【正文】 儲器時，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號， PC 的16 位地址數(shù)據(jù)將 出現(xiàn)在 PO 和 P2 口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上， CPU讀入并執(zhí)行。更有一個特點，當(dāng)訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。 當(dāng)訪問外部程序存儲器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 3． 3 8031 引腳結(jié)構(gòu) 803l 的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位也可是以手動復(fù)位 。初始 化后，程序計數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清“ 0”。引腳的功能如圖 3． 3 所示。 MCS 一 5l 系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3． 2 所示。 單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu) ，另一種采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 8031具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷，兩個定時／計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。有 4 個并行輸入輸出口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 定時 /計數(shù)器 (ROM)。 803l 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放結(jié)果或用戶定義的字型表。 803l 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總路線、地址 總線和控制總線等三大總線 。單片機 805I 就是一個完整的計算機。因 MCS 一 51 單片機可兼容，這里以 8031 為例加以介紹。 MCS． 5l 單片機具有以下特點，使其在工業(yè)控制中可得到可廣泛的應(yīng)用。． (5)處理功能強，速度高 MCS． 51 單片機指令系統(tǒng)中有加減乘除及各邏輯運算和轉(zhuǎn)移指令，還具有位操作功能，這在檢測控制中 特別有用。 (3)系統(tǒng)擴展方便 MCS 一 5 l 具有外擴到 64K 字節(jié)程序存儲和 64K 字節(jié)的外部 RAM 和 I／ O 口的能力，當(dāng) MCS． 51 芯片內(nèi)部 RAM 和芯片本身的 I／ O 口線不夠用時，即可進(jìn)行系統(tǒng)擴展。 3． 3． 1 MSC． 51 芯片簡介 MCS． 51 單片機是國內(nèi)外成型的單片微型計算機，采用三總線結(jié)構(gòu)可擴展它有如下特點： (1)集成度高 MCS． 51 單片機的典型代表產(chǎn)品為 8031， 803l 芯片內(nèi)部包含了 128 字節(jié)的RAM， 4 個 8 位并行 I／ O 口， 1 個全雙工的串行口， 2 個 16 位的定時器、 計數(shù)器，以及一個處理功通用很強大中央處理器，但片內(nèi)無程序存儲器。因些，單片機只需要和適當(dāng) 軟件及外部設(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。采用中斷方式可大節(jié)省 CPU的時間當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時， EOC 發(fā)出一個脈沖向單片機提出中斷申請，單片機響應(yīng)中斷請求，由外部中斷 l 的中斷服務(wù)程序讀 A／ D，并啟動 ADC0809 的下一次轉(zhuǎn)換，外部中斷 l采用跳沿觸發(fā)方式。 下面的程序是采用軟件延時的方式，分別對 8 路模擬信號輪流采樣 1 次， 并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存的數(shù)據(jù)存儲區(qū)的轉(zhuǎn)換程序。將 P2． 7 引腳信號控制 ADC 的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動，由于 ALE 和 STRAT 連在一起，因此 ADC0809在鎖存通道地址的同時，啟動并進(jìn)行轉(zhuǎn) 換。由于 ADC0809 具有輸出三態(tài)鎖存器，其 8 位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。 (1)查詢方式 ADC0809 可利用 MCS． 51 單片機提供的地址鎖存器允許信號 ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器 2 分頻后獲得， ALE 引腳的頻率是 MCS． 5l 單片機時鐘頻率的 1／ 6(但要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將少 1 個 ALE 脈沖 )。傳偷一開始， MD 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)據(jù)就可以從輸出寄存器經(jīng)過 DMA 中的數(shù)據(jù)經(jīng)過 DMA 中的數(shù)據(jù)寄存器直接傳偷到主存儲器，因而不受程序的限制。