【文章內(nèi)容簡介】 量 信息傳送的通路通常稱為信道或線路。描述一個信道不僅要通過它所連接的點到點的地理通路，而且還要根據(jù)它所具有的攜帶信息的容量。 b）信道的方向 單工： 在信息源和接收器之間提供單一 的單向性通道。 半雙工：這種通信方式是在 A 站和 B 站之間只有一個通信信道，數(shù)據(jù)要么是 A 站發(fā)送， B 站接收，要么 B 站發(fā)送， A 站接收。 雙工： 允許信息同時在兩個方向上傳輸?shù)男诺馈? （ 2）數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸 （ 3）調(diào)制和解調(diào) 常用交通標志簡介 交通標志是交通系統(tǒng)中重要的一部分，用以幫助駕駛員掌握方向情況?，F(xiàn)將部分常用標志介紹如下： 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 9 頁 表 指示標志 直行 向左轉(zhuǎn)彎 向右轉(zhuǎn)彎 直行向右轉(zhuǎn)彎 向左和向右轉(zhuǎn)彎 靠右側(cè)道 路行駛 靠左側(cè)道路行駛 立交直行 /右轉(zhuǎn)彎 行駛 環(huán)島行駛 直行向左轉(zhuǎn)彎 立交直行和轉(zhuǎn)彎行駛 鳴喇叭 機動車道 準許試剎車 單向行駛（向左 /向右） 單向行駛（直行） 交通信號控制原理 交通信號控制原理是按照一定的控制程序，在交叉路口的每個方向上通過紅、黃、綠三色燈循環(huán)顯示，指揮交通流，在時間上實施隔離。交通規(guī)則規(guī)定：紅燈 —— 停止通行，綠燈 —— 放行，黃燈 —— 清尾，即允許已過停車線的車輛繼續(xù)通行，通過 交叉路口。信號相位方案是指交通信號燈輪流給某些方向的車輛或行人分配交通權的一種順序安排。我們把每一種控制（即對各進口道不同方向所顯示的不同色燈的組合）稱為一個信號相位。而一個相位又對應多個步伐，每一步伐對應該時刻不同燈色的狀態(tài)。 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 10 頁 路口的交通燈一直進行著一個周期性的相變來控制車輛的運行。交通燈的優(yōu)化控制問題，就是改變這些相所持續(xù)的時間和相鄰路口相的周期，從而使目標達到最優(yōu)。 設計方案 方案一：交通控制系統(tǒng)主要控制東西、南北，車道的交通，整個系統(tǒng)以STC89C52RC 單片機為核心芯片，通過控制三色 LED 的亮滅來控制各車道的通行，另外通過復位鍵來恢復到程序的初始狀態(tài)?？傮w設計框圖如圖 所示： 圖 方案一設計框圖 方案二：采用標準 STC89C52RC 單片機為控制器，通行倒 計時顯示采用 3位數(shù)碼管；車道指示燈采用三色發(fā)光二極管， LED 顯示采用動態(tài)掃描，以節(jié)省端口。緊急車輛通行采用實時中斷完成，識別方法采用手動按鈕。按以上系統(tǒng)構(gòu)架設計，單片機端口資源剛好滿足要求。該系統(tǒng)具有電路簡單，設計方便，顯示亮度高耗電少，可靠性高，但是占用單片機資源太多了，整個框圖設計如圖 所示： 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 11 頁 圖 方案二設計框圖 方案三：采用標準 STC89C52 單片機為控制器，通行倒計時、東西、南北車道通行指示采用單塊 LCD 液晶點陣顯示器。這種方案設計占用單片機的端口最少，硬件也最少，耗電也最少，雖然顯 示圖案也精美，但由于亮度太暗，晚上還得開背光燈，所以較少采用。 通過以上綜合分析可以看出，方案一具有綜合設計優(yōu)點，因此城市道口交通燈控制系統(tǒng)模型采用方案一設計。 系統(tǒng)工作原理 采用單片機的 I/O 口 P0 口通過上拉電阻和交通燈相連接， 、 口接到數(shù)碼管控制位上，控制數(shù)碼管的顯示，程序放在 STC89C52RC 單片機的 ROM中，在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中，由單片機的 、 、 控制，由于交通燈為發(fā)光二極管且陽極通過限流 電阻和電源正極相連，因此 I/O 口輸出低電平時，與之相連的指示燈會亮，并通過數(shù)碼管顯示時間倒計時。 I/O 口輸出高電平時，相應指示燈會滅。當交通出現(xiàn)障礙需要恢復到初始狀態(tài)時，按下復位鍵即可，此鍵由單片機的 9腳 RST 鍵控制 。 簡單介紹 STC89C52RC 單片機 STC89C52RC 是 STC 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含8Kb 的可反復擦寫 的 Flash 只讀程序存儲器和 512b 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 12 頁 （ RAM），器件采用高密度，非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 MCS— 51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強大 STC89C52RC單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100000 次。將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，是一種高效微控制器， STC89C52RC 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案該器件采用 ATMEL 搞密度非易失 存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 STC89C52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和TXD 分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖 (a) 所示，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。 外部方式的時鐘 電路如圖 2— 2（ b）所示， RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz的方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘 P1 和 P2，供單片機使用。 （ a）內(nèi)部方式時鐘電路 （ b）外部方式時鐘電路 圖 時鐘電路 （ 1）復位操作 復位就是單片機對自己進行的初始化操作。他的主要功能就是把 PC 初始化為 0000H，從而使單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了系統(tǒng)的正常初始南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 13 頁 化外，當由于操作失誤或程序 運行出錯導致系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)時，同樣需要按復位鍵重新啟動來擺脫所面臨的困境。 除 PC 之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如表 所示。 表 一些寄存器的復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H （ 2）復位信號及其產(chǎn)生 RST 引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù) 24 個振蕩周期 (即二個機器周期 )以上。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過 4us 才能完成復位操作。產(chǎn)生復位信號的電路邏輯如圖 所示： 圖 復位信號的電路邏輯圖 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 14 頁 整個復位電路包括芯片內(nèi)部和芯片外部。由外部電路所產(chǎn)生的復位信號(RST)送到施密特觸發(fā)器，接著由內(nèi)部復位電路對每個機器周期的 S5P2 時刻的施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后就 得到了內(nèi)部復位操作所需要的信號。 復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。 上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖 （ a）所示。這佯，只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。 按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的，其電路如圖 （ b）所示；而按鍵脈沖復位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的。 其電路如圖 （ c）所示： （ a）上電復位 （ b）按鍵電平復位 （ c）按鍵脈沖復位 圖 復位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復位信號高電平持續(xù)時間大于 2 個機器周期。 本系統(tǒng)的復位電路采用圖 （ b）上電復位方式。 3． STC89C52RC 引腳圖 圖 是 AT89C51 的引腳圖 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 15 頁 圖 51 系列單片機的引腳圖 AT89C51 各中斷源向量地址如圖 所示： 圖 各中斷源向量地址 4． STC89C52RC 主要特性和功能 主要功能如圖 所示： 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 16 頁 圖 STC89C52 主要功能 總體設計 功能概述 本設計由單片機、 LED 數(shù)碼顯示模塊和按鍵等構(gòu)成。單片機是集成的 IC芯片 STC89C52 單片機，只需根據(jù)實際選型。其他部分都需要根據(jù)應用要求和性能指示設計。 ①本系統(tǒng)交通燈控制規(guī)則如下： 1）系統(tǒng)設置四組紅、黃、綠交通指示燈，并配置四隊 LED 顯示器。正常情況下兩個干線上的紅、黃、綠燈進行轉(zhuǎn)換。 2)東西方向和南北方向交替通行，東西方向每次放行 30 秒，南北方向每次放行 30 秒。 3)綠燈亮表示可以通行，紅燈亮表示禁止通行，每次綠燈變紅燈前，黃燈亮 5 秒鐘。 4）十字路口要有倒 計時顯示，以便人們更方便直觀的把握時間，具體要求東西方向、南北方向通行時間及黃燈亮的時間均以秒為單位作減計數(shù)。 系統(tǒng)構(gòu)成 整個系統(tǒng)的構(gòu)成以 STC89C52RC 單片機為核心，由 I/O 口擴展， LED 數(shù)碼管顯示，還有復位電路、時鐘電路等組成。單片機作為整個硬件系統(tǒng)的核心，南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 17 頁 它既是協(xié)調(diào)整機工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機、晶振電路、復位電路等組成。 行車方向指示采用 LED 發(fā)光二極管，可有紅、綠兩種顏色指示放行與禁止，黃燈作為紅綠轉(zhuǎn)換的提示，形象直觀。系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計時計數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 18 頁 第三章 系統(tǒng)硬件設計 交通燈通行模式及行車方向指示 按交通燈控制規(guī)則，每個道口有紅、黃、綠三種指示燈，交道口模型如圖 所示： 圖 交道口模型圖 2 組 LED 數(shù) 碼管按照設置的通行時間（各路口默認的通行時間均為 30s）進行倒計時，倒計時到 5S 時，綠燈變成黃燈，并各自進行紅、黃、綠燈顯示，共有兩種通行方式分別為： 南京工程學院畢業(yè)設計所明書（論文） 第 19 頁 圖 通行方式一示意圖 圖 通行方式二示意圖 通行方式一：倒計時時間為 30s（通行時間），紅綠燈狀態(tài)為：東西通行：綠，南北禁行：紅 。如圖 所示。 通行方式二：倒計時時間為 30s（通行時間），紅綠燈狀態(tài)為：南北通行：綠；東西禁行：紅 。如圖 所示。 通行默認時間為 30s，系統(tǒng)設置了任意更改功能，可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以提高車輛通過率，緩減交通壓力。在通行結(jié)束前 5 秒鐘，黃燈亮直至結(jié)束。本設計選用 LED 發(fā)光二極管的紅綠燈狀態(tài)用來指示交通指示信息。綠色表示通行，紅 色則表示禁止通行，黃燈等待。你所有指示信息一目了然。 各單元電路模塊