【文章內(nèi)容簡介】 ，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，在這里，本設(shè)計(jì)除了有信號(hào)燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計(jì)時(shí)顯示提示，基于實(shí)際情況，又增加了緊急狀況處理和通行時(shí)間可調(diào)這兩項(xiàng)特特殊功能。 （3）進(jìn)行顯示電路，燈狀態(tài)電路，按鍵電路的設(shè)計(jì)和對(duì)各器件的選擇及連接，大體分配各個(gè)器件及模塊的基本功能要求。（4）進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)匯編語言編寫，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時(shí)器，中斷以及延時(shí)原理，總體上完成了軟件的編寫。倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖21所示，控制器采用單片機(jī)MC9S08QG8，用數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示，等倒計(jì)時(shí)結(jié)束實(shí)現(xiàn)交通燈狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍接口電路LED數(shù)碼管顯示紅黃綠信號(hào)燈按鍵控制電路圖21 總體設(shè)計(jì)框圖該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)功能。基于上述原因，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(hào)和數(shù)碼字符，簡單，方便。方案二：采用點(diǎn)陣式LED 顯示。這種方案雖然功能強(qiáng)大，并可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但實(shí)現(xiàn)復(fù)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(diào)節(jié)燈亮?xí)r間，并可處理緊急情況，我研究了兩種方案：方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：使用靈活可編程，并且有RAM,及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復(fù)雜。方案二： 直接在I/O口線上接上按鍵開關(guān)。由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)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(jī)，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(jī)主要有HC0HCS08和RS08三種類型。 1999年，HC08面世高性能8位單片機(jī)。2004年，HCS08誕生資源豐富，功耗低，性價(jià)比很高。2006年，RS08涌現(xiàn)內(nèi)核體積比傳統(tǒng)的內(nèi)核小30%，帶有精簡指令集，滿足用戶對(duì)體積更小、更加經(jīng)濟(jì)高效的解決方案的需求。Freescale S08系列MCU的型號(hào)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(hào)只是為了適用于不同的場合。為了方便實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(chǎn)品狀態(tài) MC—Fully Qualified （合格） PC—Product Engineering (測試品) ②存儲(chǔ)器類型標(biāo)志 8—片內(nèi)帶EPPROM 9片內(nèi)帶Flash EPPROM ③芯片內(nèi)核 08—HC08 S08 RS08④子系列型號(hào)標(biāo)志 AW QG GB DZ JM ⑤存儲(chǔ)器大小 8—8KB 32—32KB 60—60KB⑥工作溫度范圍標(biāo)志 “無”0℃70℃ C 40℃85℃ ⑦封裝標(biāo)志 P—DIP SDSSOP 八段LED數(shù)碼管LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價(jià)格低、壽命長、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)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(gè)發(fā)光二極管(比七段多一個(gè)發(fā)光二極管，用來顯示dP，即點(diǎn))，每個(gè)發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖32所示。這樣，一個(gè)LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)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(diǎn)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(qū)動(dòng)代碼。 發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，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(gè)方向上設(shè)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(duì)稱分布的，如下圖33所示。圖33 模擬電路4 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過短暫的過渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。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(fù)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(gè)狀態(tài)歸納如下：◆東西方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)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(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)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(zhuǎn)換?！裟媳狈较蚣t燈滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)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(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)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(zhuǎn)換。下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：表1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個(gè)，在任一個(gè)路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(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(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計(jì)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(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，通行時(shí)間調(diào)整和緊急處理等功能。倒計(jì)時(shí)顯示可以提醒駕駛員在信號(hào)燈燈色發(fā)生改變的時(shí)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(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。倒計(jì)時(shí)顯示是用來減少駕駛員在信號(hào)燈色改變的關(guān)鍵時(shí)刻做出復(fù)雜判斷的1種方法，它可以提醒駕