【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(gè)信道不僅要通過它所連接的點(diǎn)到點(diǎn)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(gè)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(shí)在兩個(gè)方向上傳輸?shù)男诺馈? （ 2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸 （ 3）調(diào)制和解調(diào) 常用交通標(biāo)志簡介 交通標(biāo)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(biāo)志介紹如下： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 9 頁 表 指示標(biāo)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(jī)動(dòng)車道 準(zhǔn)許試剎車 單向行駛（向左 /向右） 單向行駛（直行） 交通信號(hào)控制原理 交通信號(hào)控制原理是按照一定的控制程序，在交叉路口的每個(gè)方向上通過紅、黃、綠三色燈循環(huán)顯示，指揮交通流，在時(shí)間上實(shí)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(hào)相位方案是指交通信號(hào)燈輪流給某些方向的車輛或行人分配交通權(quán)的一種順序安排。我們把每一種控制（即對(duì)各進(jìn)口道不同方向所顯示的不同色燈的組合）稱為一個(gè)信號(hào)相位。而一個(gè)相位又對(duì)應(yīng)多個(gè)步伐，每一步伐對(duì)應(yīng)該時(shí)刻不同燈色的狀態(tài)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 10 頁 路口的交通燈一直進(jìn)行著一個(gè)周期性的相變來控制車輛的運(yùn)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(shí)間和相鄰路口相的周期，從而使目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。 設(shè)計(jì)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(gè)系統(tǒng)以STC89C52RC 單片機(jī)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(fù)位鍵來恢復(fù)到程序的初始狀態(tài)?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖 所示： 圖 方案一設(shè)計(jì)框圖 方案二：采用標(biāo)準(zhǔn) STC89C52RC 單片機(jī)為控制器，通行倒 計(jì)時(shí)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(dòng)態(tài)掃描，以節(jié)省端口。緊急車輛通行采用實(shí)時(shí)中斷完成，識(shí)別方法采用手動(dòng)按鈕。按以上系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)，單片機(jī)端口資源剛好滿足要求。該系統(tǒng)具有電路簡單，設(shè)計(jì)方便，顯示亮度高耗電少，可靠性高，但是占用單片機(jī)資源太多了，整個(gè)框圖設(shè)計(jì)如圖 所示： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 11 頁 圖 方案二設(shè)計(jì)框圖 方案三：采用標(biāo)準(zhǔn) STC89C52 單片機(jī)為控制器，通行倒計(jì)時(shí)、東西、南北車道通行指示采用單塊 LCD 液晶點(diǎn)陣顯示器。這種方案設(shè)計(jì)占用單片機(jī)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(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，因此城市道口交通燈控制系統(tǒng)模型采用方案一設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)工作原理 采用單片機(jī)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(jī)的 ROM中，在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中，由單片機(jī)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(shí)，與之相連的指示燈會(huì)亮，并通過數(shù)碼管顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)。 I/O 口輸出高電平時(shí)，相應(yīng)指示燈會(huì)滅。當(dāng)交通出現(xiàn)障礙需要恢復(fù)到初始狀態(tài)時(shí)，按下復(fù)位鍵即可，此鍵由單片機(jī)的 9腳 RST 鍵控制 。 簡單介紹 STC89C52RC 單片機(jī) STC89C52RC 是 STC 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含8Kb 的可反復(fù)擦寫 的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 512b 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 12 頁 （ RAM），器件采用高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS— 51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 STC89C52RC單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100000 次。將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，是一種高效微控制器， STC89C52RC 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案該器件采用 ATMEL 搞密度非易失 存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)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(shí)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(shí)鐘電路如圖 (a) 所示，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)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(duì)頻率起微調(diào)的作用。 外部方式的時(shí)鐘 電路如圖 2— 2（ b）所示， RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)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(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。 （ a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （ b）外部方式時(shí)鐘電路 圖 時(shí)鐘電路 （ 1）復(fù)位操作 復(fù)位就是單片機(jī)對(duì)自己進(jìn)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(jī)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 13 頁 化外，當(dāng)由于操作失誤或程序 運(yùn)行出錯(cuò)導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)時(shí)，同樣需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)來擺脫所面臨的困境。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 所示。 表 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)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(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以上。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過 4us 才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 所示： 圖 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 14 頁 整個(gè)復(fù)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(fù)位信號(hào)(RST)送到施密特觸發(fā)器，接著由內(nèi)部復(fù)位電路對(duì)每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻的施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后就 得到了內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ a）所示。這佯，只要電源 Vcc 的上升時(shí)間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的。 其電路如圖 （ c）所示： （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 復(fù)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(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖 （ b）上電復(fù)位方式。 3． STC89C52RC 引腳圖 圖 是 AT89C51 的引腳圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 15 頁 圖 51 系列單片機(jī)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 16 頁 圖 STC89C52 主要功能 總體設(shè)計(jì) 功能概述 本設(shè)計(jì)由單片機(jī)、 LED 數(shù)碼顯示模塊和按鍵等構(gòu)成。單片機(jī)是集成的 IC芯片 STC89C52 單片機(jī)，只需根據(jù)實(shí)際選型。其他部分都需要根據(jù)應(yīng)用要求和性能指示設(shè)計(jì)。 ①本系統(tǒng)交通燈控制規(guī)則如下： 1）系統(tǒng)設(shè)置四組紅、黃、綠交通指示燈，并配置四隊(duì) LED 顯示器。正常情況下兩個(gè)干線上的紅、黃、綠燈進(jìn)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(jì)時(shí)顯示，以便人們更方便直觀的把握時(shí)間，具體要求東西方向、南北方向通行時(shí)間及黃燈亮的時(shí)間均以秒為單位作減計(jì)數(shù)。 系統(tǒng)構(gòu)成 整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成以 STC89C52RC 單片機(jī)為核心，由 I/O 口擴(kuò)展， LED 數(shù)碼管顯示，還有復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等組成。單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 17 頁 它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī)、晶振電路、復(fù)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(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書（論文） 第 18 頁 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(gè)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(shè)置的通行時(shí)間（各路口默認(rèn)的通行時(shí)間均為 30s）進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)到 5S 時(shí)，綠燈變成黃燈，并各自進(jìn)行紅、黃、綠燈顯示，共有兩種通行方式分別為： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)時(shí)間為 30s（通行時(shí)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(jì)時(shí)時(shí)間為 30s（通行時(shí)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(rèn)時(shí)間為 30s，系統(tǒng)設(shè)置了任意更改功能，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(shè)計(jì)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