【正文】 ）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 摘 要 在城市交通中，交通燈信號(hào)是管理交通網(wǎng)絡(luò)的最重要元素。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車輛迅速增如，人們?cè)谫嵢∮蓹C(jī)動(dòng)車輛所帶來(lái)的巨額利潤(rùn)以及充分享受汽車巨大便利的同時(shí)，也越來(lái)越受到交通擁堵、交通事故頻發(fā)、環(huán)境污染加劇和燃油損耗上升所帶來(lái)的諸多問(wèn)題的困擾。 1． 1． 2 研究意義 目前，緩解城市道路交通擁堵已到了刻不容緩的地步。下面對(duì)國(guó)際上有代表性一些產(chǎn)品迸行簡(jiǎn)單的介紹。但是此技術(shù)存在的問(wèn)題如下：如果行人、非機(jī)動(dòng)車亂穿馬路，會(huì)導(dǎo)致車輛速度減慢，導(dǎo)致感應(yīng)器數(shù)據(jù)失真，影響信號(hào)燈精確配時(shí)；線圈在安裝或維護(hù)時(shí)必須直接埋入車道，這樣交通會(huì)暫時(shí)受到阻礙：切割路面面積比較大，埋置線圈的切縫軟化了路面，路面被雨水浸泡后 容易出現(xiàn)路面下陷，使路基遭到破壞，容易造成整個(gè)路面的下陷；感應(yīng)線圈易受冰凍、路基下沉、鹽堿等自然環(huán)境的影響，容易損壞，使用壽命短；感應(yīng)線圈 由于自身的測(cè)量原理所限制，當(dāng)車流擁堵，車間距小于 3m的時(shí)候，其檢測(cè)精度大幅度降低，甚至無(wú)法檢測(cè)。 （ 2）第二階段（ 19781982）單片機(jī)的完善階段。 CMOS 芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機(jī)可以工作在功耗精細(xì)管理狀態(tài)。 （ 5）大容量化：以往單片機(jī)內(nèi)的 ROM 為 1KB~4KB， RAM 為 64~128B。特別是 IC、 SPI 等串行總線的引入，可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化。 交通燈在這個(gè)交通環(huán)境中起著一個(gè)重要的角色 ， 是交通管理部門管理交通的重要工具 。 有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法 。 ( 2 ) 從循環(huán)圖分析可知：人行道無(wú)論哪個(gè)方向，系統(tǒng)對(duì)兩側(cè) 4 個(gè)信號(hào)燈的控制也是同步的，且人行道的紅綠燈變化和行車道的紅綠燈變化應(yīng)該是一致的。當(dāng)有大的金屬物 (汽車 )通過(guò)時(shí)，由于空間介質(zhì)發(fā)生變化引起了振蕩頻率的變化 (有金屬物體時(shí)振蕩 頻率升高 )，將會(huì)使線圈中單位電流產(chǎn)生的磁通量增加，從而導(dǎo)致線圈電感值發(fā)生微小變化，進(jìn)而改變 LC諧振的頻率，這個(gè)頻率的變化就作為有汽車經(jīng)過(guò)地感線圈的路面時(shí)的輸入信號(hào)，再將此信號(hào)通過(guò)由 R7和 C3組成的 LC濾波電路，輸出穩(wěn)定的直流電壓，此電壓即可輸入到 ATmega128控制 系統(tǒng)。 AVR 結(jié)構(gòu)的方框圖 2． USART：通用同步異串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器（ USART）是一個(gè)高度靈活的串行通信設(shè)備。 方式 1：選通輸入／輸出方式。 綠燈的最短時(shí)間為 20 秒，最長(zhǎng)時(shí)間為 40 秒， 紅燈最短時(shí)間為 25 秒，最長(zhǎng)時(shí)間為 45 秒，黃燈時(shí)間為 5 秒。 A A A A4： 1， 2， 6， 7 腳為 8421BCD 碼輸入端。 。初始化程序主要完成內(nèi)存的規(guī)劃、定時(shí)器工作模式的設(shè)定、中斷方式等的設(shè)定。 ，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和 純綠）、藍(lán)光等。 LT： 3 腳是測(cè)試輸入端，當(dāng) BI=1， LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“ 8”。 我們?cè)诿?車 道車輛等待線的前方和后方都 安裝一個(gè) 地感線圈 ， 根據(jù)檢測(cè)到的電磁感應(yīng)引起的電流變化，通過(guò)電路轉(zhuǎn)換和放大電路的處理，最終實(shí)時(shí)顯示有無(wú)車輛通過(guò)，并可以累計(jì)某段時(shí)間內(nèi)車輛流量大小 . 信號(hào)燈電路 信號(hào)燈用來(lái)顯示車輛通行狀況，下面以一個(gè)十字路口為例，說(shuō)明一個(gè)交通燈的四種狀態(tài)。 D D5： A 口方式選擇 0 0 —方式 0 0 1 —方式 1 1 —方式 2 D4： A口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D3： C口高 4位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D2： B口方式選擇 （ 0=方式 0， 1=方式 1） D1： B口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D0： C口低 4位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） 8255 可編程并行接口芯片工作方式說(shuō)明 : D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 方式 0：基本輸入／輸出方式。