【正文】 ：當(dāng)OE=0時(shí)，三態(tài)門打開； 當(dāng)OE=1時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。 圖3 74LS373引腳圖 顯示電路 時(shí)間顯示電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用8位的靜態(tài)數(shù)碼管顯示。LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管按一定的結(jié)構(gòu)組合起來的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用中通常使用的是8段式LED數(shù)碼管顯示器。8段式數(shù)碼管分為8段：A、B、C、D、E、F、G、P，其中P為小數(shù)點(diǎn)。 所示。 從電路講，數(shù)碼管可以分為共陽極和共陰極兩種。 用單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分。有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。本次設(shè)計(jì)，我們采用靜態(tài)顯示即。其公共端直接接地，各段選線分別與I/O接口線相連。要顯示字符，直接在I/O線發(fā)送相應(yīng)的字碼段。常見的數(shù)字和字符的共陰極的字段碼如表33所示。靜態(tài)顯示結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，顯示方便，要顯 LED管腳圖示某個(gè)字符，直接在I/O線上發(fā)送相應(yīng)的字段碼。顯示字符共陰極字段顯示字符共陰極字段03FH56DH106H67DH25BH707H34FH87FH466H96FH表33 常見的數(shù)字和字符的共陰極的字段碼LED8段顯示器的設(shè)置為每個(gè)方向上一對(duì)兩位的顯示器，兩位數(shù)碼管可以顯示的時(shí)間為099，完全可以滿足系統(tǒng)的要求。四個(gè)方位上共有8個(gè)LED接在8255A上面。顯示時(shí)，由于我們不需要小數(shù)點(diǎn)，所以LED的10根管腳中，我們只用了8根。另外，十字路口只有兩條通道：東西、南北，所以只需PA和PC口。由于此時(shí)采用靜態(tài)顯示，故我們?cè)O(shè)定用PA口控制十位，用PC口控制個(gè)位。8255A的A口和C口都工作于方式0輸出。 LED顯示電路 紅綠燈的顯示電路根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少。本設(shè)計(jì)對(duì)紅綠燈的顯示采用的是普通的發(fā)光二極管。這種LED也不可以直接接在+5V的電源上，但是如果直接接在單片機(jī)的輸出口上，發(fā)光二極管又不夠亮。所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)將LED顯示接了分流電阻。由于本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)車輛直走，車輛左、右轉(zhuǎn)和行人通過等功能。故在每一個(gè)方向上要設(shè)置直走紅綠燈，行人紅綠燈，左轉(zhuǎn)紅綠燈和右轉(zhuǎn)紅綠燈，總共四組。即每個(gè)方向上有8個(gè)紅綠燈，四個(gè)路口總共有32個(gè)紅綠燈。而十字路口只有兩條通道：東西、南北。所以需要16個(gè)口來控制，此時(shí)，我們用單片機(jī)的P1口來控制南北方向的16個(gè)紅綠燈，用P2口控制東西方向的16個(gè)紅綠燈。 南北紅綠燈顯示電路 車流量檢測(cè)電路一個(gè)完整的交通控制系統(tǒng)需要有一個(gè)準(zhǔn)確、可靠的信息采集和監(jiān)控系統(tǒng)，它將來自底層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集起來，準(zhǔn)確、迅速地通過高速信息傳輸網(wǎng)送交后臺(tái)進(jìn)行分析和處理。新的控制決策再重新下載到各控制器中進(jìn)行交通參數(shù)的優(yōu)化。交通控制系統(tǒng)的交通信息采集時(shí)由車流量檢測(cè)器來實(shí)現(xiàn)的。車輛檢測(cè)器有多種，感應(yīng)式檢測(cè)器、紅外線檢測(cè)器等。目前，市面上流行的一種車流量傳感器是一種互感式的。這種傳感器實(shí)質(zhì)上是一種振蕩器，其諧振電感埋藏在車道中部，當(dāng)車輛通過時(shí)，電感量變化引起振蕩頻率變化，由此而記錄一次，即一輛車通過[15]。由于條件限制，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中將電路簡(jiǎn)化成手動(dòng)方式，只用了撥斷開關(guān)來代替，其基本思想是：根據(jù)車流量，設(shè)定三個(gè)可選擇的時(shí)間，即T小、T中、T大，時(shí)間分別設(shè)定為：30秒、40秒、55秒。那么就需要三個(gè)撥斷開關(guān)，、K2和K3連接來分別控制上述三種流量的時(shí)間。即按下開關(guān)K1，即送出時(shí)間30秒。定義外部開關(guān)的有效電平是低電平。根據(jù)以上對(duì)基本元件的介紹。 模擬車流量檢測(cè)電路 緊急車通行電路 ，當(dāng)有急行車需要通過時(shí)，按下此按鈕，產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)使東西方向和南北方向所有燈都為紅燈，當(dāng)急行車通過后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì)思想系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要思路為根據(jù)車流量的動(dòng)態(tài)變化，運(yùn)用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)紅綠燈時(shí)間的自動(dòng)調(diào)整。其控制程序主要分為以下幾個(gè)模塊：初始化程序，主程序、模糊控制器程序、定時(shí)中斷程序、信息顯示模塊和緊急車輛通行模塊等。主程序主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)初始化和等待中斷，定時(shí)中斷程序主要負(fù)責(zé)數(shù)碼管顯示刷新和紅黃綠燈各種狀態(tài)切換。 軟件主要模塊程序流程圖 系統(tǒng)初始化程序主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化，系統(tǒng)初始化包括8051單片機(jī)的初始化，定時(shí)器、外部中斷向量初始化以及設(shè)置交通燈工作的初始狀態(tài)。由于定時(shí)/計(jì)數(shù)器的各種功能是由軟件來確定的，所以在使用它之前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行編程初始化。初始化的主要內(nèi)容是對(duì)TCON和TMON來編程，計(jì)算和裝入定時(shí)計(jì)數(shù)器T0和T1的計(jì)數(shù)初值。