中斷控制方式效率高，所以特別適合變換時間較長的 ADC0809。 中斷控制方式是在啟動信號送到 ADC0809 之后，單片機執(zhí)行別的程序。 由上述可見，用單片機控制 ADC0809 時，可采用查詢和中斷控制兩種方法。 3． 2． 3 MCS． 5 1 與 ADC0809的接口 單片機控制 ADC0809 的工作過程是首先用指令先選 ADC0809 的一個模擬輸入通道，當(dāng)執(zhí)行 MOVXDPTR， A 時，單片機的 WR 信號有效，從而產(chǎn)生一個 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 啟動信號，給 ADC0809 的 STRAT 引腳送入脈沖，開始對選中通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。片內(nèi)帶有鎖存功能的 8 路選 l 的模擬開關(guān)，由 C、 B、 A 引腳的編碼來決定的通道。 3． 2． 1 ADC0809 引腳及功能 ADC0809 是一種逐次比較式 8 路模擬輸入， 8 位數(shù)字輸出的 A／ D 轉(zhuǎn)換器，其引腳如圖 3． 1 所示。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 8 信號轉(zhuǎn)換部分的設(shè)計 由于傳感器輸出信號是模擬信號，而單片機接收的是數(shù)字信號，從而需要在兩者之間加上信號轉(zhuǎn)換線路。這些工作全部由單片機完成。反之，進(jìn)入 b 方向綠燈時長程序。若二者相等則按一定時間間隔交替導(dǎo)通。 設(shè)計車流量傳感器，一個對準(zhǔn)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(xué)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(jìn)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。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 7 第 3 章 硬件電路設(shè)計 本系統(tǒng)電路的組成和原理 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)信息韻采集和轉(zhuǎn)換部分； (2)單片機自動控制部分； (3)顯示部分。 智能控制系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)功 能、組織功能。 (5)智能控制具有總體自尋優(yōu)特點。 (4)智能控制器具有變結(jié)構(gòu)特點。 (3)智能控制器具有非線性。要實現(xiàn)此任務(wù)需要采用符號信息處理，啟發(fā)式腦思維接近。復(fù)雜的大系統(tǒng)中，通常采用任務(wù)分塊 ， 控制分散方式。 (2)智能控制器具有分層信息處理和決策機構(gòu)。它適用于含有復(fù)雜性，不完全性，模糊性，不確定性和不存在己知算法的生產(chǎn)過程。它將認(rèn)知系統(tǒng)研究的結(jié)果與常規(guī)的系統(tǒng)控制方法加以有機的結(jié)合，實現(xiàn)規(guī)劃、決策、學(xué)習(xí)等智能功能。但信號周期一般不應(yīng)超過 200s，這是因為還需考慮其他相位上的車輛，周期過長容易使司機心理上變得急躁，發(fā)生不遵守交通規(guī)則強行并線或闖紅燈等情況。根據(jù)經(jīng)驗，在實際的信號控制中，當(dāng)某一相位上的排隊長度較短時，所分配的綠燈時間就會短些，但一般不宜短于 15s，否則時 間太短容易造成車輛來不及通過路口，從而帶來安全隱患。對一個十字路口實行四相位信號控制的情況 ， 分別是 南北直行、南北左轉(zhuǎn)、東西直行、東西左轉(zhuǎn)，四個相位按照順序依次循環(huán) 。 2． 6 單交叉路口多相位交通信號的控制方案 在日常生活中，最常見的路口是十字路口。數(shù)據(jù)采集采用模糊的方法。 以上方法采集的數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確，但對于交通路口來講相對相位的兩個路口車輛相差一定數(shù)輛以下對紅綠燈的時間不會有太大的要求。而車流量與紅綠燈時長關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的建立是十分困難的。不管采用哪種方法都是要得到某一方向上具體的車流量數(shù)值。攝像機獲取交通流圖像，傳輸?shù)接嬎阒行暮螅ㄟ^模數(shù)轉(zhuǎn)換，將圖像輸入計算機，采集軟件實時處理圖像并輸出結(jié)果。 理論上車輛跟蹤法比虛擬線圈法更為嚴(yán)謹(jǐn)，可獲得更多、更全面的車流信息，但該方法在提取特征、跟蹤特征上具有一定的難度。但 丟失了車輛長度、運動軌跡等特征，不能充分利用圖像信息。用戶在圖像上定義檢測線位置，系統(tǒng)通過計算檢測線變化強度來判斷車輛的經(jīng)過，從而計算交通參數(shù)。 目前己有不少視頻檢測產(chǎn)品，按工作原理可分為虛擬線圈法和車輛跟蹤法，可根據(jù)對交通流參數(shù)的不同要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測手段。 基于圖像識別技術(shù)的交通參數(shù)視頻檢測方法是一種非接觸式的檢測方法，它利用數(shù)字圖像識別技術(shù)，對用高速攝像機拍攝的交通現(xiàn)場畫面進(jìn)行處理，獲得被檢測車道上的車型、車速、車流量等交通參數(shù)，為交通控制和管理提供準(zhǔn) 確的交通流數(shù)據(jù)，從而更有效地進(jìn)行交通控制和管理。