【文章內容簡介】 ，十字路口具體的通行禁行方案設計以及系統(tǒng)應擁有的各項功能，在這里，本設計除了有信號燈狀態(tài)控制能實現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計時顯示提示，基于實際情況，又增加了緊急狀況處理和通行時間可調這兩項特特殊功能。 （3）進行顯示電路，燈狀態(tài)電路，按鍵電路的設計和對各器件的選擇及連接，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。（4）進行軟件系統(tǒng)的設計，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機匯編語言編寫，對單片機內部結構和工作情況做了充足的研究，了解定時器，中斷以及延時原理，總體上完成了軟件的編寫。倒計時器設計總體設計方框圖如圖21所示，控制器采用單片機MC9S08QG8，用數(shù)碼管實現(xiàn)時間顯示，等倒計時結束實現(xiàn)交通燈狀態(tài)的轉換。單片機最小系統(tǒng)外圍接口電路LED數(shù)碼管顯示紅黃綠信號燈按鍵控制電路圖21 總體設計框圖該系統(tǒng)要求完成倒計時功能?；谏鲜鲈?，我考慮了二種方案：方案一：采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼字符，簡單，方便。方案二：采用點陣式LED 顯示。這種方案雖然功能強大，并可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作。綜上所述，我選擇第一種方案。 輸入方案題目要求系統(tǒng)能調節(jié)燈亮時間，并可處理緊急情況，我研究了兩種方案：方案一：采用8155擴展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點是：使用靈活可編程，并且有RAM,及計數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復雜。方案二： 直接在I/O口線上接上按鍵開關。由于該系統(tǒng)對于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機本身的I/O 口就可實現(xiàn)，且本身的計數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。 3 各元器件介紹 MC9S08QG8芯片 系統(tǒng)主控芯片采用Freescale公司的MC9S08QG8單片機，其管腳排列如圖31所示。圖31 MC9S08QG8的16管腳分配目前，F(xiàn)reescale的08系列單片機主要有HC0HCS08和RS08三種類型。 1999年，HC08面世高性能8位單片機。2004年，HCS08誕生資源豐富，功耗低，性價比很高。2006年，RS08涌現(xiàn)內核體積比傳統(tǒng)的內核小30%，帶有精簡指令集，滿足用戶對體積更小、更加經(jīng)濟高效的解決方案的需求。Freescale S08系列MCU的型號龐大，但同一系列的CPU是相同的，也就是說具有相同的指令系統(tǒng)，多種型號只是為了適用于不同的場合。為了方便實際應用時選型，需要了解FreescaleMCU的命名方法，其基本命名規(guī)則如下： хх х хх хх хх х хх ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ①產品狀態(tài) MC—Fully Qualified （合格） PC—Product Engineering (測試品) ②存儲器類型標志 8—片內帶EPPROM 9片內帶Flash EPPROM ③芯片內核 08—HC08 S08 RS08④子系列型號標志 AW QG GB DZ JM ⑤存儲器大小 8—8KB 32—32KB 60—60KB⑥工作溫度范圍標志 “無”0℃70℃ C 40℃85℃ ⑦封裝標志 P—DIP SDSSOP 八段LED數(shù)碼管LED顯示屏作為大型顯示設備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護簡便等優(yōu)點。LED數(shù)碼管的結構簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。以八段共陽管為例，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)，每個發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖32所示。這樣，一個LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，本文主要討論共陽八段LED數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。圖32 MC9S08QG8的16管腳分配LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示為８，采用共陽極連接驅動代碼。 發(fā)光二極管根據(jù)本設計的特點，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個方向上設置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如下圖33所示。圖33 模擬電路4 單片機交通控制系統(tǒng)總體設計設在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時刻只有一個方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時間，經(jīng)過短暫的過渡時間，將通行禁行方向對換。其具體狀態(tài)如下圖所示。說明：黑色表示亮，白色表示滅。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開始變換，直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀態(tài)1，周而復始，：圖41 交通燈通過具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個狀態(tài)歸納如下：◆東西方向紅燈滅，同時綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時20秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行?！魱|西方向綠燈滅，同時黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計時5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉換。◆南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時紅燈亮，倒計時20秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行?！裟媳狈较蚓G燈滅，同時黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計時5秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉換。下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止狀態(tài)的關系如下：表1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)東西南北四個路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個，在任一個路口，遇紅燈禁止通行，轉綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止狀態(tài)將變換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表1所示。說明：0表示滅，1表示亮。 單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求本設計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進行倒計時顯示，通行時間調整和緊急處理等功能。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。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。倒計時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變的關鍵時刻做出復雜判斷的1種方法，它可以提醒駕