【正文】 。 由于本設(shè)計要實現(xiàn)車輛直走，車輛左、右轉(zhuǎn)和行人通過等功能。另外，十字路口只有兩條通道：東西、南北，所以只需 PA 和 PC 口。本次設(shè)計，我們采用靜態(tài)顯示即。 圖3 圖 74LS373引腳圖 顯示電路 時間顯示電路的設(shè)計 本系統(tǒng)采用 8 位的靜態(tài)數(shù)碼管顯示。 方式 2 ：雙向總線方式。 方式控制字格式說明如表 32。通常 A口、 B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。 DS1232 的 /ST管腳 是看門狗定時器芯片的控制輸入，它可與單片機的任意一個 I/O口相連。 AT89S51 單片機有一個復(fù)位引腳 RST，高電平有效。 該引腳若接上備用電源，當(dāng) Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或者掉電時，該備用電源為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。更有一個特點，當(dāng)訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。 P3 口：為 8位準(zhǔn)雙向 I/O 接口，輸出緩沖級可以驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。 AT89S51 單片機主要引腳功能 AT89S51 單片機采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)， 40 個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4 組 8 位共 32 個 I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。 AT89S51 有 2個 16位 定時 /計數(shù)器。 數(shù)據(jù)存儲器用于存放變化的數(shù)據(jù)。 S3：南北方向人行道禁止，東西方向人行道通行；南北方向紅燈，東西方向直行綠燈， S4：南北方向右轉(zhuǎn)綠燈，東西方向右轉(zhuǎn)綠燈，東西方向左轉(zhuǎn)綠燈 交通燈的工作原理 本系統(tǒng)由 AT89S51 單片機控制，由 8051 單片機的定時器每秒鐘通過 P0 口向8255A 的數(shù)據(jù)口發(fā)送信息，由單片機的 P1 口和 P2口顯示紅綠燈的點亮情況；由8255A 的 PC 口顯示每個燈的點亮?xí)r間。 表 22 9種模糊狀態(tài) 狀態(tài) X Y T G1 多 多 T 短 G2 多 中 T 短 G3 中 多 T 短 G4 多 少 T 中 G5 中 中 T 中 G6 中 少 T 中 G7 中 少 T 長 G8 少 中 T 長 G9 少 少 T 長 其中，規(guī)定 T 短 =30s、 T 中 =40s、 T 長 =55s?，F(xiàn)將每一方向綠燈時間分為兩部分，其一為固定的 35 秒。 決定被激活的模糊規(guī)則的組合方式和清晰化處理，生成精確的輸出控制信號。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分復(fù)雜的，是高度非線性的、隨機的，還經(jīng)常受人為因素的影響。 與傳統(tǒng)的控制器相比，模糊控制有以下特點： （ 1）適用于不易獲得精確數(shù)學(xué)模型的被 控對象，其結(jié)構(gòu)參數(shù)不是很清楚或難以求得，只要求掌握操作人員或領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗或知識。其中 yr為系統(tǒng)設(shè)定值， y為系統(tǒng)輸出值，它們都是清晰量。特殊緊急車輛通行采用實時中斷完成。根據(jù)實際生活中十字路口紅綠燈交替變換的特點，本系統(tǒng)的硬件電路主要由單片機控制電 路、車流量檢測電路以及時間和紅綠燈顯示電路。對于一般情況下的安全行車，車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在缺點：兩車道的車輛輪流放行時間相同且固定， 在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道，車輛較多，放行時間應(yīng)該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應(yīng)該短些。而且這些研究有些以相序固定為前提。早在 1977年， Pappis等人就將模糊控制運用到交通控制上，通過建立規(guī)則庫或是專家系統(tǒng)對各種交通狀況進行模糊控制，并取得了很好的效果。合理進行交通控制可以對交通流進行有效的引導(dǎo)和調(diào)度，使交通保持在一個平穩(wěn)的運行狀態(tài)，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大大提高交通運輸?shù)倪\行效率，還可以減少交通事故，增加交通安全，降低污染程度，節(jié)省能 源消耗，本文就是通過對交叉路口交通信號的智能控制，達到優(yōu)化路口交通流的目的 [2]。