【正文】 或校驗時， P2口 亦接收高位地址和其它控制信號。在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR指令）時， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 P1口除了作為一般的 I／ 0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 31所示： 電氣工程學院 14 表 31 具有第二功能的 P1口引腳 端口引腳 第二功能： MOSI（用于 ISP編程） MOSI（用于 ISP編程） MOSI（用于 ISP編程） P2口： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸 出一個電流（ IIL）。 P1口： Pl口是一個帶內(nèi)部上拉電阻 的 8位雙向 I／ O口， Pl的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。作為輸出口用時，每位能驅動 8個 TTL邏輯門電路，對端口寫“ l” 可作為高阻抗輸入端用。它集 Flash程序存儲器 既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8位微處理器于單片芯中 ,ATMEL公司的功能強大，低價位 AT89S51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。 （ 4） 低電壓，低功耗。 （ 2） 集成度高、體積小、可靠性高。“微控制器”更能反映單片機的本質，但是由于單片機這個名稱已經(jīng)為國內(nèi)大多數(shù)人所接受，所以仍沿用“單片機”這一名稱。它把中央處理器、存儲器、輸入 /輸出接口電路以及定時器 /計數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積 小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強且可靠性高等特點，因此，適合應用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期，則須將檢測到的車流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個方向的交通輕重緩急狀況，再調(diào)整下次狀態(tài)循環(huán)的紅綠燈時間，以達到自動控制的目的。 本系統(tǒng)先顯示狀態(tài)燈及 LED數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯 P1口，將要顯示的時間電氣工程學院 12 值送顯 P0口和用 P2口來選通 LED數(shù)碼管的顯示導通 ，在此同時以 50ms為周期，用軟件方法計時 1秒，到達 1s就要將時間值減 1，刷新 LED數(shù)碼管。這些工作全部由單片機完成。反之，進入 b方向綠燈 延 時程序。若二者相等則按一定時間間隔交替導通。 設計車流量傳感器，一個對準東西方向取樣，另一個對南北方向取樣，分別取得兩個代表東西和南北方向車流量 a和 b。目前大多采用光學或壓力傳感器，以確定每個路口在一定時間段車輛通過的次數(shù)。 信息采集主要是對路口各方向的車流量進行采集。單片機能通過程序運算得到兩條通道車流量的大小來控制路口各方向的紅綠燈時長，并由 LED顯示。 P0接上拉電阻與 P2控制 LED數(shù)碼管， P1用于控制紅綠黃發(fā)光二極管， INT1口接蜂鳴器， XTAL1和 XTAL2接入晶振時鐘電路， RESET引腳接上復位電路，T1口接車流量傳感器。 系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測電路、單片機、狀態(tài)燈、 LED顯示、蜂鳴器組成。 系統(tǒng)硬件總電路構成及原理 系統(tǒng)硬件電路構成 本系統(tǒng)實現(xiàn)的是對城市十字路口交通的控制，它由三大部分組成 ： (1)信息的采集部分； (2)單片機自動控制部分； (3)顯示部分。 三端穩(wěn)壓器的通用產(chǎn)品有 78 系列（ 正 電源）和 79 系列（負電源），輸出電壓由具體型號中的后面兩個數(shù)字代表， 有 5V， 6V， 8V， 9V， 12V， 15V， 18V，24V 等檔次。 其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 環(huán)形檢測器 1 環(huán)形檢測器 n 自定義總線 控制單元 調(diào)制解調(diào)器 監(jiān)控中心 電氣工程學院 10 電源電路的選型 由于單片機工作時需要 +5V 電壓 ,所 以在設計電源電路時 ,需要一個 三端穩(wěn)壓器 能提供 +5V 電壓。該紅外線光電開關 工作電壓為直流 1030V，檢測距離為 10m，響應時間小于 3ms,能在25℃ ～ 55℃ 的溫度條件下正常工作。方案三性價比高，且設計簡單，權衡利弊，故選用方案三。常利用光電開關技術，具有 高速響應，抗干擾性強，不受惡劣氣象條件或物體顏色的影響 的優(yōu)點，而且安裝簡便。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。