研發(fā)和應(yīng)用。 交叉口是組成城市道路網(wǎng)的基本單元，城市交通控制分為單交叉口控制和多交叉口協(xié)調(diào)控制，并非前者比后者控制效果好，他們各有自己的適用范圍。具體規(guī)定如下： (1)綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛、行人通行； (2)黃燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和進(jìn)入人行橫道的行人可以繼續(xù)通行； (3)紅燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行； (4)綠色箭頭燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛按照箭頭所示方向通行； (5)黃燈閃爍時(shí)，車輛、行人須在確保安全的原則下通行。 (3)相位 在一個(gè)周期內(nèi)，平面交叉口上某一方向或幾個(gè)方向的交通流所獲得的通行權(quán)稱為相位，一個(gè)周期內(nèi)有幾個(gè)信號相位，就稱該信號系統(tǒng)為幾相位系統(tǒng)。點(diǎn)控是對城市道路平面 交叉口的交通信號進(jìn)行獨(dú)立控制，不考慮與相鄰路口的協(xié)調(diào)關(guān)系，控制目的是盡可能減少該路口的行車延誤。一方面，當(dāng)前智能控制已成為交通信號控制發(fā)展的一個(gè)必然方向；另一方面，線控和面控的基礎(chǔ)都是單交叉路 V： I，如果單交叉路口得不到有效控制，干線或整個(gè)區(qū)域也無法提高通行效 率。用戶在圖像上定義檢測線位置，系統(tǒng)通過計(jì)算檢測線變化強(qiáng)度來判斷車輛的經(jīng)過，從而計(jì)算交通參數(shù)。不管采用哪種方法都是要得到某一方向上具體的車流量數(shù)值。 2． 6 單交叉路口多相位交通信號的控制方案 在日常生活中，最常見的路口是十字路口。它將認(rèn)知系統(tǒng)研究的結(jié)果與常規(guī)的系統(tǒng)控制方法加以有機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、決策、學(xué)習(xí)等智能功能。要實(shí)現(xiàn)此任務(wù)需要采用符號信息處理，啟發(fā)式腦思維接近。 智能控制系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)功 能、組織功能。目前大多采用光學(xué)或壓力傳感器，以確定每個(gè)路口在一定時(shí)間段車輛通過的次數(shù)。這些工作全部由單片機(jī)完成。 3． 2． 3 MCS． 5 1 與 ADC0809的接口 單片機(jī)控制 ADC0809 的工作過程是首先用指令先選 ADC0809 的一個(gè)模擬輸入通道，當(dāng)執(zhí)行 MOVXDPTR， A 時(shí)，單片機(jī)的 WR 信號有效，從而產(chǎn)生一個(gè) ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 啟動(dòng)信號，給 ADC0809 的 STRAT 引腳送入脈沖，開始對選中通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。傳偷一開始， MD 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)據(jù)就可以從輸出寄存器經(jīng)過 DMA 中的數(shù)據(jù)經(jīng)過 DMA 中的數(shù)據(jù)寄存器直接傳偷到主存儲(chǔ)器，因而不受程序的限制。 下面的程序是采用軟件延時(shí)的方式，分別對 8 路模擬信號輪流采樣 1 次， 并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的轉(zhuǎn)換程序。 3． 3． 1 MSC． 51 芯片簡介 MCS． 51 單片機(jī)是國內(nèi)外成型的單片微型計(jì)算機(jī)，采用三總線結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展它有如下特點(diǎn)： (1)集成度高 MCS． 51 單片機(jī)的典型代表產(chǎn)品為 8031， 803l 芯片內(nèi)部包含了 128 字節(jié)的RAM， 4 個(gè) 8 位并行 I／ O 口， 1 個(gè)全雙工的串行口， 2 個(gè) 16 位的定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器，以及一個(gè)處理功通用很強(qiáng)大中央處理器，但片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器。因 MCS 一 51 單片機(jī)可兼容，這里以 8031 為例加以介紹。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)。 MCS 一 5l 系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3． 2 所示。 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。在編程時(shí)， EA／ Vpp 腳還需加上 12V的編程電壓。在維持狀態(tài)只需幾個(gè)微電流，很適宜作需要斷電保護(hù)或需要長期低功耗狀態(tài)的存儲(chǔ)器。 OC：數(shù)據(jù)輸出允許腳，低電平有效。若全部 高位地址線都參加譯碼，稱為全譯碼；若僅僅部分高位地址線參加譯碼，稱為部分譯碼，部分譯碼存在著部分存儲(chǔ)器地址空間相重疊的情況。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。每一個(gè)端口都可以用作輸入或輸出。 LED 燈的顯示原理為通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的的字形如 SP， g， f,e， d， C， b， a 管腳上加上 7FH 所以 SP上為 0 伏，不亮其余為 TTL 高電平，全亮則顯示為 8。