所有的端口引腳都具有與電壓無(wú)關(guān)的上拉電阻。 由于 ATmega128 具有較多的 I/O 口，便于對(duì)多路口交通燈以及顯示控制有一定優(yōu)勢(shì)，所以本文中我們采用較為先進(jìn)的 AVR 單片機(jī)中 Atmega128 單片機(jī)，對(duì) Atmega128 產(chǎn)品特點(diǎn)： ? 高性能、低功耗的 AVR174。以一個(gè)60X6ocrn的模擬十字路口交通模型為例，根據(jù)實(shí)際十字路口的尺寸按比例縮放，得到的車道大小約為 3cm。 三路口道路通行控制方案設(shè)計(jì) ATmega128 LED 顯示器 主干道交通流量檢測(cè) 支干道交通流量檢測(cè) 緊急 控制 交通燈顯 示 三路口道路通行控制的基本設(shè)計(jì)思路是：首先對(duì)多路口控制方案的研究要有層次，先從單路口控制開始，然后將三路口控制整合起來(lái)，作為一個(gè)系統(tǒng)去考慮，這是一個(gè)明智的選擇。 2） 在交通燈顯示方面，經(jīng)過(guò)紅－黃－綠－黃－紅的這種邏輯狀態(tài) 。 第二，主要研究 AVR 單片機(jī)及其選擇，通過(guò)了解 ATmege128 的各項(xiàng)指標(biāo)和工作原理，構(gòu)成控制系統(tǒng)的各部分硬件配置，根據(jù)智能交通控制方案，確定連接，為軟件設(shè)計(jì)以及編程做好充分準(zhǔn)備。隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種處圍功能器件集成在片內(nèi)。允許使用的電壓范圍越來(lái)越寬，一般在 3~6V 范圍內(nèi)工作。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的 8 位 /16位 /32 位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。雖然這些公司在做這方面的產(chǎn)品，但還沒(méi)有成熟完善的系統(tǒng)可以應(yīng)用于實(shí)際 單片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 單片機(jī)的發(fā)展階段 如果將 8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個(gè)階段 （ 1）第一階段（ 19761978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控索階段。另一方面，在監(jiān)察違章車輛方面也缺少必要的現(xiàn)代手段。如美國(guó) ITS 協(xié)會(huì)、歐洲共同體的交通信息與控制組織 ERTICO，日本的路車交通智能協(xié)會(huì) VERTIS、以及 ITS 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu) ISO/TC204 等。交通系統(tǒng)是一個(gè)非線性隨機(jī)性都很強(qiáng)的開放的復(fù)雜大系統(tǒng)，系統(tǒng)維數(shù)太高，加上人的參與，對(duì)其進(jìn)行有效的控制是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 21 程序設(shè)計(jì) ........................................................................................21 第 5章 程序調(diào)試 ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。這也是現(xiàn)有不管是基于方案選擇式的 SCATS 還是基于方案生成式的 SCOOT 系統(tǒng)都難于取得很好效果的原因。 1986 年，歐洲啟動(dòng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究的第一批項(xiàng)目 DRⅣ E和 Prometheus，日本開始 RACS 試驗(yàn)研究，其后美國(guó)開始啟動(dòng) PATHFNDER 和“ 20xx 年的交通模式”研究項(xiàng)目。所以 SCATS 訊方式目前根本無(wú)法滿足現(xiàn)代城市交通管理 現(xiàn)代化發(fā)展要求。以 Intel 公司的 MCS – 48 為代表。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著 CMOS化、低功耗、 小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá) 1~2V。除了一般必須具有的 CPU、ROM、 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等以外，片內(nèi)集成的部件還有模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、 DMA 控制器、聲音發(fā)生器、監(jiān)視定時(shí)器、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器、彩色電視機(jī)和錄像機(jī)用的鎖相電路等。 第三， 學(xué)習(xí)編程軟件的使用方法，了解該軟件的工作環(huán)境及工作界面，熟悉編程語(yǔ)言，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思路，研究設(shè)計(jì)本課題的交通控制程序結(jié)構(gòu)，按照各程序模塊 進(jìn)行程序流程設(shè)計(jì)。 