【正文】 。令 T0 為定時器方式 1 MOV TH0,3CH 。本設計中的東西、南北路口紅外檢測中斷子程序流程圖如圖 所示。 開 始結 束賦 5 s 初 值調 時 間 顯 示 子 程 序東 西 、 南 北 方 向 黃 燈 亮黃 燈 是 否 亮 0 . 5 s ？東 西 、 南 北 方 向 黃 燈 滅黃 燈 是 否 滅 0 . 5 s ？持 續(xù) 5 s ？NYNYYN 圖 黃燈閃爍 5s 子程序流程圖 檢測車流量與顯示子程序 本子程序中，首先要對斷點進行保護，以防止顯示車流量時改變原綠燈初始值。在畢業(yè)論文結尾之際，借此機會，我向在我做畢業(yè)設計過程中給予我支持和幫助的老師和同學們表示衷心的感謝！ 首先要感謝我的指導老師 —— 王笑宇老師。使我在單片機的基本原理、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設計的思路技巧，特別是對匯編語言的掌握方面能向前邁了一大步，為日后成為合格的應用型人才打下了 良好的基礎。該系統(tǒng)的時間顯示子程序流程圖如圖 所示。以 IT0 為例， IT0=0，為電平觸發(fā)方式， IT0=1，為負邊沿觸發(fā)方式，本設計采用邊沿觸發(fā)方式， IE0 為其中斷標志位，有中斷信號則置位，中斷服務子程 序響應后， IE0 自動清零。 （ 2） 1 秒的方法 我們采用在主程序中設定一個初值為 20 的軟件計數器和使T0 定時 50 毫秒．這樣每當 T0到 50 毫秒時 CPU 就響應它的溢出中斷請求，進入他的中斷服務子程序。如圖 所示。由紅外線接收管（ VDL） 將接收到的紅外反射信號變?yōu)殡娒}沖后，通過 C R23 加至電壓放大器的輸人端，進行脈沖幅度的放大，然后輸入到單片機的 I/O 接口上。 圖 紅外對管檢測電路 驅動和放大電路 為了提高數碼管的亮度，和使單片機正常工作，以使蜂鳴器正常報警，常使用驅動電路 。 紅外對管檢測電路由紅外發(fā)射電路和紅外接收管電路組成。 MAX692 是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監(jiān)控等功能。四個方位上總共用 8個 LED 數碼管接在單片機的 I/O 擴展口 8255 上。 1Q8Q 為 8 個輸出端。每一個端口都可以用作輸入或輸出。通常 A 口、 B 口作為輸入輸出的數據端口。本系統(tǒng)采用 晶振，電容選 22pF 或 30pF 均可。采用外部振蕩器時，該引腳懸空。 （ 4）定時 /計數器 (ROM) AT89C51 有兩個 16 位的可編程定時 /計數器，以實現定時或計數產生中斷用于控制程序轉向。 （ 4）通過 8051 單片機的 位來控制系統(tǒng)是繼續(xù)工作或設置初 值，當 位為 0，就對系統(tǒng)進行初始化，為 1系統(tǒng)就繼續(xù)工作。鍵盤是單片機系統(tǒng)中最常用的人機接口，一般情況下有獨立式和行列式兩種。該方案占用接口資源多，顯示亮度由保證，但硬件開銷大，電路復雜，信息刷新速度慢，實用于并行接口資源較少以及對顯示沒有要求的場合。本設計應用的接口數量不多，故選擇此方案。 1 系統(tǒng)總體方案 交通管理的方案論證 方案設想 東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅 、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。我國機動車輛發(fā)展迅速，而城鎮(zhèn)道路建設由于歷史等各種原因相對滯后。 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。本設計旨在設計出一款良好的 交通燈控制系統(tǒng)來改善交通紊亂問題，目的性強，也具有很強的現實意義。時間為 60 秒。但可靠性差，需要占用系統(tǒng)內存。 （ 1）倒計時顯示 倒計時顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“通 過”兩者間作出合適的選擇。 系統(tǒng)總框圖 本設計以單片機為控制核心，采用模塊化設計，共分以下幾個功能模塊：單片機控制系統(tǒng)、鍵盤及狀態(tài)顯示、倒計時模塊、看門狗電路模塊、紅外對管檢測模塊等。重新循環(huán)。 單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數據存儲器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數據存儲器合二為一的結構，即普林斯頓(Princeton)結構。 （ 4） EAVPP ：片外 ROM 允許訪問端 /編程電源端。這時，可將每個按鍵直接接在一根 I/O 接口線上，這種連接方式的鍵盤稱為獨立式鍵盤。