【文章內(nèi)容簡介】 SS3 、S4各個狀態(tài)保持的時間有嚴格的對 應(yīng)關(guān)系，總時間為T，其公式如下所示。沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8TS1+TS2=TS3+TS4TS2=TS4TS1=TS3所以可以依據(jù)上述的標準來改變車輛的放行時間。按照一般的規(guī)則，一個十字路口可分為主干道和次干道，主干道的放行時間大于次干道的放行時間，設(shè)定值時也應(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，且黃燈點亮時間為東西、南北兩干道的公共停車時間。緊急停止按鈕管理著交通燈的狀態(tài)是正常還是全紅。時間切換裝置的作用是在交通比較擁擠或者清閑時來管理其亮燈長短狀態(tài)的，執(zhí)行 25S 和 35S 的切換，當然在實際的交通中不可能只是進行 25S 與 35S 的切換，要用更長的交通燈切換時間，本次試驗為了方便觀察現(xiàn)象，故采用了較短的時間，如需要長時間的變換，可通過程序改變其時間常數(shù)來達到要求。沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9倒計時電路 交通燈顯示模塊時間切換電路語音模塊電路AT89S52 單片機控制系統(tǒng)3 硬件電路設(shè)計 硬件設(shè)計流程圖系統(tǒng)用到的硬件電路主要包括：交通燈控制電路，倒計時控制電路，中斷電路，語音電路，時間切換電路等，它們通過連線組合在一起構(gòu)成了智能交通燈電路。它能實現(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，還具有倒計時、時間設(shè)置、緊急情況處理、分時段調(diào)整信號燈的點亮時間以及根據(jù)具體情況手動控制等功能。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)計由于4個LED 來實現(xiàn)紅綠黃燈狀態(tài)，若直接接在單片機的輸入輸出口上，路口倒計時的顯示就不能實現(xiàn)， 所示。圖中74HC245的作用是倒相和驅(qū)動，它輸出的電流大約 48mA，實際測試發(fā)現(xiàn)足以滿足要求，而且發(fā)光管也能達到足夠的亮度。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)致邏輯的錯誤。總共有四組和上述相同的電路分別代表東西南北四個方向的紅綠燈，使用兩片74HC245 作為驅(qū)動。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)動矩陣LED。交通信號燈控制邏輯如下：假設(shè)一個十字路口為東西南北走向。開始為四個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,延時一段時間后（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航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10滅，同時東西路口的黃燈亮,延時一段時間后（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,延時一段時間后（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，同時南北路口的黃燈亮，延時一段時間后（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)以上過程。雙色LED 是由一個紅色LED 管芯和一個綠色 LED 管芯封裝在一起，共用負極，當紅色正端加高電平，綠色正端加低電平時，紅燈亮；紅色正端加低電平，綠色正端加高電平時，綠燈亮。本實驗需要用到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，延時一段時間后（23 秒），南北路口的黃燈亮，延時一段時間后（2 秒）,再切換到東西路口的綠燈亮，東西路口方向通車,延時一段時間后（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，同時東西路口的黃燈亮,延時一段時間后（2 秒）,東西路口的紅燈亮, 當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，延時一段時間后（23 秒），南北路口的黃燈亮，延時一段時間后（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)以上過程。原理與之前不加轉(zhuǎn)向燈一樣。沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 倒計時顯示電路設(shè)計前面已經(jīng)分析過相向的燈的狀態(tài)和倒計時都是相同的，所以為了節(jié)省，采用兩組四個數(shù)碼管作為倒計時的顯示；同時為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動數(shù)碼管。 倒計時顯示靜態(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。輸入只有兩個信號，它們是串行數(shù)據(jù)線DIN 和移位信號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LED 數(shù)碼管的段碼倒計時顯示的作用就是了解剩余時間，是交通信號的重要組成部分。 中斷電路設(shè)計⑴外部中斷的初始化設(shè)置共有三項內(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，本實驗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為有效中斷請求。因此高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)至少維持一個周期，而前者作為時間切換功能的控制鍵，中斷請求信號分別由引腳INT0()和INT1() 引沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（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保護進入中斷時的狀態(tài)。堆棧有保護斷點和保護現(xiàn)場的功能使用PUSH指令，在轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序之前把單片機中有關(guān)寄存單元的內(nèi)容保護起來。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)中斷時的現(xiàn)場。