隨著信息技術(shù)的長足進(jìn)步，交通流檢測技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。一方面，當(dāng)前智能控制已成為交通信號控制發(fā)展的一個必然方向；另一方面，線控和面控的基礎(chǔ)都是單交叉路 V： I，如果單交叉路口得不到有效控制，干線或整個區(qū)域也無法提高通行效 率。感應(yīng)控制是某相位的綠時根據(jù)車流量的變化而改變，其車流量由安裝在平面交叉口的各種車輛監(jiān)測器測量。定時控制是交通信號按預(yù)先設(shè)定的配時方案運行，配時的依據(jù)是交通量 的歷史數(shù)據(jù) 。面控是對城市某個區(qū)域內(nèi)一個以上的平面交叉口進(jìn)行信號控制，控制方案相互協(xié)調(diào)，使得在該區(qū) 域內(nèi)某種指標(biāo)，如總的停車數(shù)、所需時間、耗油量等最小。點控是對城市道路平面 交叉口的交通信號進(jìn)行獨立控制，不考慮與相鄰路口的協(xié)調(diào)關(guān)系，控制目的是盡可能減少該路口的行車延誤。 各類交叉口中， T 形路口和 Y 形路口的通行效率不高，多交叉形路口交通組織復(fù)雜，所以應(yīng)盡量避免使用。正是由于這些交叉路口的存在，才形成了四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)，而平面交叉路口又往往是事故高發(fā)地帶。 (5)綠信比 綠信比是一個信號相位的有效綠燈 時長與周期時長之比 。 (3)相位 在一個周期內(nèi)，平面交叉口上某一方向或幾個方向的交通流所獲得的通行權(quán)稱為相位，一個周期內(nèi)有幾個信號相位，就稱該信號系統(tǒng)為幾相位系統(tǒng)。 (2)周期 用于指揮交通的信號總是一步 一 步循環(huán)變化的，一個循環(huán)由有限個步構(gòu)成。步持續(xù)的時間稱為步長。 交通信號控制的基本參數(shù) (1)步與步長 當(dāng)進(jìn)行交通信號燈控制時，這些燈色中的某些將被點亮。具體規(guī)定如下： (1)綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛、行人通行； (2)黃燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和進(jìn)入人行橫道的行人可以繼續(xù)通行； (3)紅燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行； (4)綠色箭頭燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛按照箭頭所示方向通行； (5)黃燈閃爍時，車輛、行人須在確保安全的原則下通行。世界各國對交通信號燈的各種燈色含義都有明確規(guī)定，其規(guī)則基本相同。如何賦予單路口控制方式一些新的策略，使之對于大量的交叉口進(jìn) 行行之有效的控制，最大限度的提高其通行能力及安全，對解決我國目前城市交通有著非 ?，F(xiàn)實的意義，也可為協(xié)調(diào)控制的研究提供幫助 。 我國城市建設(shè)資金短缺，而協(xié)調(diào)控制一般投資較大，這就限制了其使用。 交叉口是組成城市道路網(wǎng)的基本單元，城市交通控制分為單交叉口控制和多交叉口協(xié)調(diào)控制，并非前者比后者控制效果好，他們各有自己的適用范圍。 城市交通信號控制是通過對交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo) 以達(dá)到改善人和貨物的安全運輸，提高運營效率。汽車在給人們帶來便利的同時，也帶來了一系列令人困惑的問題，如環(huán)境污染、交通擁擠、 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 2 交通事故頻繁發(fā)生，給人們的生命和財產(chǎn)帶來了很大的損失。 智能交通燈研究的意義 交通是城市經(jīng)濟活動的命脈，對城市經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。因此，近幾年來世界各國都競 相投資 ITS 的研發(fā)和應(yīng)用。因此，在有限的道路條件下，提高 交通控制和管理水平合理使用現(xiàn)有的交通設(shè)施，充分發(fā)揮其能力 i 是解決交通問題有效方法 智能交通燈是智能交通領(lǐng)域的一個分支。 顯然，解決上訴問題最直接和最有效的方法是修建更多的路橋以提高路網(wǎng)的通行能力。我國國內(nèi)百萬人口以上的大城市，每年由于交通帶來的直接和間接經(jīng)濟損失達(dá) 1600 億元，相當(dāng)于國內(nèi)生產(chǎn)總值的3． 2％。日本全國每年由于交通擁擠所造成的經(jīng)濟損失高達(dá) 12 兆 3 千億日元 (合人民幣 9000 多億元 )。amc light of crossroad in urban traffic is automatic，the alternative switch ofred and green trafjfic light is timed， bywhich the interval time ofswitching is changeless． It is not suitable for practice． Because， when there is a big difference of eastwest and northsouth’S vehicle flow,if tumon time is di