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作時(shí)，必須要給其送入計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL的。它以加法計(jì)數(shù)，并能在從全1到全0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為N和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為X ，那么可得到如下計(jì)算通式：X=MN式中，M為計(jì)數(shù)模值，該值與計(jì)數(shù)器的工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)，M值為8192；在方式1時(shí)M為65536；在方式2時(shí)，M值為256。由設(shè)計(jì)可知，定時(shí)器T0的工作方式為2。 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值計(jì)算公式：X=MT/T計(jì)數(shù)，T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期Tclk的12倍，X為定時(shí)初值。如果單片機(jī)的時(shí)鐘周期Tclk的12倍，X為定時(shí)初值。如果單片機(jī)的主脈沖頻率為Tclk=12MHz,經(jīng)過12分頻，若選擇方式0，則Tmax(計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)時(shí)間)=213*1微妙=；若選擇方式1，則，Tmax=。顯然，1秒鐘已將超過了技術(shù)器的最大定時(shí)時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題[16][17]。我們可以在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20 的軟件計(jì)數(shù)器，使T0定時(shí)50毫秒。這樣，每當(dāng)T0到了50毫秒時(shí)，CPU就會(huì)響應(yīng)它的中斷請(qǐng)求，進(jìn)入它的中斷服務(wù)子程序。在終端服務(wù)子程序中，CPU先使軟件計(jì)數(shù)器減1，然后判斷它是否為零。為零表示1秒已經(jīng)可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。MCS51的工作頻率為212MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為12*（1/6M）=2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時(shí)間。具體的延時(shí)程序分析：DELAY:MOV R4,08H 延時(shí)1秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RETDELAY1:MOV R6,0 延時(shí)125ms 子程序 MOV R5,0DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RETMOV RN，DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為2 機(jī)器周期數(shù)為1所以此指令的執(zhí)行時(shí)間為2ms DELAY1 為一個(gè)雙重循環(huán)，循環(huán)次數(shù)為256*256=65536，所以延時(shí)時(shí)間=65536*2=131072us 約為125us。DELAY R4設(shè)置的初值為8 主延時(shí)程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 模糊控制器程序。圖中的9種狀態(tài)對(duì)應(yīng)表22的結(jié)果。其中，根據(jù)十字路口車輛多少對(duì)應(yīng)的各個(gè)方向紅綠燈亮的時(shí)間分別為T小=30s、T中=40s、T大=55s。 模糊控制器程序塊圖 系統(tǒng)顯示模塊程序設(shè)計(jì)根據(jù)前面的介紹，發(fā)光二極管與單片機(jī)的接法如下表41所示。表41 發(fā)光二極管的接法北直紅北直綠北左紅北左綠北右紅北右綠北人紅北人綠西直紅西直綠西左紅西左綠西右紅西右綠西人紅西人綠。 緊急狀態(tài)控制模塊緊急情況用外部中斷INTO控制，緊急情況結(jié)束后，再發(fā)一個(gè)終端來恢復(fù)以前的狀態(tài)。圖 緊急模塊流程圖5 總結(jié)與展望在完成本次畢業(yè)的工程中，我學(xué)習(xí)和了解了智能交通燈控制的原理和實(shí)現(xiàn)方式，以及它的發(fā)展現(xiàn)狀。了解了智能控制對(duì)社會(huì)科學(xué)的發(fā)展和社會(huì)生活發(fā)展有著強(qiáng)大的推動(dòng)作用。在設(shè)計(jì)過程中，我進(jìn)一步鞏固了單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)了單片機(jī)的輸入和顯示等模塊，并能夠熟練的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在軟件編程的過程中，學(xué)會(huì)了軟件的設(shè)計(jì)流程，逐步培養(yǎng)了良好的編程習(xí)慣以及各種模塊的軟件調(diào)試方法。在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，我深刻認(rèn)識(shí)到，軟硬件相結(jié)合的重要性。同時(shí)，這次畢業(yè)實(shí)習(xí)也更鍛煉了我的查找錯(cuò)誤和分析問題的能力。由于本人自身能力有限以及時(shí)間匆忙，本次設(shè)計(jì)還有許多地方做的不夠完善，需要進(jìn)一步修改及完善。具體表現(xiàn)在實(shí)物沒有做，只是設(shè)計(jì)和分析在理論階段。希望以后能夠進(jìn)一步學(xué)習(xí)VC的編程，然后將本系統(tǒng)進(jìn)一步完善。總之，本次設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，讓我收益頗多，培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力。也反映了我在某些方面的不足，希望自己能夠在今后的學(xué)習(xí)中，去彌補(bǔ)自己的不足，不斷去完善自己。我相信此次設(shè)計(jì)對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作具有很大的幫助。設(shè)計(jì)中的不足及缺漏，希望老師和同學(xué)指正。參考文獻(xiàn) [1] [J].電子報(bào)，2001.[2] [EB].[3] [J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，22(7).[4] 邊海龍，[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.[5] 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