【正文】 D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D7D0D1D2D3D4D5D6D7D [0.. .7]P B 1P B 0P B 3P B 2P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7 圖 LED 雙位數(shù)碼管顯示電路 其中 PC0~PC7 作為段選碼， PB0~PB3 作為位選碼。 （ 2）共陽極結(jié)構(gòu)：如果所有的發(fā)光二極管的陽極接在一起，稱為共陽極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入低平有效，當(dāng)某段輸入低電平該段便發(fā)光，如圖 所示。 八段 LED數(shù)碼管顯示電路 LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的 MCS51單片機(jī)輸出設(shè)備。我們用 8255A 并行接口芯片來擴(kuò)展I/O 端口。這時(shí) A 口或 B 口的 8 位外設(shè)線用作輸入或輸出， C 口的 4 條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 D2： B 口方式選擇（ 0=方式 0， 1=方式 1）。引腳圖如圖 所示。當(dāng) I/O 接口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外電路可以不配置上拉電阻。 本設(shè)計(jì)中采用獨(dú)立式鍵盤。單片機(jī)的工作流程，就是在系統(tǒng)時(shí)鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序。 （ 2） ALE PROG ：地址鎖存允許 /編程線。電源線。 （ 7）中斷系統(tǒng) AT89C51 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和 一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。通用外部設(shè)備室進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的紐帶，包括鍵盤、顯示器等。 （ 6）綠燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，增加每次綠燈時(shí)間車流量檢測(cè)的功能，若檢測(cè)到車輛經(jīng)過，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲(chǔ)車流量的計(jì)數(shù)器加 1，并且通過查詢 和 端口的電平是否為低，當(dāng)開關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量，直到下一次綠燈時(shí)間重新 記入。 友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且 I/O口足夠，可直接采用獨(dú)立式。一般車流量檢測(cè)器采用傳感器 +單片機(jī) +外圍器件來實(shí)現(xiàn)。在該系統(tǒng)中由于單片機(jī)除了掃描 89C51 芯片外沒有太多的實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)，故本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)掃描方式。該方案可靠性高，不需要占用系統(tǒng)內(nèi)存。 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)器單元作為看門狗，在單片機(jī)程序中適當(dāng)?shù)牟迦氡O(jiān)控指令，當(dāng) 程序出現(xiàn)異?；蜻M(jìn)入死循環(huán)時(shí)，利用軟件將程序計(jì)數(shù)器 PC 賦予初始值，強(qiáng)制性的使程序重新開始運(yùn)行。 鍵盤控制方案 鍵盤分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤。設(shè)東西道比南北道的車流量大，指示燈燃亮的方案見表 。而在我國，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。交通燈是城市交通中的重要指揮系統(tǒng)，它與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。 traffic light cycle lights, countdown 5 seconds left when the yellow light flashing warning (traffic signal through the PA port output, display the time directly through the 825539。 十字路口交通燈控制 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者姓名： 專業(yè)名稱：電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師： 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) 交通燈 闖紅燈 檢測(cè)車流量 Abstract With the rapid development of science and technology in recent years, the application of MCU is a growing, while driving more traditional control detection technology updates. In realtime detection and automatic control of microputer application system, the microcontroller is often used as a core ponent, only the microcontroller is not enough knowledge, but also according to the specific bination of hardware architecture of hardware and software, to be improved. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealers lane, one pedestrian and orderly. Then rely on to achieve this discipline of the order it? Is the traffic lights by the automatic control system. Many traffic lights control. This system uses the MSC51 Series MCU ATSC51 and programmable parallel I/O interface chip 8255Acentered design of traffic light controller device to realize the actual traffic flow according to the P1 port through AT89C51 to set the red, green brighten time function。如何利用當(dāng)今自動(dòng)控制技術(shù)，有效地疏導(dǎo)交通，提高城鎮(zhèn)交通路口的通行能力，提高車輛速度，減少交通事故是值得我們研究的新課題。在西方發(fā)達(dá)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（ Intelligent Transport systems）的轉(zhuǎn)變。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)間。 （ 4）這樣如上表的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。本次設(shè)計(jì)考慮了這兩種方案： 方案一：采用軟件看門狗。而當(dāng)程序運(yùn)行異常時(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。 LED 動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，比較節(jié)省 I/O 接口，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，且動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式在顯示位數(shù)較多時(shí)，CPU 要依次掃描，需占用 CPU 較多的時(shí)間?，F(xiàn)階段，車輛 檢測(cè)器檢測(cè)方式有很多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如紅外線檢測(cè)器、地磁檢測(cè)器、機(jī)械壓電檢測(cè)器，磁頻檢測(cè)器、波頻檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器等。