紅外線車輛檢測器是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，通過同步回路檢測物體有無。原理方框圖如下： 圖 磁檢測器方框圖 該方案測量精度較好，且性能穩(wěn)定。這些埋設在道路表面下的線圈可以檢測到車輛通過時的電磁變化進而精確地算出交通流量。 RTMS的 檢測 精度高， 且 是一個全天候的車輛檢測器。路邊側向模式可以使用一臺 RTMS同時檢測多至 8條車道，并提供每條車道的交通信息。每當車輛通過這個微波投映區(qū)時，都會向 RTMS反射一個微波信號， RTMS接收反射的微波信號，并計算接收頻率和時間的變化參數(shù)以得出車輛的速度及長度，提供車流量、道路占有率、速度和車型等實時信息 。 車流量檢測傳感器的選型 車流量檢測傳感器有三種方案如下： 方案一： 采用遙感微波檢測器 (RTMS)。其 T0， T1口可以對外部脈沖進行實時計數(shù)操作， 故可以方便實現(xiàn)車流量檢測信號的輸入 。 32根 I/O線，使其具有足夠 的 I/O口驅動數(shù)碼管及交通燈。 單片機的選型 采用 AT89S51單片機作為主控制器。 本章小結 本章主要對智能交通燈控制系統(tǒng)方案設計進行了介紹，概述了 智能交通燈控制系統(tǒng)的功能要求以及系統(tǒng)的總體框架。 圖 系統(tǒng)的總體框圖 本設計系統(tǒng)以單片機為控制核心，由車流量檢測模塊產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊， LED 倒計時模塊和蜂鳴器狀態(tài)模塊接受輸出。 智能交通燈控制系統(tǒng)的基本構成及原理 單片機設計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當然，接入 LED數(shù)碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化?，F(xiàn)階段，車輛檢測器檢測方式有很多，各有其優(yōu)缺點，如 遙感微波檢測器 、 磁感應車輛檢測器 、 紅外線車輛檢測器 等。 （ 3） 車流量檢測及調(diào)整 隨著我國經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，城市人口和機動車擁有量在急劇增長，交通第 2 章 智能交通燈控制系統(tǒng)方案設計 7 流量日益加大，交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴 重，交通事故時有發(fā)生。接著南北向紅燈亮，東西綠燈亮。本設計紅綠燈有四種狀態(tài)：首先南北綠燈亮，東西紅燈亮。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計時顯示的信號控制方式，并且認為有倒計時顯示的路口更安全。 智能交通燈控制系統(tǒng)的功能要求 本設計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號發(fā)生，還能進行倒計時顯示，車流量檢測及調(diào)整，錯誤報警等功能。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表 。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)轉換。此狀態(tài)下，東西允許通行，南北禁止通行。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)轉換。此狀態(tài)下，南北允許通行，東西禁止通行。說明：黑色表示亮，白色表示滅。 第 2 章 智能交通燈控制系統(tǒng)方案設計 5 第 2 章 智能 交 通燈控制系統(tǒng)方案設計 智能交通燈控制系統(tǒng)的通行方案設計 設在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時刻只有一個方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時間，經(jīng)過短暫的過渡時間，將 通行禁行方向對換。 最后是對本課題的總結與展望，概述了系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，前景及致謝、附錄、參考文獻等關于本次畢業(yè)設計的后續(xù)工作。 第四章首先根據(jù)軟件設計流程圖簡要介紹了軟件設計，并介紹了各個程序模塊的基本設計思想。 在第二章中，基于緒論部分對單片機智能交通燈控制系統(tǒng)的部分了解以及現(xiàn)實生活中的需要，根據(jù)設計要求提出總體設計方案論證與選擇，介紹了智能交通燈控制系統(tǒng)的基本構成及原理。 論文結構 基于整個交通控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，本設計主要進行如下方面的研究：用智能，集成，且功能強大的單片機芯片為控制中心，設計出一套十字路口的交通控制系統(tǒng)，以指揮路口的實時通行狀態(tài)。因為，如果東西和南北兩方向車流量相差很大，而信號燈還是平均分配導通時間，就會出現(xiàn)這樣的問題：車多的方向導通時間不足，而車少的方向導通時間剩余，造成一方向車擠另一方向車松的不合理的局面，這就是機器自動控制不如人工現(xiàn)場指揮的差別。 