【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單片機輸出設(shè)備。我們用 8255A 并行接口芯片來擴展I/O 端口。這時 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)信號和中斷請求信號。 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，外電路可以不配置上拉電阻。 本設(shè)計中采用獨立式鍵盤。單片機的工作流程，就是在系統(tǒng)時鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。 （ 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，有兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和 一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級的優(yōu)先級別選擇。通用外部設(shè)備室進行人機對話的紐帶，包括鍵盤、顯示器等。 （ 6）綠燈倒計時時間，增加每次綠燈時間車流量檢測的功能，若檢測到車輛經(jīng)過，進入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲車流量的計數(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，直到下一次綠燈時間重新 記入。 友好的人機界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)是本設(shè)計的亮點。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且 I/O口足夠，可直接采用獨立式。一般車流量檢測器采用傳感器 +單片機 +外圍器件來實現(xiàn)。在該系統(tǒng)中由于單片機除了掃描 89C51 芯片外沒有太多的實時測控任務(wù)，故本設(shè)計中采用動態(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片內(nèi)閑置的定時器 /計數(shù)器單元作為看門狗，在單片機程序中適當(dāng)?shù)牟迦氡O(jiān)控指令，當(dāng) 程序出現(xiàn)異常或進入死循環(huán)時，利用軟件將程序計數(shù)器 PC 賦予初始值，強制性的使程序重新開始運行。 鍵盤控制方案 鍵盤分為獨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 作者姓名： 專業(yè)名稱：電氣工程及其自動化 指導(dǎo)老師： 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。 關(guān)鍵詞 ： 單片機 交通燈 闖紅燈 檢測車流量 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間。 （ 4）這樣如上表的時間和紅、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)計考慮了這兩種方案： 方案一：采用軟件看門狗。而當(dāng)程序運行異常時，看門狗超時發(fā)出溢出脈沖，通過單片機的 RESET 引腳使單片機復(fù)位。 LED 動態(tài)顯示硬件連接簡單，比較節(jié)省 I/O 接口，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，且動態(tài)掃描的顯示方式在顯示位數(shù)較多時，CPU 要依次掃描，需占用 CPU 較多的時間?，F(xiàn)階段，車輛 檢測器檢測方式有很多，各有其優(yōu)缺點，如紅外線檢測器、地磁檢測器、機械壓電檢測器，磁頻檢測器、波頻檢測器、視頻檢測器等。后者適用于按鍵數(shù)量較多的場合，但是在單片機 I/O 口資源相對較少而需要較多按鍵時，此方法仍不能滿足設(shè)計要求。 系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計時計數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。 （ 6）紅燈時間倒計時完畢，黃燈閃爍 5 秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。有時需要擴展 I/O 接口 來滿足單片機接口數(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 單機的電源線有以下兩種： （ 1） VCC： +5V 電源線。 控制線 89C51 單片機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∕按鍵手動復(fù)位 圖 單片機復(fù)位電路 時鐘電路 單片機的晶振電路，即所謂的時鐘電路。 圖 時鐘電路 鍵盤接口電路 在單片機應(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，來實現(xiàn)簡單的人機通信。上拉電阻保證了按鍵斷開時， 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，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。 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。 擴展的方法有兩種： 1）借用外部 RAM 地址來擴展 I/O 端口；2）采用 I/O 接口芯片來擴充。 OC 為輸出允許端：當(dāng) OC =0 時，三態(tài)門打開；當(dāng) OC =1 時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。本設(shè)計中采用這種結(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內(nèi)的專用看門狗電路，它實際上是一個特殊的定時器，當(dāng)定時時間到時，發(fā)出溢出脈沖。 圖 MAX692 引腳 VOUT：電源輸出引腳。 MAX692 在本設(shè)計中的使用： WDI 是看門狗監(jiān)測輸入腳，接到 CPU的一個專用 I/O 口或一個總線上，這里接到 口上。發(fā)射信號經(jīng)頻率調(diào)制后一般接收距離可超過 10 米，無干擾時可超過 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)計采用 74LS244 作為同相驅(qū)動芯片，驅(qū)動交通信號燈和段選碼；采用 74HC240 作為反相驅(qū)動芯片，驅(qū)動數(shù)碼管位選碼；采用 74LS04 作為反相驅(qū)動芯片和放大芯片，驅(qū)動蜂鳴器報警。當(dāng)片選信號為低電平時，輸入和對應(yīng)的輸出反相；當(dāng)片選信號為高電平時，其對應(yīng)的輸出截止，為高阻態(tài)。每個方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共 4 組。 報警電路和按鍵控制電路 （ 1）報警電路 本設(shè)計采用一般蜂鳴器，蜂鳴器使用 NPN 三極管進行驅(qū)動控制，當(dāng)連接到 單片機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)連接到單片機上的引腳輸出高電平時， 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 定時器 延時方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定 1秒的時間，另一種是采用軟延時的方法。計算通式變?yōu)椋? ? ?T M TC T?? 計 數(shù) （ ） 模值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。 1）主程序： 定時器需定時 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)先級的允許下，一旦有外部中斷信號產(chǎn)生，單片機 CPU首先保護斷點， PC 值進棧，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地址，送回 PC，程序再正常執(zhí)行。對每位數(shù)碼管來說，每隔一段時間點亮一次，如此循環(huán)。利用 T0 定時器中斷，每中斷一次是 50ms，并使 R4 中的數(shù)值加 1，則當(dāng) R4=10 時，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 管 高 電 平 ？東 西 路 口 紅 外 對 管 高 電 平 ？南 北 路 口 紅 外 對 管 高 電 平 ？東 西 路 口 紅 外 對 管 高 電 平 ？P 2 . 5 = 0 ?倒 計 時 完 畢 ？倒 計 時 完 畢 ？設(shè) 定 紅 燈 時 間 初 值 顯 示 初 值初 始 化設(shè) 定 綠 燈 時 間 初 值顯 示 初 值啟 動 T 0 定 時 器東 西 方 向 紅 燈 倒 計 時 ， 南 北 方 向 綠 燈 倒 計 時報 警 3 s檢 測 車 流 量顯 示 車 流 量黃 燈 閃 爍 5 s東 西 方 向 綠 燈 倒 計 時 ， 南 北 方 向 紅 燈 倒 計 時報 警 3 s檢 測 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)計以 MSC51 系列單片機為核心，充分利用了 AT89C51和 8255A 芯片的 I/O 引腳，以 LED 數(shù)碼管作為倒計時指示，該設(shè)計很好地完成了設(shè)計的各項要求，主要體現(xiàn)如下： 主干道和次干道可以分開設(shè)置時間功能，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現(xiàn)，該設(shè)計在確保功能實現(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，