【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 SS3 、S4各個(gè)狀態(tài)保持的時(shí)間有嚴(yán)格的對(duì) 應(yīng)關(guān)系，總時(shí)間為T，其公式如下所示。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8TS1+TS2=TS3+TS4TS2=TS4TS1=TS3所以可以依據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)改變車輛的放行時(shí)間。按照一般的規(guī)則，一個(gè)十字路口可分為主干道和次干道，主干道的放行時(shí)間大于次干道的放行時(shí)間，設(shè)定值時(shí)也應(yīng)以此為參考。 交通管理的方案論證東西、南北兩干道交于一個(gè)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。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈點(diǎn)亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時(shí)間。緊急停止按鈕管理著交通燈的狀態(tài)是正常還是全紅。時(shí)間切換裝置的作用是在交通比較擁擠或者清閑時(shí)來(lái)管理其亮燈長(zhǎng)短狀態(tài)的，執(zhí)行 25S 和 35S 的切換，當(dāng)然在實(shí)際的交通中不可能只是進(jìn)行 25S 與 35S 的切換，要用更長(zhǎng)的交通燈切換時(shí)間，本次試驗(yàn)為了方便觀察現(xiàn)象，故采用了較短的時(shí)間，如需要長(zhǎng)時(shí)間的變換，可通過(guò)程序改變其時(shí)間常數(shù)來(lái)達(dá)到要求。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9倒計(jì)時(shí)電路 交通燈顯示模塊時(shí)間切換電路語(yǔ)音模塊電路AT89S52 單片機(jī)控制系統(tǒng)3 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)用到的硬件電路主要包括：交通燈控制電路，倒計(jì)時(shí)控制電路，中斷電路，語(yǔ)音電路，時(shí)間切換電路等，它們通過(guò)連線組合在一起構(gòu)成了智能交通燈電路。它能實(shí)現(xiàn)等功能主要有：直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)、時(shí)間設(shè)置、緊急情況處理、分時(shí)段調(diào)整信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間以及根據(jù)具體情況手動(dòng)控制等功能。其流程圖如下 圖 智能交通燈硬件流程圖 交通燈控制電路設(shè)計(jì)由于4個(gè)LED 來(lái)實(shí)現(xiàn)紅綠黃燈狀態(tài)，若直接接在單片機(jī)的輸入輸出口上，路口倒計(jì)時(shí)的顯示就不能實(shí)現(xiàn)， 所示。圖中74HC245的作用是倒相和驅(qū)動(dòng)，它輸出的電流大約 48mA，實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)足以滿足要求，而且發(fā)光管也能達(dá)到足夠的亮度。觀察圖可以看出：兩組發(fā)光管（一組紅、一組綠由于反相器的作用，其邏輯狀態(tài)恰恰相反。圖中和電阻串聯(lián)的二極管的作用是為了分壓，防止上下兩組發(fā)光管分壓不同導(dǎo)致邏輯的錯(cuò)誤?？偣灿兴慕M和上述相同的電路分別代表東西南北四個(gè)方向的紅綠燈，使用兩片74HC245 作為驅(qū)動(dòng)。使用雙色共陰極LED ，系統(tǒng)使用 74HC245 芯片，使串行輸出轉(zhuǎn)換成并行輸出，驅(qū)動(dòng)矩陣LED。交通信號(hào)燈控制邏輯如下：假設(shè)一個(gè)十字路口為東西南北走向。