后者適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，但是在單片機(jī) I/O 口資源相對(duì)較少而需要較多按鍵時(shí)，此方法仍不能滿足設(shè)計(jì)要求。 系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。 （ 6）紅燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，黃燈閃爍 5 秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。有時(shí)需要擴(kuò)展 I/O 接口 來滿足單片機(jī)接口數(shù)量上的不足，通常采用 8255 芯片。 （ 6）全雙工串行口 AT89C51 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 圖 89C51 引腳分配圖 89C51 單機(jī)的電源線有以下兩種： （ 1） VCC： +5V 電源線。 控制線 89C51 單片機(jī)的控制線有以下幾種： （ 1） RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。 上電復(fù) 位 上電∕按鍵手動(dòng)復(fù)位 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的晶振電路，即所謂的時(shí)鐘電路。 圖 時(shí)鐘電路 鍵盤接口電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常用鍵盤作為輸入設(shè)備，通過它將數(shù)據(jù)、內(nèi)存地址、命令及指令等輸入到系統(tǒng)中，來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)通信。上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)， I/O 接口線有確定的高電平。它們分別與端口 A/B 配合使用，可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。 D3： C 口高 4 位功能（ 1=輸入， 0=輸出）。 方式 1：選通輸入／輸出方式。 擴(kuò)展的方法有兩種： 1）借用外部 RAM 地址來擴(kuò)展 I/O 端口；2）采用 I/O 接口芯片來擴(kuò)充。 OC 為輸出允許端：當(dāng) OC =0 時(shí)，三態(tài)門打開；當(dāng) OC =1 時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。本設(shè)計(jì)中采用這種結(jié)構(gòu)。如圖 所示。 硬件看門狗是指一些集成化的或集成在單片機(jī)內(nèi)的專用看門狗電路，它實(shí)際上是一個(gè)特殊的定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，發(fā)出溢出脈沖。 圖 MAX692 引腳 VOUT：電源輸出引腳。 MAX692 在本設(shè)計(jì)中的使用： WDI 是看門狗監(jiān)測(cè)輸入腳，接到 CPU的一個(gè)專用 I/O 口或一個(gè)總線上，這里接到 口上。發(fā)射信號(hào)經(jīng)頻率調(diào)制后一般接收距離可超過 10 米，無干擾時(shí)可超過 30 米。然而現(xiàn)在不論是業(yè)余制作或正式的產(chǎn)品，大都采用成品的一體化接收頭。 本設(shè)計(jì)采用 74LS244 作為同相驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)交通信號(hào)燈和段選碼；采用 74HC240 作為反相驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管位選碼；采用 74LS04 作為反相驅(qū)動(dòng)芯片和放大芯片，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。當(dāng)片選信號(hào)為低電平時(shí)，輸入和對(duì)應(yīng)的輸出反相；當(dāng)片選信號(hào)為高電平時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出截止，為高阻態(tài)。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共 4 組。 報(bào)警電路和按鍵控制電路 （ 1）報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)采用一般蜂鳴器，蜂鳴器使用 NPN 三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，當(dāng)連接到 單片機(jī)上的引腳輸出為低電平， 74LS04 輸出為高電平， NPN 導(dǎo)通，蜂鳴器蜂鳴；當(dāng)連接到單片機(jī)上的引腳輸出高電平時(shí)， 74LS04 輸出為低電平， NPN 截止，蜂鳴器停止蜂鳴。 1 秒的設(shè)定和 T0 定時(shí)器 延時(shí)方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來確定 1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。計(jì)算通式變?yōu)椋? ? ?T M TC T?? 計(jì) 數(shù) （ ） 模值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 1）主程序： 定時(shí)器需定時(shí) 50 毫秒，故 T0 工作于方式 1。循環(huán)等 待中斷 2） T0 中斷服務(wù)子程序： ORG 000BH AJMP BRTO ORG 0300H BRTO: MOV TH0,3CH 。 在優(yōu)先級(jí)的允許下，一旦有外部中斷信號(hào)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(shí) CPU 會(huì)從堆棧中取保存的斷點(diǎn)地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。對(duì)每位數(shù)碼管來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，如此循環(huán)。利用 T0 定時(shí)器中斷，每中斷一次是 50ms，并使 R4 中的數(shù)值加 1，則當(dāng) R4=10 時(shí)，正好是 ，再利用循環(huán)指令，判斷 R4 是否等于 10，若等于則跳出循 環(huán)；否則反復(fù)循環(huán)，使黃燈持續(xù)亮或滅 ，即達(dá)到閃爍效果。 開 始結(jié) 束P 3 . 1 = 1 ？P 1 . 7 = 1 ？P 2 . 4 = 0 ?南 北 路 口 紅 外 對(duì) 管 高 電 平 ？東 西 路 口 紅 外 對(duì) 管 高 電 平 ？南 北 路 口 紅 外 對(duì) 管 高 電 平 ？東 西 路 口 紅 外 對(duì) 管 高 電 平 ？P 2 . 5 = 0 ?倒 計(jì) 時(shí) 完 畢 ？倒 計(jì) 時(shí) 完 畢 ？設(shè) 定 紅 燈 時(shí) 間 初 值 顯 示 初 值初 始 化設(shè) 定 綠 燈 時(shí) 間 初 值顯 示 初 值啟 動(dòng) T 0 定 時(shí) 器東 西 方 向 紅 燈 倒 計(jì) 時(shí) ， 南 北 方 向 綠 燈 倒 計(jì) 時(shí)報(bào) 警 3 s檢 測(cè) 車 流 量顯 示 車 流 量黃 燈 閃 爍 5 s東 西 方 向 綠 燈 倒 計(jì) 時(shí) ， 南 北 方 向 紅 燈 倒 計(jì) 時(shí)報(bào) 警 3 s檢 測(cè) 車 流 量顯 示 車 流 量黃 燈 閃 爍 5 sYNYNYNYNNYYNYNYNNYYN 圖 交通燈控制器主程序流程圖 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)以 MSC51 系列單片機(jī)為核心，充分利用了 AT89C51和 8255A 芯片的 I/O 引腳，以 LED 數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)指示，該設(shè)計(jì)很好地完成了設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，主要體現(xiàn)如下： 主干道和次干道可以分開設(shè)置時(shí)間功能，使控制更加靈活；以上所有功能均在城市交道口模型上得到很好地實(shí)現(xiàn)，該設(shè)計(jì)在確保功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，充分考慮了控制系統(tǒng)操作方便、可靠性高、穩(wěn)定性好等要求。 致 謝 歲月如梭，