【正文】 控 制 器（ Microcontroller）。對于精確定時，應(yīng)該用計數(shù)器 加以控制，硬件實現(xiàn)復(fù)雜度增加。該系統(tǒng)的屏幕時間顯示用倒計時 方式表示紅綠燈的 切換時間，時間顯示器的作用是協(xié)助紅綠燈工作，跟隨紅、綠燈反復(fù)地進行切換。而此時若想采用程控方式 , 交警將無法對交通燈再人為地加以管理。 黃閃 : 夜間無人值守時 , 用每秒 1次的黃燈閃亮 , 提醒司機安全駕駛 。 要求使用 8051定時器 / 計數(shù)器 0作為定時器 ， 假設(shè)南北和東西的通車時間都為 30 s ， 外部中斷的延時為 10 s ， 要求對通行時間進行倒計時 ， 從 P1 口輸出，在 LED上顯示 并進行遞減。 本文對十字路口狀態(tài) 預(yù)設(shè)為兩種，一種是正常狀態(tài)，另一種是故障或緊急狀態(tài)，并分別用黃、紅、綠色燈的不同組合來表示。 關(guān)鍵詞： 8051單片機 ； 交通燈 ； 自動控制 ； 時間顯示器 ； 軟件 ； 硬件 ； 定時器 ； 延時 ；外部中斷 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 46 頁 2 Abstract According to the feature of SCM8051 and the characteristics of traffic lights in real control,the article puts forward the method of using siglechip microputer to control automatically the traffic signal lights and method of realization of hardware has also been given,the whole process included hardware circuit designing and program designing,in which some important technique problem that may meet during the use of Singlechip this paper， the state of crossing was designed as two is normal,another breackdown or urgent,which are expressed with different colour lamp named yellow、 red and basic principle and method of controlling are this paper, the design goals, development ways, system structure, system functions, geographic codes and data base of the Urban Traffic Information System (U T IS) were presented. Furthermore, the development and the application tests of the traffic situation model, the traffic management model, the traffic plan model and the background information inquirement model of U T IS were paper introduces the development scheme of threecolour programmable traffic signal time indicator used in the levelcrossing of our city,and gives its power supply,load construction made by LED and time detection of traffic lamp colour a reasonable optimize reliability of Product is substantially improved while the cost is reduced. Key Words:SCM8051； traffic lights； automatic control； time indicator； hardwore； softwore timer； delay； external interrupt 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 46 頁 3 引言 交通的發(fā)達，標志著城市的發(fā)達，相對交通的管理則顯得越來越重要。 另一車道為副干道 , 車輛較少 ,放行時間短些。此時 , 另一方向 (東西方向 ) 紅黃綠三燈的工作順序相應(yīng)為 : 綠燈亮 25s, 綠燈 閃亮 3s (每秒 1次 ) , 黃燈亮 2s, 最后紅燈亮 30s。 當(dāng)前，交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，交通流量年年增長，大、中、小城市的汽車、摩托車等各種車輛與日俱增，道路交通繁忙，經(jīng)常有嚴重堵車現(xiàn)象，特別是在交叉口，機動車、非機動車、行人來往非常混亂，為了在叉口的各條干道實現(xiàn)合理的科學(xué)分流。對 A、 B組或 C、 D組而言，每當(dāng)綠燈亮轉(zhuǎn)換成紅燈亮前幾秒（具體多長時間視實際情況而定）黃燈亮 ，當(dāng)綠燈滅時黃燈也滅。 二． 系統(tǒng)組成 控制要求 ⑴ 主、支干道交替通行，主干道每次放行 30 秒，支干道每次放行 20 秒； ⑵ 綠燈亮?xí)r表示可以通行，紅燈亮?xí)r表示禁止通 行； ⑶ 每次綠燈變紅燈時，黃燈先亮 5秒（此時另一干道上的紅燈不變）； ⑷ 十字路口要求有數(shù)字顯示，作為時間提示，以便人們更直觀地把握時間，具體 要求主、支干道通行時間及黃燈亮的時間均以秒為單位做減數(shù)器； ⑸ 在黃燈亮?xí)r，原紅燈按 1HZ 的頻率閃爍； ⑹ 當(dāng)有急救車到達時，路口的信號燈全部變紅，讓急救車通過。 RAM 可被CUP 隨機地讀寫，斷電后存儲的內(nèi)容消失； ROM 中的信息只能被讀取，一般用于存放固定的程序。而單片機相當(dāng)于集成了以上所有芯片的一塊集成電路芯片。 —— P0 口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。