開始為四個(gè)路口的紅燈全部亮之后,東西路口的綠燈亮,南北路口的紅燈亮,東西路口方向通車,延時(shí)一段時(shí)間后（20 秒）,東西路口的綠燈,閃爍若干次后（3 秒），東西路口的綠燈熄沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10滅，同時(shí)東西路口的黃燈亮,延時(shí)一段時(shí)間后（2 秒）,東西路口的紅燈亮,南北路口的綠燈亮,南北路口方向通車,延時(shí)一段時(shí)間后（20 秒）,南北路口的綠燈閃爍若干次后（3 秒）,南北路口的綠燈熄滅，同時(shí)南北路口的黃燈亮，延時(shí)一段時(shí)間后（2 秒）,再切換到東西路口的綠燈亮,南北路口的紅燈亮,之后重復(fù)以上過(guò)程。雙色LED 是由一個(gè)紅色LED 管芯和一個(gè)綠色 LED 管芯封裝在一起，共用負(fù)極，當(dāng)紅色正端加高電平，綠色正端加低電平時(shí)，紅燈亮；紅色正端加低電平，綠色正端加高電平時(shí)，綠燈亮。本實(shí)驗(yàn)需要用到CPU 模塊（F3 區(qū)）、靜態(tài)數(shù)碼管/ 雙色LED 顯示模塊（B4 區(qū)）。 雙色LED 顯示電路 分別連接，當(dāng)交通燈的南北燈由綠變紅后燈L0燈亮，南北方向的左轉(zhuǎn)燈開始作用，延時(shí)一段時(shí)間后（23 秒），南北路口的黃燈亮，延時(shí)一段時(shí)間后（2 秒）,再切換到東西路口的綠燈亮，東西路口方向通車,延時(shí)一段時(shí)間后（20 秒）,東西路口的綠燈,閃爍若干次后（3 秒），東西路口的綠燈熄滅，同時(shí)東西路口的黃燈亮,延時(shí)一段時(shí)間后（2 秒）,東西路口的紅燈亮, 當(dāng)交通燈的東西燈由綠變紅后燈L1燈亮，東西方向的左轉(zhuǎn)燈開始作用，延時(shí)一段時(shí)間后（23 秒），南北路口的黃燈亮，延時(shí)一段時(shí)間后（2 秒）, 再切換到南北路口的綠燈亮,東西路口的紅燈亮,之后重復(fù)以上過(guò)程。原理與之前不加轉(zhuǎn)向燈一樣。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 倒計(jì)時(shí)顯示電路設(shè)計(jì)前面已經(jīng)分析過(guò)相向的燈的狀態(tài)和倒計(jì)時(shí)都是相同的，所以為了節(jié)省，采用兩組四個(gè)數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)的顯示；同時(shí)為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。 倒計(jì)時(shí)顯示靜態(tài)數(shù)碼管顯示電路由四只74LS16四只共陰極LED 數(shù)碼管組成。輸入只有兩個(gè)信號(hào)，它們是串行數(shù)據(jù)線DIN 和移位信號(hào)CLK，將它們與AT89S52相連，四只74LS164 首尾相連，每只74LS164 的并行輸出作為L(zhǎng)ED 數(shù)碼管的段碼倒計(jì)時(shí)顯示的作用就是了解剩余時(shí)間，是交通信號(hào)的重要組成部分。 中斷電路設(shè)計(jì)⑴外部中斷的初始化設(shè)置共有三項(xiàng)內(nèi)容：中斷總允許即EA=1，外部中斷允許即EXi=1（i=0或1）的中斷設(shè)置方式。中斷方式設(shè)置一般有兩種方式：電平方式和脈沖方式，本實(shí)驗(yàn)選用后者作為交通燈的緊急停止功能，其前一次為高電平后一次為低電平時(shí)為有效中斷請(qǐng)求。因此高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)至少維持一個(gè)周期，而前者作為時(shí)間切換功能的控制鍵，中斷請(qǐng)求信號(hào)分別由引腳INT0()和INT1() 引沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12入，它們的中斷矢量地址分別為0003H和0013H。⑵中斷服務(wù)的關(guān)鍵：①保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)。堆棧有保護(hù)斷點(diǎn)和保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的功能使用PUSH指令，在轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序之前把單片機(jī)中有關(guān)寄存單元的內(nèi)容保護(hù)起來(lái)。②必須在中斷服務(wù)程序中設(shè)定是否允許中斷，即設(shè)置EX0位。③用POP 指令恢復(fù)中斷時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)。⑶中斷控制原理：中斷控制是提供給用戶使用的中斷控制手段。