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，也就是修路。在少數(shù)幾個例子中，一些新的控制策略確實能得以實現(xiàn)，但他們卻沒能對早期的控制策略進行改進。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)檢測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是 現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 MCU51。 五、 主要參考文獻： [1] 張毅坤 .單片微型計算機原理及應(yīng)用 [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社， 1998. 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[7] 周潤景 .PEOTEUS 在 MCS51amp。利用到單片機內(nèi)部資源有定時計數(shù)器、單片機與鍵盤接口、串并行接口、時鐘電路、系統(tǒng)顯示電路等。 當(dāng)南北方向準(zhǔn)行，東西方向禁行時，南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。人們認(rèn)識到，要更好地提高城市管理水平，不僅僅依靠硬件設(shè)備的更新和改進，還必須同時在控制邏輯和方法上有所突破，即城市交通的區(qū)域協(xié)調(diào)控制。這種系統(tǒng)以后不斷改進、完善，成為當(dāng)今的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 早在 1850年，城市交叉口處不斷增長的交通就引發(fā)了人們對安全和擁堵的關(guān)注。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 7 完成論文的初稿，并交指導(dǎo)老師修改。 5）要考慮經(jīng)濟性、實用性和可靠性。 二 、設(shè)計（論文）任務(wù)和要求 1. 設(shè)計任務(wù) 1） 以 MSC51 系列單片機和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件，設(shè)計一個智能交通燈控制系統(tǒng)。一、課題訓(xùn)練內(nèi)容 1. 使學(xué)生進一步鞏固和加深對基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的認(rèn)識和掌握，使之條理化、系統(tǒng)化和綜合化。 6. 使學(xué)生獲得從事科研工作的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨立工作、獨立思考和綜合運用已學(xué)知識解決實際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取新知識的能力。 4）系統(tǒng)框圖和詳細(xì)原理圖，并對各 部分進行詳細(xì)說明。 6 編寫和調(diào)試各模塊程 序。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。在其各個發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個歷史階段當(dāng)時的最新科技成果 應(yīng)用到交通自動控制中來，從而促進了交通自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展。由于它簡單、可靠、價格便宜，很快在美國推廣普及。 伴隨著城市交通信號控制系 統(tǒng)的迅速發(fā)展。目前，國內(nèi)的交通燈一般設(shè)在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈。 3. 當(dāng)東西方向準(zhǔn)行，南北方向禁行時，東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈。 硬件：采用 MCS51 系列單片機 AT89S51 一片與可編程并行 I/ O 接口芯片 8255A為中心器件來設(shè)計交通燈控制器。 。 Fuzzy logic control。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。計算機硬件能力與控制軟件能力很不相符，由此造成的影響是很多交通控制策略根本不能實現(xiàn)。交通問題已經(jīng)日益成為世界性的難題，城市交通事故、交通阻塞和交通污染問 題愈加突出。對城市交通流進行智能控制，可以使道路暢通，提高交通效率。 進入 20世紀(jì) 70年代，隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，以及交通流理論的不斷完善，交通運輸組織與優(yōu)化理論和技術(shù)水平不斷提高，控制手段越來越先進，形成了一批商水平有實效的城市道路交通控制系統(tǒng)。 雖然模糊控制能有效處理模糊信息，但是產(chǎn)生的規(guī)則比較粗糙，利用規(guī)則表查表進行控制，運算速度雖然比較快，但沒有自學(xué)習(xí)功能。