3） 東西方向 、 南北方向車道除了有紅 、 黃 、 綠燈指示外 ， 每一種燈亮的時(shí)間都用數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示 （ 采用倒計(jì)時(shí)的方法 ）。所以如果把三路口道路干線上所有路口看作 一個(gè)系統(tǒng)，在相鄰路口的綠燈起始時(shí)刻建立一種時(shí)間關(guān)系，從而使車輛每到達(dá)一個(gè)路口時(shí)，正好遇到綠燈。設(shè)計(jì)時(shí)選擇的線圈內(nèi)徑為 * cm、外徑為 * cm、線徑為 、匝 數(shù)為 180n。 8 位微處理器 ? 先進(jìn)的 RISC 結(jié)構(gòu) – 133 條指令 – 大多數(shù)可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成 – 32 x 8 通用工作寄存器 + 外設(shè)控制寄存器 – 全靜態(tài)工作 – 工作于 16 MHz 時(shí)性能高達(dá) 16 MIPS – 只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器 ? 非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 – 128K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash壽命 : 10,000 次寫 / 擦除周期 – 具有獨(dú)立鎖定位、可選擇的啟動(dòng)代碼區(qū)通過(guò)片內(nèi)的啟動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程真正的讀 修改 寫操作 – 4K字節(jié)的 EEPROM壽命 : 100,000 次寫 / 擦除周期 – 4K 字節(jié)的內(nèi)部 SRAM – 多達(dá) 64K 字節(jié)的優(yōu)化的外部存儲(chǔ)器空間 – 可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)軟件加密 – 可以通過(guò) SPI 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程 ? JTAG 接口 ( 與 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)兼容 ) – 遵循 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 – 支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試 – 通過(guò) JTAG 接口實(shí)現(xiàn)對(duì) Flash, EEPROM, 熔絲位和鎖定位的編程 ? 外設(shè)特點(diǎn) – 兩個(gè)具有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的 8 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 – 兩個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 – 具有獨(dú)立預(yù)分頻器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 – 兩路 8 位 PWM – 6路分辨率可編程（ 2 到 16 位）的 PWM – 輸出比較調(diào)制器 – 8路 10 位 ADC 8 個(gè)單端通道 7 個(gè)差分通道 2 個(gè)具有可編程增益（ 1x, 10x, 或 200x）的差分通道 – 面向字節(jié)的兩線接口 – 兩個(gè)可編程的串行 USART – 可工作于主機(jī) / 從機(jī)模式的 SPI 串行接口 – 具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器 – 片內(nèi)模擬比較器 ? 特殊的處理器特點(diǎn) – 上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè) – 片內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的 RC 振蕩器 – 片內(nèi) / 片外中斷源 – 6種睡眠模式 : 空閑模式、 ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及擴(kuò)展的 Standby 模式 – 可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的時(shí)鐘頻率 – 通過(guò)熔絲位可以選擇 ATmega103 兼容模式 – 全局上拉禁止功能 ? I/O 和封裝 – 53個(gè)可編程 I/O 口線 – 64引腳 TQFP 與 64 引腳 MLF 封裝 ? 工作電壓 – ATmega128L – ATmega128 ? 速度等級(jí) – 0 8 MHz ATmega128L – 0 16 MHz ATmega128 硬件模塊簡(jiǎn)介 CPU 內(nèi)核 介紹本節(jié)從總體上討論 AVR 內(nèi)核的結(jié)構(gòu)。并保護(hù)二極管與 VCC 和地連接。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。 每個(gè)路口的信號(hào)的的轉(zhuǎn)換順序?yàn)椋壕G 黃 紅。它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否損。