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：TCON 、IE 、SCON 及IP。⑷中斷響應(yīng)的過程：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，對于本設(shè)計的脈沖方式的中斷請求，若在兩個相鄰周期采樣先高電平后低電平則中斷請求有效IE0 或IE1 置“1” ；否則繼續(xù)為 “0”。所謂查詢就是由CPU 測試TCON 和SCON 中各標志位的狀態(tài)以確定有沒有中斷請求發(fā)生以及是那一個中斷請求。中斷響應(yīng)就是對中斷請求的接受，是在中斷查詢之后進行的，當查詢到有效的中斷請求后就響應(yīng)一次中斷。本設(shè)計需要用到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)計中的作用：本試驗中中斷控制主要的作用有兩點，第一是脈沖方式是為了交通燈的緊急停止功能，當按下模塊中的脈沖時，交通燈全部變?yōu)榧t色，經(jīng)過12秒的時間后，系統(tǒng)自動恢復(fù)為原來交通狀態(tài)，系統(tǒng)實現(xiàn)了緊急停止的功能。第二個是電平對交通燈倒計時時間的切換,當撥下開關(guān)時，交通燈系統(tǒng)的倒計時由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)。 語音電路設(shè)計近幾年語音電路發(fā)展極為迅速，在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣。語音接口作為輸出口時，主要用于報告運行狀態(tài)、運行結(jié)果、提示系統(tǒng)操作過程及故障報警等；作為輸入時，則主要是語音的記錄、語言庫的建立和語音的識別。沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，語音接口有如下特點：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、運行報告結(jié)果等；⑵充分發(fā)揮單片機靈活的控制功能，根據(jù)系統(tǒng)的實時狀態(tài)結(jié)果，選擇合適的語音詞匯或語言段隨時組合輸出；⑶寫入后不易遺失，修改方便?，F(xiàn)在語音處理合成芯片很多，大多是先將語音經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換后存入內(nèi)存中，放音時取出再經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換輸出。美國信息內(nèi)存件公司推出的ISD 系列語音電路采用直接模擬存儲技術(shù)，不需要專用開發(fā)工具、編程器，它操作簡單，接口靈活，因此應(yīng)用程度比較高。國內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的語音板，大多以該公司的ISD 系列芯片為核心構(gòu)成。⑴ISD1420 芯片的特點：①外圍組件簡單，僅需少量阻容組件、麥克風即可組成一個完整錄放系統(tǒng)。②模擬信息存儲重放音質(zhì)極好，并有一定混響效果。③待機時低功耗() ，典型放音電流 15mA。④放音時間20s，可擴充級聯(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10萬次。⑦斷電信息存儲，無需備用電池，信息可保100 年。⑧操作簡單，無需專用編程器及語音開發(fā)器。⑨高優(yōu)先級錄音，低電平或負邊沿觸發(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 系列語音集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由內(nèi)部時鐘電路，自動增益控制電路，前置控制電路，濾波器，差動功率放大電路，電源電路，內(nèi)存EEPROM，地址譯碼電路，存儲控制電路等組成。64⑶本次設(shè)計用到的ISD1420 的封裝引腳及含義：ISD1420 系列語音芯片最后2 位數(shù)字表示語音錄放時間的長度，錄放時間最長為20s。 ISD1420 所示。沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（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 同時為高電平時，A4～A0 為控制命令；否則，A7～A0 為地址。SP,SP+: 揚聲器連接端，輸出音頻信號。DGND: 引腳12,數(shù)字信號地線。AGND: 引腳13,模擬信號地線。V+: 模擬信號電源,+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，自動增益控制端。 ANA IN: 引腳20，模擬信號輸入端。ANA OUT: 引腳21，模擬信號輸出端。 PLAYL/: 引腳23，放音控制電平觸發(fā)端。當該端為低電平時，芯片進入放音周期；當該端為高電平時，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，芯片進入放音周期。RECLED/： 引腳25，錄音顯示端。該端接發(fā)光二極管，在錄音時作錄音指示燈。XCLK: 引腳26，時鐘控制端。REC/: 引腳27，錄音控制端。該端為低電平時，芯片進入錄音狀態(tài)，錄音期間該端必須保持低電平。REC/信號的優(yōu)先級高與PLAYL/和PLAYE/兩種放音信號。沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 ISD1420 的引腳圖⑷ZY1420 語音錄放模塊介紹：為減少外圍元件，本次設(shè)計使用了ZY1420 語音錄放模塊。ZY1420 是國內(nèi)著名電子生產(chǎn)商出品的優(yōu)質(zhì)微型語音錄放模塊。ZY1420 內(nèi)部使用ISD1420作為主控芯片，且具備ISD1420 的全部優(yōu)良性能，如大容量的EEROM 存儲器，消噪的話筒放大器，自動增益調(diào)節(jié)AGC 電路，專用語音濾波電路，高穩(wěn)定性的時鐘振蕩電路和語音處理電路。除此以外，ZY1420 還對ISD1420 的標準外圍電路作了優(yōu)化并全部集成于模塊內(nèi)部。同標準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）簡單錄音放音操作對于通常的使用，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20 秒的錄音和放音時間。圖32 給出的是采用最簡單的按鍵操作的使用方法。當開始錄音時，RECLED 腳變?yōu)榈碗娖剑梢韵吕娏黩?qū)動一個LED 顯示。ZY1