如圖 3． 6 所示。采用 W78012 做穩(wěn)壓器。 4 種工作方式 (方式 0 一方式 3)。 l 0 方式 2， 8 位常數(shù)自動(dòng)重新裝載 l 1 方式 3，僅適用于 T0， TO 分成兩個(gè) 8 位計(jì)數(shù)器， T1 停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖為 P3． P3。 圖 3． 10 定時(shí)計(jì)數(shù)器的方式 1 結(jié)構(gòu)框圖 方式 2 為計(jì)數(shù)滿后自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)初值。該方式只適用于定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0， Tl 不能工作在方式 3。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(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為 12X(1／ 6M)=2us。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有受到來自單片機(jī)或其他 CPU的觸發(fā)信號， 則系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制復(fù)位，以保證系統(tǒng)在受到干擾時(shí)仍能維持正常的工作狀態(tài)。 3． 7． 2 硬件看門狗 專用硬件看門狗是指一些集成化的或集成在單片機(jī)內(nèi)的專用看門狗，他實(shí)際上是一個(gè)特殊的定時(shí)器。一外部看門狗電路既可以用專用看門購芯片，也可以用普通芯片實(shí)現(xiàn)。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 803l 單片機(jī)和其開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)具有語言簡潔，可移植性好，表達(dá)能力強(qiáng)，表達(dá)方式靈活，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，生成代碼質(zhì)量高，使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn) 。均為 45 秒。大于 時(shí) a 路口綠燈時(shí)間增加 18 秒，紅燈時(shí)間減少 18 秒。在繁忙的十字路口這種變化 已經(jīng)非常大了。 取6 個(gè)狀態(tài) 、 、 、 、 和大于 1． 5。 車流量采樣程序設(shè)計(jì) 車流量采樣流程圖如圖 4． 2 所示。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 MAX692 是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監(jiān)控等功能。而當(dāng)程序運(yùn)行正常時(shí)，看門狗超時(shí)發(fā)出溢出脈沖，通過單片機(jī)的 RESET 引腳使單片機(jī)復(fù)位。 3． 7． 1 軟件看門狗 軟件看門狗是利用單片機(jī)片內(nèi)閑置的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器單元作看門狗，在單片機(jī)程序重視黨的插入監(jiān)控指令，當(dāng)程序出現(xiàn)異?；蜻M(jìn)入死循環(huán)時(shí)，將程序計(jì)數(shù)器 PC賦予初始值，強(qiáng)制性的將程序重新開始運(yùn)行。設(shè)置看門狗是為了防止單片機(jī)死機(jī)，提高單片機(jī)系統(tǒng) 抗干擾能力的一種重要途徑。 T0分為兩個(gè)獨(dú)立的 8位計(jì)數(shù)器 TL0和 TH0。 圖 3． 11 定時(shí)計(jì)數(shù)器的方式 2 結(jié)構(gòu)框圖 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 方式 2 為自動(dòng)恢復(fù)初值的 (初值自動(dòng)裝入 )8 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， TLX 作為常數(shù)緩沖器，當(dāng) TLX 計(jì)數(shù)溢出時(shí)，在置“ 1”溢出標(biāo)志 TFX 的同時(shí)，還自動(dòng)的將 THX 中的初值送至 TLX，使 TLX 從初值開始重新計(jì)數(shù)。 GATE 位的狀態(tài)決定定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器運(yùn)行控制取決于 TRX 一個(gè)條件還是 TRX和引腳這兩個(gè)條件。 l：計(jì)數(shù)器模式。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 3． 8 定時(shí)器結(jié)構(gòu) 定時(shí)計(jì)數(shù)器有兩個(gè)控制寄存器分別是 TMOD(選擇定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0、 Tl 的工作模式和工作方式 )和 TCON(控制 T0、 Tl 的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含了 TO、T1 的狀態(tài) )。 C C1 C1 C16 均采用 0． 1μ F 的電容。確定穩(wěn)壓器的輸入電壓，即整流電路的輸出電壓， W7805 的最小輸入、輸出電壓，濾波電路采用電容為 1000μ F。 其中 PA0＼ PB0a PAl＼ PBlb PA2＼ PB2c PA3＼ PB3d PA4＼ PB4e 顯示數(shù)值 Dop g f e d c b a 驅(qū)動(dòng)代碼（ 16 進(jìn)制）