其中 C 口按位置位 /復位控制字方式使 用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述。只有 A口具備雙向總線方式， 8 位外設線用作輸入或輸出，此時 C口的 5 條線用作通訊聯絡信號和中斷請求信號。以八段共陰管為例，它有 8 個發(fā)光二極管(比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示 dp，即點 )。設置看門狗是為了防止單片機死機、提高單片機系統(tǒng)抗干擾性的一種重要途徑。 PFI：電池故障輸入。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方 法。它主要用于三態(tài)輸出，作為地址驅動器，時鐘驅動器和總線驅動器，定向發(fā)送器等。其中均是低電平有效。這里采用 T0 定時器中斷方法。裝入定時器初值 MOV TL0,0BOH 。 開 始返 回 斷 點是 否 綠 燈 時 間 ？調 檢 測 車 流 量 與 顯 示 子 程 序調 報 警 子 程 序NY 圖 東西、南北路口紅外檢測中斷子程序流程圖 1ms 軟件延時子程序 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機器周期與主頻有關，機器周期是主頻的 12 倍，所以一個機器周期的時間為 12*（ 1/12MHZ）=1us。當綠燈時間有車輛經過時，車流量計數值加1，當車流量低于或等于 99 時，雙位數碼管可以顯示，按下 S11鍵顯示東西方向車流量，按下 S12 鍵顯示南北方向車流量；當車流量高于 99 時，雙位數碼管無法顯示，返回調用處重新計入。在繁忙的事務中依然抽出時間在學習方法上和設計方面給予了我大量的指導，并且一點點的指出我的論文中的不足及錯誤，讓我在此期間順利的完成了畢業(yè)論文。 通過這次畢業(yè)設計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面的系統(tǒng)的鍛煉。但也不能太大，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長，占用 CPU 時間也越多。 開 始黃 燈 閃 爍 初 值 加 1是 否 夠 1 s ？ 重 賦 5 0 m s 初 值重 賦 5 0 m s 初 值重 賦 1 s 循 環(huán) 次 數倒 計 時 減 1報 警 初 值 減 1調 時 間 顯 示 子 程 序返 回 斷 點T 0 賦 5 0 m s 初 值NY 圖 T0 中斷子程序流程圖 東西、南北路口紅外檢測中斷子程序 本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號有引腳 INT0 和 INT1輸入，低電平有效， CPU 每個時鐘周期都會檢測 INT0 和 INT1 上的信號， 89C51 允許外部中斷以電平方式或負邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請求信號，可由用戶通過設置 TCON 中 IT0 和 IT1位的狀態(tài)來實現。相反，時間計時方面卻不可能只用計數 器，因為顯然１秒鐘已經超過了計數器的最大定時間，所以我們還必須采用定時器和軟件相結合的辦法才能解決這個問題。綠燈時間時，當 S11 鍵按下，顯示東西方向車流量；當 S12 鍵按下，顯示南北方向車流量。用 3 個非門組成電壓放大器， R22 是其反饋偏置電阻器。當東西方向有車輛經過或闖紅燈時，單片機外部中斷0 中斷，進入相應的中斷服務子程序；當南北方向有車輛經過或闖紅燈時，單片機外部中斷 1中斷，進入相應的中斷服務子程序執(zhí)行，記錄車流量或報警。每種傳感器都各有優(yōu)缺點，本設計中采用紅外對管 檢測器作為檢測車流量和闖紅燈車輛的檢測器件。 這里，以專用芯片 MAX692 作為外部看門狗的電路。 表 驅動代碼表 顯示數值 dp g f e d c b a 驅動代碼（ 16 進制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH 6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH LED8 段數碼管的設置為每個方位上的一對雙位數碼管。 圖 74LS373 引腳 P0 其中： 1D8D 為 8 個輸入端。適用于三個端口中的任何一個。其內部還有一個控制寄存器，即控制口。單片機系統(tǒng)常用的晶振頻率有 6MHz、 、 12MHz。 （ 2） XTAL2：片內振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調電容的另一端。 （ 3）存儲器 (ROM) AT89C51 共有 4KB 個 8 位掩膜 ROM，用于 存放用戶程序，原始數據或表格。 （ 3）通過 8051 的 P1 口設置各個信號燈的燃亮時間，設置綠、紅時間分別為 60 秒、 80 秒循環(huán)由 8051 的 P0 口向 8255 的數據口輸出。 （ 3）時間手動設置 除系統(tǒng)根據車流量自動控制調整，也可以通過鍵盤進行手動設置，增加了人為的可控性，避免 自動故障和意外發(fā)生。 靜態(tài)顯示由于占用較多的接口，在單片機設計中常采用串行擴展來完成。 獨立式鍵盤接口電路配置靈活，硬件結構簡單，工作可靠但每個按鍵必須占用一跟 I/O 接口線， I/O 接口線浪費較大，在單片機應用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息，可將按鍵直接在一根 I/O 接口線上，故只在按鍵數量不多時采用。本設計除了有紅、黃、綠信號燈狀態(tài)控制能實現基本的交通功能外，還增加了倒計時顯示提示，基于實際情況，又要求了對車流量檢測功能，“看門狗芯片”保護功能，違規(guī)檢測及處理、鍵盤可設置等強大功能，以方便人們的生活需求。 green time of traffic flow can be detected by doubledigit digital display. This system is practical, simple and strong extensions. Keywords: Single chip microputer Raffic light Running a red light Detection of traffic 前 言 交通運輸是城市功能活動的命脈，它直接影響社會經濟、生產與生活的各個方面。那么靠什么來實現這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。 國內外學者對這一學科也早有研究，控制方案各種各樣，并且各有優(yōu)缺點。 （ 2）黃燈 閃爍 5 秒，警示車輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。當然，如果片內的定時器 /計數器被占用，就需要尋求其它的設計方式了。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計時顯示的信號控制方式，并且認為有倒計時顯示的路口更安全。 單片機設計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當然，接入 LED 數碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。 3 系統(tǒng)硬件設計 硬件有單片機、存儲器、若干 I/O（擴展）接口、驅動器件、保護器件、檢測器件及外圍設備等組成。 INTEL 的 AT89C51 系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產品 16 位的 MCS96 系列單片機則采用 普林斯頓結構。 89C51 單片機復位電路 單片機在開機時或在工作中因干擾而使程序失控， 或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復位。如圖 所示，每個獨立按鍵 單獨占有一根 I/O 接口線，每根 I/O 接口線的工作狀態(tài)不會影響到其他 I/O接口線。 方式控制字格式說明見表 。 （ 2） 8255A 常用于 8051 并行口的擴展。單片機應用系統(tǒng)常采用八段 LED 數碼管作為顯示器，這種顯示器具有耗電低、配置靈活、線路簡單、安裝方便、耐轉動、價格低廉且壽 命長等優(yōu)點。 在一個單片機應用系統(tǒng)中，所謂的“看門狗”是指在系統(tǒng)設計中通過軟件或硬件方式在一定的周期內監(jiān)控單片機或其它 CPU的運行情況。 PFO ：電池故障輸出。單只紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率約 100mW。當片選信號為低電平時，輸入和對應的輸出同相；當片選信號為高電平時，其對應的輸出截止，為高阻態(tài)。 共有 3 鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（ EEH）；東西黃燈亮，南北黃燈亮（ DBH）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（ F5H）。 （ 1）定時器工作原理 定時器工作的基本原理 其實就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個初值是送到 TH 和 TL 中的。 MOV IE,82H 。我們可以知道具體每條指令的周期數，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數來確定 1ms 的時間，但同時由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可