【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平。通常在無(wú)車情況下，耦合電路的振蕩頻率會(huì)在一定的范圍內(nèi)保持不變，當(dāng)車經(jīng)過(guò)地感線圈時(shí)，使得耦合電路震蕩頻率發(fā)生變化，并且，隨著車型的不同以及車本身的鐵質(zhì)不均勻，使這個(gè)頻率的變化也在一定的范圍內(nèi)浮動(dòng)。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，選擇合適的LM567捕獲帶寬值，使得當(dāng)無(wú)車時(shí)，輸入信號(hào)頻率雖有微小變化，但使這個(gè)浮動(dòng)的頻率都處于通頻帶內(nèi)，LM567鎖定，8腳輸出低電平；有車到來(lái)時(shí)，頻率發(fā)生劇烈的變化已不在通頻帶內(nèi)，8腳就會(huì)輸出高電平。這時(shí)，對(duì)車輛是否到來(lái)的檢測(cè)轉(zhuǎn)化為對(duì)電平高低的檢測(cè)，通過(guò)觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷即可感知車輛的到來(lái)，而無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的程序來(lái)區(qū)分此時(shí)的頻率變化是否由車輛的到來(lái)所引起，大大降低了編程的難度。 信號(hào)燈電路模塊設(shè)計(jì)信號(hào)燈用來(lái)顯示車輛通行狀況，下面以一個(gè)十字路口為例。每個(gè)路口的信號(hào)的的轉(zhuǎn)換順序?yàn)椋壕G——黃——紅 綠燈表示允許通行，黃燈表示禁止通行，但已經(jīng)駛過(guò)安全線的車輛可以繼續(xù)通行，是綠燈過(guò)渡到紅燈提示燈。紅燈表示禁止通行。綠燈的最短時(shí)間為20秒，最長(zhǎng)時(shí)間為40秒，紅燈最短時(shí)間為25秒，最長(zhǎng)時(shí)間為45秒，黃燈時(shí)間為5秒。紅黃綠綠黃紅綠黃紅紅黃綠紅黃綠綠黃紅綠黃紅紅黃綠紅黃綠紅黃綠紅黃綠綠黃紅綠黃紅綠黃紅紅黃綠紅黃綠 交通信號(hào)燈運(yùn)行狀態(tài) 信號(hào)燈連接電路 時(shí)間顯示電路模塊設(shè)計(jì)在交通信號(hào)燈的正上方安裝一個(gè)可以顯示綠燈通行時(shí)間，紅燈等待時(shí)間的顯示電路，采用數(shù)碼管顯示電路是一種很好的方法。由于東往西方向和西往東方向顯示的時(shí)間相同，南往北方向和北往南方向顯示的時(shí)間也相同，所以只需要考慮四位數(shù)碼管顯示電路，其中東西方向兩位，南北方向兩位，兩位數(shù)碼管可以顯示的時(shí)間為099秒完全可以滿足系統(tǒng)的要求。 時(shí)間顯示電路圖由車流量檢測(cè)電路獲得當(dāng)前路段的車輛數(shù)據(jù)，用來(lái)判斷各方向車輛狀況。本次設(shè)計(jì)我設(shè)定當(dāng)20秒內(nèi)南往北方向車輛通過(guò)車輛達(dá)不到20輛時(shí)，判斷該方向?yàn)樯佘?，?dāng)20秒內(nèi)北往南方向車輛通過(guò)車輛也達(dá)不到20輛時(shí)，判斷該方向也為少車，下一次通行仍為20秒，當(dāng)20秒時(shí)間內(nèi)南往北或北往南任意一個(gè)方向通過(guò)的車輛達(dá)20輛時(shí)證明該狀態(tài)車輛較多，下一次該方向綠燈放行時(shí)間改為40秒，當(dāng)40秒內(nèi)通過(guò)的車輛數(shù)達(dá)45輛時(shí)車輛判斷為擁擠，下一次綠燈放行時(shí)間改仍為40秒，當(dāng)40秒車輛上通過(guò)車輛達(dá)不到45輛時(shí)，判斷為少車，下次綠燈放行時(shí)間改為20秒， 依此類推。綠燈下限時(shí)間為20秒，上限值為40秒，初始時(shí)間為20秒。這樣檢測(cè)，某次可能不準(zhǔn)確，但下次肯定能彌補(bǔ)回來(lái)，累積計(jì)算是很準(zhǔn)確的，由于南往北，北往南時(shí)間顯示相同，所以只要一個(gè)方向多車，下次時(shí)間就要加長(zhǎng)東往西，西往東也一樣。 顯示時(shí)間選擇表車輛情況本次該方向通行時(shí)間下次該方向通行時(shí)間本次該方向通行時(shí)間下次該方向通行時(shí)間南往北少車，北往南少車20秒20秒40秒20秒南往北少車，北往南多車20秒40秒40秒40秒南往北多車，北往南少車20秒40秒40秒40秒南往北多車，北往南多車20秒40秒40秒40秒東往西少車，西往東少車20秒20秒40秒20秒東往西少車，西往東多車20秒40秒40秒40秒東往西多車，西往東少車20秒40秒40秒40秒東往西多車，西往東多車20秒40秒40秒40秒 電源電路模塊設(shè)計(jì)無(wú)論是AT89S52單片機(jī)工作電源、二極管還是數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，都要用到+5V的直流電源，所以，一個(gè)穩(wěn)定的、持續(xù)的+5V直流電源對(duì)本系統(tǒng)十分重要。