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。采用 AT89S51單片機作控制器。通行倒計時顯示采用 LED 數(shù)碼管，通行指示燈采用發(fā)光二極管， LED 顯示采用動態(tài)動態(tài)掃描，以節(jié)省端口數(shù)。模糊控制系統(tǒng)的示意圖如圖 所示，圖中，虛線框中為模糊控制器。 （ 3）清晰化 清晰化是將模糊推理后得到的模糊集轉(zhuǎn)換為用作控制的數(shù)字值的過程 [4]。利用統(tǒng)計方法確定的。 4）設(shè)計將輸入映照到輸出的模糊規(guī)則。 2406 8 1 01從 屬 度少中多X少 中多從 屬 度10綠 燈 期 間 通 過 道 口 車 輛 數(shù)4 8 1 21 62 0Y紅 燈 期 間 排 隊 等 候 車 輛 數(shù) 圖 紅綠燈期間車輛數(shù)的隸屬函數(shù) 北圖 傳感器的設(shè)置（ 3） 輸出及其模糊分類 1）南北向綠燈時間延時 tsn 2）東西向紅燈延時時間 tew 現(xiàn)有紅綠交通燈自動系統(tǒng)設(shè)定綠燈時間為常值，通常每一秒方向綠燈 35秒。 表 21 模糊規(guī)則結(jié)構(gòu)表 X Y 多 中 少 多 T 短 T 短 T 中 中 T 短 T 中 T 長 少 T 中 T 長 T 長 根據(jù)以上得模糊規(guī)則圖，可以得出 9 條模糊 規(guī)則，我們把它記為 9種狀態(tài)，如表 22 所示。 S2：東西方向右轉(zhuǎn)綠燈，南北方向右轉(zhuǎn)綠燈，南北方向左轉(zhuǎn)綠燈。 單片機內(nèi)部包含有程序存儲器 ROM 和數(shù)據(jù)存儲器 RAM。 定時 /計數(shù)器用于實現(xiàn)定時和計數(shù)功能。 8051 內(nèi)置最高頻率達 12MHz 的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但 8051 單片機需外置振蕩電容 [10]。一般作為擴展時地址總線的高 8位使用。而訪問內(nèi)部程序存儲器時， ALE 端將有一個 1/6 時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當(dāng)作一個時鐘向外輸出。上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間，該引腳上高電平必須持續(xù) 10ms 以上才能保證有效復(fù)位。 圖 (a)內(nèi)部時鐘方式 圖 (b)外部時鐘方式 計算機在啟動運行時的都需要復(fù)位，復(fù)位使中央處理器 CPU和內(nèi)部其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作。它的RST管腳與單片機的 RST管腳直接相連，這樣，單片機的復(fù)位被看門狗定時器 DS1232 掌握著。其內(nèi)部還有一個控制寄存器，即控制口。 其中 C 口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關(guān)資料。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。 OE 為輸出允許端：當(dāng) OE=0 時，三態(tài)門打開； 當(dāng) OE=1 時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。顯示時，由于 我們不需要小數(shù)點，所以 LED 的 10 根管腳中，我們只用了8根。所以在電路設(shè)計時 將 LED 顯示接了分流電阻。新的控制決策再重新下載到各控制器中進行交通參數(shù)的優(yōu)化。定義外部開關(guān)的有效電平是低電平。由于定時 /計數(shù)器的各種功能是由軟件來確定的，所以在使用它之前，應(yīng)對其進行編程初始化。如果單片機的時鐘周期 Tclk的 12 倍， X 為定時初值。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1 秒的時間。 模糊判斷子程序初始化G 1讀 P 2 口G 2G 3取 T = T小G 4G 5G 6取 T = T中G 7G 8G 9取 T = T大YYY Y YYY YYNNNNNNNNN顯 示 時 間 減 1顯 示 時 間 是 否 為 0哪 一 個 車 流 量 按 鈕 按 下送 第 二 狀 態(tài) 時 間 ， 第 二 狀 態(tài)顯 示 時 間 減 1顯 示 時 間 是 否 為 0送 第 三 狀 態(tài) 時 間 ， 第 三 狀 態(tài)顯 示 時 間 減 1顯 示 時 間 是 否 為 0哪 一 個 車 流 量 按 鈕 按 下哪 一 個 車 流 量 按 鈕 按 下送 第 四 狀 態(tài) 時 間 ， 第 四 狀 態(tài)顯 示 時 間 減 1送 第 一 狀 態(tài) 時 間 ， 第 一 狀 態(tài)哪 一 個 車 流 量 按 鈕 按 下 顯 示 時 間 是 否 為 0否是否否否是是是 圖 緊急狀態(tài)控制模塊 緊急情況用外部中斷 INTO 控制，緊急情況結(jié)束后，再發(fā)一個終端來恢復(fù)以前的狀態(tài)。 由于本人自身能力有限以及時間匆忙，本次設(shè)計還有許多地方做的不夠完善，需要進一步修