【正文】 按鍵控制 蜂鳴器 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 20 頁(yè) 第 11 頁(yè) 第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理 實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以選用 AT89C52 單片機(jī)及外圍 器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12 個(gè)發(fā)光二極管分成 4 組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊， 8 個(gè) LED 東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，車流量檢測(cè)傳感器采集流量數(shù)據(jù)，光敏傳感器捕獲違規(guī)信號(hào)，若干按鍵組成時(shí)間設(shè)置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用 1 個(gè)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。急停按鍵和違規(guī)檢測(cè)隨時(shí)調(diào)用中斷。 鍵盤設(shè) 置模塊對(duì)系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時(shí)間設(shè)置的信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到 LED 數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。 如圖（圖 22）所示： 單片機(jī) 圖 22 系統(tǒng)的總體框圖 據(jù)此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由車流量檢測(cè)模塊，違規(guī)檢測(cè)模塊，和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，信號(hào)燈狀態(tài)模塊， LED 倒計(jì)時(shí)模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理 單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入 LED 數(shù)碼管就可 以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更具人性化。 緊急處理 交通路口出現(xiàn)緊急狀況在所難免，如特大事件發(fā)生，救護(hù)車等急行車通過(guò)等，我們都必須盡量允許其暢通無(wú)阻，畢竟在這種情況下是分秒必爭(zhēng)的，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)系著公共財(cái)產(chǎn)安全，個(gè)人生死攸關(guān)等。后者適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，但是在單片機(jī) I／ 0 口資源相對(duì)較少而需要較多按鍵時(shí)，此 方法仍不能滿足設(shè)計(jì)要求。鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)接口，一般情況下有獨(dú)立式和行列式兩種。交通警察不斷觀察十字路口的兩個(gè)方向，根據(jù)車輛密度和流速?zèng)Q定是否切換紅綠燈，以保證最佳的道路交通控制狀態(tài)。 而且，目前國(guó)內(nèi)使用的紅綠燈都是固定的紅綠燈時(shí)間，并自動(dòng)切換?，F(xiàn)階段，車輛檢測(cè)器檢測(cè)方式有很多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如紅外線檢測(cè)器、地磁檢測(cè)器、機(jī)械壓電檢測(cè)器，磁頻檢測(cè)器、波頻檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器等。 車流量檢測(cè)及調(diào)整 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市人口和機(jī)動(dòng)車擁有量在急劇增長(zhǎng)，交通流量日益加 狀態(tài) 1 狀態(tài) 3 狀態(tài) 4 狀態(tài) 6 東西向 禁行 等待變換 通行 等待變換 南北向 通行 等待變換 禁行 等待變換 東西紅燈 1 1 0 0 東西黃燈 0 0 0 1 東西綠燈 0 0 1 0 南北紅燈 0 0 1 1 南北綠燈 1 0 0 0 南北黃燈 0 1 0 0 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 20 頁(yè) 第 9 頁(yè) 大，交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通事故時(shí)有發(fā)生。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求 本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用 紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，車流量檢測(cè)及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表 所示。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此狀態(tài) 下，東西向禁止通行，南北向允許通行。說(shuō)明：黑色表示亮，白色表示滅。 ③ .4KB 片內(nèi) 程序存儲(chǔ)器 ROM 或 EPROM 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù) ④ .片內(nèi) 18 個(gè) 特殊功能寄存器（ SFR） 如圖（圖 11）所示： 圖 11 片內(nèi)特殊存儲(chǔ)器分布圖 特殊功能寄存器 SFR 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 位 尋址區(qū) R7 R0 3 組（ 8字節(jié)） 2 組 1 組 0 組 0F0H SFR 可尋址區(qū) 0E0H 0D0H 0C8H 0B8H 0B0H 0A8H 0A0H 98H 90H 88H 80H 0FFH 80H 7FH 30H 2FH 20H 1FH 00H 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 20 頁(yè) 第 6 頁(yè) ⑤ .4 個(gè) 8 位 的并行輸入輸出 I/O 口（ PIO） 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸 P0 口 ~ 輸入與輸出 分時(shí)的傳送地址低 8 位與數(shù)據(jù)線 P1 口 ~ 輸入與輸出 無(wú)第二功能 P2 口 ~ 輸入與輸出 傳送地址的高 8 位 P3 口 ~ 輸入與輸出 — RXD：串行口輸入端 — TXD：串行口輸出端 — TXD：串行口輸出端 — ：外部中斷 0 中斷請(qǐng)求輸入端 — ：外部中斷 1 中斷請(qǐng)求輸入端 — T0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 外部輸入端 — T1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 外部輸入端 — ：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào) — ：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) ⑥ .1 個(gè) 串行口 I/O（ SIO/UART）完成單片機(jī)與其他微機(jī)的之間的串行通信 ⑦ .2/3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器（ TIMER/COUNTER） ⑧ .可處理 5 個(gè)中斷源，兩級(jí)可程序優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng) 其中含有 MCS51 指令集含 111 條指令，按照指令操作功能話費(fèi)有五類： 1數(shù)據(jù)傳送指令（ 28） 2算術(shù)運(yùn)算指令（ 24） 3邏輯運(yùn)算及轉(zhuǎn)移指令（ 25） 4控制轉(zhuǎn)移指令（ 22） 5位操作指令（ 12） 第二章 單片機(jī)控制交通系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 20 頁(yè) 第 7 頁(yè) 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)通行方案設(shè)計(jì) 設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。 ②有 128 字節(jié) 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM。外部總線增加了 I2C 及 SPI 等串行總線方式 , 可根據(jù)需要進(jìn)行并行或者串行擴(kuò)展。 單片機(jī)的特點(diǎn) （ 1）性價(jià)比高，開(kāi)發(fā)周期短，易于產(chǎn)品化， （ 2）集成度高，可靠性好，抗干擾性強(qiáng)， （ 3）功能完善，接口多樣， （ 4）低功耗、低電壓 一般電源供電電壓在 5～ 3V 范圍內(nèi)單片機(jī)都能正常工 作，供電的下限可達(dá) 1～ 2V。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。我們現(xiàn)在使用比較的多的是 AT89C51/AT89s51 等。 Inter 公司停止生產(chǎn) MCS51 系列單片機(jī)之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與 Mcs51 兼容的單片機(jī)。改進(jìn)后的型號(hào)更加省電。每個(gè)子系列有諾干中型號(hào)。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈 ，提醒人們注意危險(xiǎn)。 黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著 “科學(xué)救國(guó) ”的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電器公司任職員。 交通 燈的出現(xiàn) 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈 (紅、黃、綠三種標(biāo)志 )于 1918 年誕生。直到 1914 年，在美國(guó)的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過(guò)，這時(shí)已是 “電氣信號(hào)燈 ”。不幸的是只面世 23 天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。在燈的腳下，一名手持長(zhǎng)桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來(lái)，英國(guó)倫敦議會(huì)大廈前經(jīng)常發(fā)生馬車軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)， 1