實(shí)際上就是控制一些寄存器，51系列用于此目的的控制寄存器有四個(gè)：TCON 、IE 、SCON 及IP。⑷中斷響應(yīng)的過(guò)程：首先中斷采樣然后中斷查詢最后中斷響應(yīng)。采樣是中斷處理的第一步，對(duì)于本設(shè)計(jì)的脈沖方式的中斷請(qǐng)求，若在兩個(gè)相鄰周期采樣先高電平后低電平則中斷請(qǐng)求有效IE0 或IE1 置“1” ；否則繼續(xù)為 “0”。所謂查詢就是由CPU 測(cè)試TCON 和SCON 中各標(biāo)志位的狀態(tài)以確定有沒(méi)有中斷請(qǐng)求發(fā)生以及是那一個(gè)中斷請(qǐng)求。中斷響應(yīng)就是對(duì)中斷請(qǐng)求的接受，是在中斷查詢之后進(jìn)行的，當(dāng)查詢到有效的中斷請(qǐng)求后就響應(yīng)一次中斷。本設(shè)計(jì)需要用到CPU 模塊（F3 區(qū)）和八位邏輯電平顯示模塊（B5 區(qū)）、單次脈沖模塊（E3區(qū)）。 ⑸外部中斷在本設(shè)計(jì)中的作用：本試驗(yàn)中中斷控制主要的作用有兩點(diǎn)，第一是脈沖方式是為了交通燈的緊急停止功能，當(dāng)按下模塊中的脈沖時(shí)，交通燈全部變?yōu)榧t色，經(jīng)過(guò)12秒的時(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)為原來(lái)交通狀態(tài)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了緊急停止的功能。第二個(gè)是電平對(duì)交通燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間的切換,當(dāng)撥下開關(guān)時(shí)，交通燈系統(tǒng)的倒計(jì)時(shí)由25秒切換為35秒，系統(tǒng)其它狀態(tài)依舊不變，中斷系統(tǒng)從停止之前狀態(tài)，轉(zhuǎn)為新的狀態(tài)。 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)近幾年語(yǔ)音電路發(fā)展極為迅速，在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。語(yǔ)音接口作為輸出口時(shí)，主要用于報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行結(jié)果、提示系統(tǒng)操作過(guò)程及故障報(bào)警等；作為輸入時(shí)，則主要是語(yǔ)音的記錄、語(yǔ)言庫(kù)的建立和語(yǔ)音的識(shí)別。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，語(yǔ)音接口有如下特點(diǎn)：⑴輸出的基本詞匯都是確定的，且數(shù)量有限，如故障提示、操作提示、運(yùn)行報(bào)告結(jié)果等；⑵充分發(fā)揮單片機(jī)靈活的控制功能，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)結(jié)果，選擇合適的語(yǔ)音詞匯或語(yǔ)言段隨時(shí)組合輸出；⑶寫入后不易遺失，修改方便?，F(xiàn)在語(yǔ)音處理合成芯片很多，大多是先將語(yǔ)音經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換后存入內(nèi)存中，放音時(shí)取出再經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換輸出。美國(guó)信息內(nèi)存件公司推出的ISD 系列語(yǔ)音電路采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)，不需要專用開發(fā)工具、編程器，它操作簡(jiǎn)單，接口靈活，因此應(yīng)用程度比較高。國(guó)內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的語(yǔ)音板，大多以該公司的ISD 系列芯片為核心構(gòu)成。⑴ISD1420 芯片的特點(diǎn)：①外圍組件簡(jiǎn)單，僅需少量阻容組件、麥克風(fēng)即可組成一個(gè)完整錄放系統(tǒng)。②模擬信息存儲(chǔ)重放音質(zhì)極好，并有一定混響效果。③待機(jī)時(shí)低功耗() ，典型放音電流 15mA。