本設(shè)計(jì)運(yùn)用橋式整流電路，將交流轉(zhuǎn)換為直流，為各部分電路提供恒定的+5V直流。從接口J1輸入的220V左右的交流電壓，經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換為15V左右的電壓，再經(jīng)全波整流電橋DB整流后，得到一幅值為08V左右的波動(dòng)直流。這一波動(dòng)的直流經(jīng)CC5濾波后，得到一較平穩(wěn)的直流，再經(jīng) LM7805穩(wěn)壓為+5V，C6再次濾波后，得到穩(wěn)定的+5V直流電流，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓，保證電路的穩(wěn)定性和抗干擾性。 電源電路4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。軟件在硬件平臺(tái)上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時(shí)，對(duì)軟件進(jìn)行全面測(cè)試也是檢驗(yàn)錯(cuò)誤排除故障的重要手段。這里我采用了常用的匯編語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 交通燈控制系統(tǒng)控制程序主要分為以下幾個(gè)模塊： 初始化程序、主程序、數(shù)碼管顯示程序、緊急車輛通行實(shí)時(shí)響應(yīng)程序。 主程序設(shè)計(jì)主程序采用查詢方式定時(shí)，由R2寄存器確定調(diào)用1S延時(shí)子程序的次數(shù)，從而獲取交通燈的各種狀態(tài)。 所示。 主程序流程圖 顯示程序設(shè)計(jì)顯示交通燈的時(shí)間，南北方向要顯示20秒，東西方向要顯示25秒，那么我們先給P0口送2的共陰極碼即5BH，讓第一位2要顯示的位碼GND段為低電平，其它三位的控制端都接高電平，那么第一位就顯示2，其它三位不亮。讓其顯示1MS后再給P0口送0的共陰極碼即3FH，讓第二位要顯示0的位碼GND段為低電平，其它三位的控制端都接高電平，那么第二位就顯示0，其它三位不亮。依此類推分別送完第一位2，第二位0，第三位2，第四位5，每一位點(diǎn)亮1MS一個(gè)掃描周期為4MS。 顯示程序流程圖顯示程序如下：MOV R6,顯掃描次數(shù)LOOP：MOV P0,5BH 。送2的共陰極碼CLR ；第一位顯示2ACALL D1MS 。延時(shí)1MSSETB 。滅第一位MOV P0,3FH 。送0的共陰極碼CLR ；第二位顯示0ACALL D1MS 。延時(shí)1MSSETB 。滅第二位MOV P0,5BH 。送2的共陰極碼CLR ；第三位顯示2ACALL D1MS 。延時(shí)1MSSETB 。滅第三位MOV P0,6DH 。送5的共陰極碼CLR ；第四位顯示5ACALL D1MS 。延時(shí)1MSSETB 。滅第四位DJNZ R7，LOOP；不夠一秒，繼續(xù)掃描NEXTNUMBER；到一秒顯示下一個(gè)數(shù)D1MS: 。1MS延時(shí)程序STAT1：MOV R4，2MOV R3,250DJNZ R3,$DJNZ R4，STAT1RET 緊急車輛中斷響應(yīng)程序設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中，通常會(huì)有一些緊急車輛出現(xiàn)。此時(shí)應(yīng)強(qiáng)行中斷正常的交通燈運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有緊急車輛的車行方向保持通行狀態(tài)。緊急車強(qiáng)通信號(hào)受緊急車強(qiáng)通按鍵控制。無(wú)緊急車輛時(shí)，交通信號(hào)燈按正常時(shí)序控制。有緊急車來(lái)時(shí)，若緊急車通行方向?yàn)榫G燈狀態(tài)，則無(wú)需處理。否則將緊急車強(qiáng)通按鍵按下。因此，一般情況下交通燈按照車流量大小合理分配通行時(shí)間，按一定規(guī)律變化，但考慮緊急車通行車況，設(shè)計(jì)緊急通行開(kāi)關(guān)。 