電氣工程學院 4 目前我國城市街道交叉路口的交通信號燈雖然是自動的，但是仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)紅綠燈的交替轉換是定時式的，即轉換的間隔時間是固定不變的。 20世紀 90年代，我國部分城市道路面積率，北京為 %，上海為 %，而國外東京為 %，巴黎為 25%，普遍高于我國。我國城市普遍存在道路密度、道路面積率偏低的問題。 20世紀 90年代以來，經(jīng)濟的發(fā)展加快，從 1985年到 1995年，機動車增長率達 13%左右，近幾年更是增多。因此，結合我國國民經(jīng)濟，建立一個相對廉價、獲取信息多且準確、工作可靠、具有智能交通控制系統(tǒng)勢在必行。這些系統(tǒng)在深入研究國外先進系統(tǒng)的基礎上，融合了大量交警實際控制經(jīng)驗，以開放性為前提，增加了符合國情的特殊功能。但由于這些系統(tǒng)多為交通信號控制專用系統(tǒng)，因此開放性較差，難于同其它系統(tǒng)連接和協(xié)調(diào)控制，系統(tǒng)帶有一定的局限性，并且價格比較昂貴，沒有充分考慮我國現(xiàn)有的國情（如自行車交通流和行人的交通 流等）。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)外較為完善的交通信號控制系統(tǒng)主要有英國的 TRANSYT（ Traffic Net work Study Tool） 和 SCOOT（ Split,Cycle and Of set Optimization Technique,綠信比、周期和相位差優(yōu)化技術）系統(tǒng)和澳大利亞的 SCATS（ Sydney Coordinated Adaptive Traffic System） ,悉尼協(xié)調(diào)自適應交通系統(tǒng)，以及美國、日本等國家開發(fā)的一些系統(tǒng)，其中以英國的 SCOOT 系統(tǒng)和澳大利亞的 SCATS 系統(tǒng)相較為著名。因此，近幾年來世界各國都競相投資 ITS的研發(fā)和應用。 智能交通燈的研究背景 智能交通燈是智能交通領域的一個分支。交通關系著人 們對于財產(chǎn)，安全和時間相關的利益。 智能交通燈控制系統(tǒng)研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于道路建設的暫時不足和交通工具的快速增長，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對整個交通線路車輛的多少實時調(diào)整和轉移多條線路的分流 也十分必要。其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行；黃燈亮，則表示該條道路上未經(jīng)過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行；綠燈亮，則表示 該條道路上允許通行。 智能的交通信號燈指揮者人和車輛的安全運行，實現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動指揮是城鄉(xiāng)交通管理現(xiàn)代化的重要課題。二者相比，由于在 大城市新建和擴建道路的可能性受空間制約越來越小。前者是發(fā)展城市交通，滿足各種交通需求的物質基礎，而后者則為合理使用現(xiàn)有交通設施。 電氣工程學院 2 課題研究的意義 科學技術的進步推動了交通工具的現(xiàn)代化，社會經(jīng)濟的發(fā)展則導致了交通量的急劇增長并進而加劇了交通擁擠與阻 塞的嚴重程度，城市交通的規(guī)模與復雜特征、傳統(tǒng)交通控制和交通擁擠一直是困擾世界各國的一大難題，目前美國每年由于交通擁擠造成的直接經(jīng)濟損失達 2370 億美元以上，而我國國內(nèi)百萬人以上的大城市每年由交通阻塞造成的直接間接經(jīng)濟損失約計 1600 億元以上，相當于國內(nèi)生產(chǎn)總值的 %。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的技術手段加以實現(xiàn)。 交 通對于社會的工業(yè)經(jīng)濟和人們的生活生產(chǎn)中有著十分重要的意義。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914年始安裝于紐約市 5號大街的一座高塔上。它由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。這是世界上最早的交通信號燈。但這一技術在 19世紀就已出現(xiàn)了。在人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們的出行都無時不刻與交通打著交道。 The countdown display。s life. Although to some extent, the traditional traffic light control system can meet the needs of mand intersection traffic, but with the enlargement of city scale, the original traffic light control systems