④放音時(shí)間20s，可擴(kuò)充級(jí)聯(lián)。⑤可持續(xù)放音，也可分段放音，最小分段20s/160 段=，可分段數(shù)160段。⑥錄放次數(shù)達(dá)10萬(wàn)次。⑦斷電信息存儲(chǔ)，無(wú)需備用電池，信息可保100 年。⑧操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專用編程器及語(yǔ)音開發(fā)器。⑨高優(yōu)先級(jí)錄音，低電平或負(fù)邊沿觸發(fā)放音。⑩單電源供電，典型電壓+5v⑵ISD1420 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)：ISD1420 系列語(yǔ)音集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由內(nèi)部時(shí)鐘電路，自動(dòng)增益控制電路，前置控制電路，濾波器，差動(dòng)功率放大電路，電源電路，內(nèi)存EEPROM，地址譯碼電路，存儲(chǔ)控制電路等組成。64⑶本次設(shè)計(jì)用到的ISD1420 的封裝引腳及含義：ISD1420 系列語(yǔ)音芯片最后2 位數(shù)字表示語(yǔ)音錄放時(shí)間的長(zhǎng)度，錄放時(shí)間最長(zhǎng)為20s。 ISD1420 所示。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14它是有28 條引腳的雙列直插式芯片。各條引腳的功能含義說(shuō)明如下：A0～A7: 引腳1～6,9,10,地址輸入端或控制命令輸入端。 A7,A6 同時(shí)為高電平時(shí)，A4～A0 為控制命令；否則，A7～A0 為地址。SP,SP+: 揚(yáng)聲器連接端，輸出音頻信號(hào)。DGND: 引腳12,數(shù)字信號(hào)地線。AGND: 引腳13,模擬信號(hào)地線。V+: 模擬信號(hào)電源,+5V 。MIC: 引腳17，話筒輸入端。MIC REF: 引腳18，話筒參考輸入端。 AGC: 引腳!9，自動(dòng)增益控制端。 ANA IN: 引腳20，模擬信號(hào)輸入端。ANA OUT: 引腳21，模擬信號(hào)輸出端。 PLAYL/: 引腳23，放音控制電平觸發(fā)端。當(dāng)該端為低電平時(shí)，芯片進(jìn)入放音周期；當(dāng)該端為高電平時(shí)，停止放音。PLAYE/: 引腳24，放音控制脈沖觸發(fā)端。該端輸入由高電平向低電平跳變的下降沿時(shí)，芯片進(jìn)入放音周期。RECLED/： 引腳25，錄音顯示端。該端接發(fā)光二極管，在錄音時(shí)作錄音指示燈。XCLK: 引腳26，時(shí)鐘控制端。REC/: 引腳27，錄音控制端。該端為低電平時(shí)，芯片進(jìn)入錄音狀態(tài)，錄音期間該端必須保持低電平。REC/信號(hào)的優(yōu)先級(jí)高與PLAYL/和PLAYE/兩種放音信號(hào)。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ISD1420 的引腳圖⑷ZY1420 語(yǔ)音錄放模塊介紹：為減少外圍元件，本次設(shè)計(jì)使用了ZY1420 語(yǔ)音錄放模塊。ZY1420 是國(guó)內(nèi)著名電子生產(chǎn)商出品的優(yōu)質(zhì)微型語(yǔ)音錄放模塊。ZY1420 內(nèi)部使用ISD1420作為主控芯片，且具備ISD1420 的全部?jī)?yōu)良性能，如大容量的EEROM 存儲(chǔ)器，消噪的話筒放大器，自動(dòng)增益調(diào)節(jié)AGC 電路，專用語(yǔ)音濾波電路，高穩(wěn)定性的時(shí)鐘振蕩電路和語(yǔ)音處理電路。除此以外，ZY1420 還對(duì)ISD1420 的標(biāo)準(zhǔn)外圍電路作了優(yōu)化并全部集成于模塊內(nèi)部。同標(biāo)準(zhǔn)DIP40封裝的ISD1420 相比較，ZY1420 可以提供更加穩(wěn)定可靠的性能。⑸ZY1420 的應(yīng)用方法：ZY1420 具備ISD1420 的多種工作模式。（一）簡(jiǎn)單錄音放音操作對(duì)于通常的使用，用戶一般是采用一段錄音放音的方法，這樣ZY1420A 能為用戶提供最長(zhǎng)20 秒的錄音和放音時(shí)間。圖32 給出的是采用最簡(jiǎn)單的按鍵操作的使用方法。當(dāng)開始錄音時(shí)，RECLED 腳變?yōu)榈碗娖?，可以下拉電流?qū)動(dòng)一個(gè)LED 顯示。ZY1