中斷響應(yīng)流程圖交通燈的中斷處理流程：（1）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)：有特殊車輛要通過(guò)時(shí)就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括信號(hào)燈和時(shí)間顯示電路。（2）中斷打開(kāi)和中斷關(guān)閉：為了使特殊車輛通行按一下打開(kāi)中斷開(kāi)關(guān)就可以打開(kāi)中斷，關(guān)閉中斷開(kāi)關(guān)就關(guān)閉中斷。（3）中斷服務(wù)程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車輛要求通過(guò)，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈，東西方向?yàn)榧t燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過(guò)，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向?yàn)榧t燈。（4）中斷返回：執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，即回交通燈信號(hào)回到中斷前狀態(tài)，顯示時(shí)間也和中斷前一樣。5. 智能交通燈的仿真 proues軟件介紹Proteus ISIS是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 仿真過(guò)程介紹 用PROTEUS 繪制原理圖運(yùn)行PROTEUS VSM的ISIS后出現(xiàn)相應(yīng)的界面，點(diǎn)狀的柵格區(qū)域?yàn)槔L圖區(qū)。左側(cè)的上方為電路圖概覽區(qū)，下方是元器件列表區(qū)。單擊P 后出現(xiàn)的Pick Device 添加元器件的對(duì)話框，輸入所要添加的器件名稱，則該器件就會(huì)出現(xiàn)在右側(cè)，單擊OK 按鈕，完成一個(gè)元器件的添加。重復(fù)以上過(guò)程，添加好電路中所需的元器件。在元器件列表區(qū)選中某元器件后，在電路圖概覽區(qū)會(huì)出現(xiàn)該元器件，用鼠標(biāo)將其拖至繪圖區(qū)，將所有需要的元器件在繪圖區(qū)放置好，即可開(kāi)始連線。連線方法很簡(jiǎn)單， 將鼠標(biāo)移至元器件引腳后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小十字， 單擊鼠標(biāo)左鍵后移動(dòng)鼠標(biāo)，將線引至某一引腳處會(huì)再次出現(xiàn)小十字， 再次單擊左鍵就完成了一條連線。在布線時(shí)，如果需要轉(zhuǎn)彎，可以在轉(zhuǎn)彎處單擊鼠標(biāo)左鍵。 PROTEUS 對(duì)單片機(jī)內(nèi)核的仿真PROTEUS嵌入式系統(tǒng)仿真軟件在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)注意到和單片機(jī)各種編譯程序的整合了，如它可以和Keil ，Wave6000等編譯模擬軟件結(jié)合使用。由于keil使用方便，具備強(qiáng)大的軟件仿真和硬件仿真功能。把Proteus和keil結(jié)合起來(lái)調(diào)試硬件就方便多了，我就是采用“Proteus+keil”的仿真方法，具體步驟如下：首先運(yùn)行PROTEUS VSM 的ISIS，選擇Source→Define Code Generation Tool 菜單項(xiàng)。 定義代碼生成工具對(duì)話框 創(chuàng)建源代碼對(duì)話框，即完成了文件的創(chuàng)建。 文件進(jìn)行更改時(shí)每一次運(yùn)行PROTEUS VSM 。電路圖繪制完成后，再添加AT89C52 的應(yīng)用程序。將鼠標(biāo)移至AT89C52 上，單擊鼠標(biāo)右鍵使之處于選中狀態(tài)，在該器件上單擊左鍵。在 Program File (可以接受3 種格式的文件) ,給AT89C52輸入晶振頻率，此處默認(rèn)為12MHZ，單擊OK 按鈕完成程序添加工作， 下面就可以進(jìn)行系統(tǒng)仿真了。單擊主界面下方的按鈕開(kāi)始系統(tǒng)仿真。PROTEUS VSM 所進(jìn)行的是一種交互式仿真，在仿真進(jìn)行中可以對(duì)各控制按鈕、開(kāi)關(guān)等進(jìn)行操作，系統(tǒng)對(duì)輸入的響應(yīng)會(huì)被真實(shí)的反映出來(lái)。在這個(gè)例子里, 開(kāi)始仿真后，開(kāi)關(guān)按鈕通過(guò)鼠標(biāo)單擊來(lái)改變狀態(tài)，所改變狀態(tài)的