并因此作為輸入時， P2 口 的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表 21所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 46 頁 10 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。常用的輸入控制方法有按鍵、矩陣鍵盤、串行通信等方式。 單片機系統(tǒng)的應(yīng)用 單片機的應(yīng)用十分廣泛，在工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品、智能化儀器儀表、計算機外部設(shè)備，特別是機電一體 化產(chǎn)品中，都有重要的用途。 表 22 嵌入式 微機、 DSP、單片機性能比較 指標 嵌入式微機 DSP 單片機 運算速度 一般 快 慢 信息處理量 大 大 小 晶振、復(fù)位電路 輸入控制 輸出顯示 外圍功能器件 單片機 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 12 頁 共 46 頁 12 體積和重量 大 小 小 系統(tǒng)集成度 高 一般 低 開發(fā)成本 適中 高 低 典型器件 SUPERDX 型嵌入式模塊 DSP56800 TMS320C54X MCS51 MCS98 單片機最明顯的優(yōu)點是價格便宜，從幾元人民幣到幾十元人民幣。 部分電路功能 晶振電路 簡單地說，沒有晶振，就沒有時 鐘周期 ，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作。 例如，當(dāng)需要計算 DJNZ 指令完成所需要的時間時，首先必須要知道晶振的頻率，設(shè)所用晶振為 12MHZ，則一個機器周期就是 1us。該晶振需要外部的晶振電路才可以起振，但是由于該電路非常簡單，并且使用靈活，在單片機系統(tǒng)中也有廣泛地應(yīng)用。圖 5給出了兩種外部時鐘的電路，可以根據(jù)不同的單片機型號選擇不同的電路。一般的復(fù)位只需要 5ms的時間。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 46 頁 15 圖 6 單片機的復(fù)位電路 從原理上，一般采用上電復(fù)位嗲路。但還需在發(fā)光二極管和單片機連接時加一個限流電阻，這個電阻的作用在于限制通過二極管的桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 46 頁 16 電流，從而達到減少功耗或者滿足端口對最大電流的限制。它是指：保證發(fā)光二極管不出現(xiàn)反向擊穿時所允許給發(fā)光二極管加的最大反向電壓。發(fā)光二極管的極限參數(shù)主要有兩項：一是極限功率 Pm；二是極限工作電流 Im。顯示電路如圖 8所示。其中包括七個細長條形的 LED 及小數(shù)點行的 LED，顯示器的每一段或沒一劃都有其名稱，分別是英文小寫的 a 到 f，以及小數(shù)點 dp（ DECIMAL POINT）。 8位并行輸出門輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，其段碼如表 23所示。這樣單片機 只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。 在一般較為簡單的系統(tǒng)中，為了降低成本，動態(tài)顯示方案具備一定的實用性，也是目前單片機數(shù)碼管顯示中較為 常用的一種顯示方法。 BASIC 語言簡單易學(xué)，適用于對編程效率或運行速度要求不高的場合， 8052 單片機片內(nèi)就固化了 BASIC 語言解釋器。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 20 頁 共 46 頁 20 C51編譯器與程序開發(fā)過程 已經(jīng)開發(fā)了各種單片機的 C 語言編譯器 對于并不以快速運算見長的 MCS— 51 單片 機來說，其 C 語言編譯器 (簡稱 C51)的各項性能指標中，最重要的是開發(fā)便利，其次是生成代碼緊湊，以及編譯速度、是否有浮點庫和足夠的算術(shù)支持。在 C 中，更普遍地規(guī)定函數(shù)調(diào)用可以出現(xiàn)在表達式中。 C51 程序的編制與一勝 C語言行序大致相同。i0。 單片機的定時器 MCS51 系列 的單片機一般有兩個內(nèi)部的 16位定時器 /計數(shù)器，分別稱為 T0和 T1。當(dāng)定時器 /計數(shù)器溢出時，就會使得相關(guān)的寄存器標志產(chǎn)生變化，單片機將由此而產(chǎn)生定時中斷，在中斷服務(wù)程序中處理定時到而需要完成的任務(wù)。 ③是否借用外中斷控制定時器和計數(shù)器的啟停。如果 C/T 為 0 就用作定時器，如果 C/T 為 1 就用作計數(shù)器。 初值放在 T（ 0/1）的高 8位。一般情況下，只有在 T1 以上工作方式 2運行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時，才讓 T0 工作于方式 3。當(dāng)門控位 GATE=0 時， T0的運行只取決于 TR0 的 0和 1；當(dāng)門控位 GATE=1 時，僅當(dāng) TR0=1，并且外中斷 0 引腳上的輸入值為高電平時， T0 才開始計數(shù)，這兩個條件有一個不滿足，則禁止 T0 計數(shù)。然而，在實際應(yīng)用中，還是有一定的規(guī)則需要遵守的。而是將軟件計數(shù)變量中的值加 1，如果軟件計數(shù)器計到了 20，再開關(guān)發(fā)光二極管。你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。優(yōu)先級的問題不僅僅發(fā)生在兩個中斷同時產(chǎn)生的情況，也發(fā)生在一個中斷已產(chǎn)生，又有一個中斷產(chǎn)生的情況。 單片機的中斷系統(tǒng)的作用 單片機在自動控制中有兩個重要的功能，一個是定時 /計數(shù)的作用，另一個就是中桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 25 頁 共 46 頁 25 斷的使用。 第四，便于人機聯(lián)系。 TCON中的控制字如表 33所示。 ● 內(nèi)部中斷請求源 TF0：定時器 T0的溢出中斷標記，當(dāng) T0 計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由硬件置位 TF0。 ET1：定時器 1中斷允許。 定時器 1： 001BH。單片機工作時，在每個機器周期中都會去查詢一下各個中斷標記，從而判斷是否有中斷申請。 知道 了中斷響應(yīng)的條件后，可以進一步 了解中斷響應(yīng)過程。當(dāng)運行一個中斷任務(wù)時，采用不同的