【正文】 。 //設(shè)置定時(shí)時(shí)間為50MS EA = 1。 //設(shè)置定時(shí)器為十六位工作方式 TH0 = (65536 50000)/256。 //允許外部中斷0 EX1 = 1。 //設(shè)置外部中斷1為低電平觸發(fā) IT0 = 0。 s4 = 20。 s2 = 10。 yellowflag = 0。 time = 5。 t = 0。 s = 1。y)。x) for(y=110。 for(x=z。 //中斷標(biāo)志位uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}。sbit wela=P2^6。uint time。在此向XX老師和XX同學(xué)表示深切的感謝和崇高的敬意，同時(shí)也對(duì)工程學(xué)院所提供的良好學(xué)術(shù)環(huán)境表示感激。本次設(shè)計(jì)的完成不僅僅是我一個(gè)人努力的結(jié)果，XX老師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中給予我很多的指導(dǎo)和提供了很多建設(shè)性的思路，特別是在我同時(shí)要上班、考試和做設(shè)計(jì)這繁忙的事務(wù)中，楊老師依然給了我很大的空間去完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，我自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、動(dòng)手能力和文檔撰寫(xiě)能力也得到了很大程度的提升。致 謝 首先，要感謝偉大的國(guó)家，如果沒(méi)有國(guó)家的穩(wěn)定，我也沒(méi)有機(jī)會(huì)在大學(xué)四年安然度過(guò)。單片機(jī)作為已經(jīng)發(fā)展了30年的成熟產(chǎn)品，很多優(yōu)勢(shì)正在逐漸失去，讓位于更加先進(jìn)的芯片解決方案。供電方案也采用了現(xiàn)在熱門(mén)的雙電源供電，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，從一定程度上解決了實(shí)際中可能出現(xiàn)的由于電源引發(fā)的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的時(shí)候主要是考慮到現(xiàn)有的條件，采用成熟度高的STC89C52作為CPU的解決方案，同時(shí)用LED燈和雙位數(shù)碼管作為顯示模塊，軟件則使用了移植性好的C語(yǔ)言。相對(duì)于其他解決方案來(lái)說(shuō)，單片機(jī)具有成本低廉，通用性高，維護(hù)簡(jiǎn)單，軟件靈活，成熟度高等優(yōu)勢(shì)。(c). 在未進(jìn)行任何的中斷和復(fù)位操作時(shí)，交通燈按照預(yù)定流程進(jìn)行，在高低峰兩個(gè)設(shè)定時(shí)段內(nèi)變化。 基本要求部分的測(cè)試與分析(a). 系統(tǒng)上電后，顯示交通燈基本狀態(tài)，按中斷按鍵，中斷正常，直接進(jìn)入S5狀態(tài)，按復(fù)位按鍵，整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位成功。(c). 檢查復(fù)位電路是否正常工作。經(jīng)處理問(wèn)題解決。 通電調(diào)試(a). 關(guān)掉交流電源開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量穩(wěn)壓輸出電壓，用12V電源直接接入7805輸入端。圖17 中斷系統(tǒng)5 系統(tǒng)調(diào)試 斷電調(diào)試為安全起見(jiàn)，防止硬件燒壞，首先進(jìn)行斷電調(diào)試，用萬(wàn)用表檢測(cè)系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，再檢查嚴(yán)原理是否正確，各個(gè)線(xiàn)路的電平是否正常。 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)高低峰方案和緊急方案的切換。而當(dāng)選用兩個(gè)二極管串聯(lián)時(shí)，假設(shè)二極管 處于截止?fàn)顟B(tài)，假設(shè)成立。此處選用雙二極管串聯(lián)工作原因是：當(dāng)選用一個(gè)時(shí)，圖16 主電源和備用電源切換功能電路假設(shè)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)二極管陰極電位為5V，陽(yáng)極電位為6V，所以電壓差為1V，此時(shí)二極管一定處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以假設(shè)不成立。單向?qū)щ娦允侵付O管的PN結(jié)加正向電壓時(shí)，電阻值很小，PN結(jié)導(dǎo)通；加反向電壓時(shí)，電阻值很大，PN結(jié)截止。主電源和備用電源的切換功能電路如圖16所示。圖15 交通燈演示系統(tǒng)電路圖備用電源存在的意義就在于，如果主電源一旦斷電的話(huà)能夠及時(shí)的提供系統(tǒng)所需要的電力，以保證整個(gè)系統(tǒng)在主電源斷電的時(shí)間內(nèi)依然能夠正常的工作。這個(gè)部分在主電源斷電時(shí)能夠幾乎瞬時(shí)的為系統(tǒng)提供電源，輸出電壓也是6V直流。這個(gè)部分為系統(tǒng)提供主要的供電，輸出電壓為5V直流。 雙電源供電電路供電電路由主電源和備用電源組成。紅綠燈功能電路主要是由各色的發(fā)光二極管和74HC573N驅(qū)動(dòng)模塊組成，控制信號(hào)跟數(shù)碼管一樣都是通過(guò)P1口進(jìn)行傳輸。倒計(jì)時(shí)電路負(fù)責(zé)的是顯示紅綠燈持續(xù)顯示的時(shí)間。交通燈演示系統(tǒng)電路圖如圖15所示。晶振結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。高級(jí)的精度更高。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。圖10 主程序流程圖圖11 系統(tǒng)總架構(gòu)圖圖12 STC89C52最小系統(tǒng)圖圖13 復(fù)位電路圖單片機(jī)復(fù)位后各寄存器的狀態(tài):A＝00H，表明累加器已被清零； PSW＝00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP＝07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM 07H字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫(xiě)入到08H單元中；PoP3＝FFH，表明已向各端口線(xiàn)寫(xiě)入1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出；IP＝00000B，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)；IE＝000000B，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷；時(shí)鐘電路如圖14所示。其中，復(fù)位電路如圖13。此電路由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、電源、復(fù)位電路4個(gè)組成部分組成。 單片機(jī)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)單片機(jī)主要是用于控制交通燈的演示系統(tǒng)，故只需要單片機(jī)最小系統(tǒng)即可完成。圖9 預(yù)定程序執(zhí)行方案流程圖 硬件設(shè)計(jì)部分根據(jù)本設(shè)計(jì)交通燈的模型和實(shí)現(xiàn)的功能，硬件部分可以分為以下兩個(gè)大的系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)、交通燈演示系統(tǒng)、雙電源供電系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)。預(yù)定程序執(zhí)行方案流程圖如圖9。在初期的軟件調(diào)試階段，Keil μVision會(huì)提供非常便利的環(huán)境。這款軟件支持眾多不同公司的MCS51架構(gòu)芯片，它集編輯、編譯、仿真為一體，同時(shí)還支持PLM、匯編和C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，界面友好、簡(jiǎn)單易學(xué)，在調(diào)試程序。綜合以上C 語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)在編程的時(shí)候選擇了C 語(yǔ)言。相較于C語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言的機(jī)器代碼生成效率很高但可讀性卻并不強(qiáng)，復(fù)雜一點(diǎn)的程序就更是難讀懂，而C 語(yǔ)言在大多數(shù)情況下其機(jī)器代碼生成效率和匯編語(yǔ)言相當(dāng)，但可讀性和可移植性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)匯編語(yǔ)言，而且C 語(yǔ)言還可以嵌入?yún)R編來(lái)解決高時(shí)效性的代碼編寫(xiě)問(wèn)題。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖8所示。在發(fā)生突發(fā)事件的時(shí)候啟動(dòng)緊急狀態(tài)S5，全部紅燈亮。高低峰時(shí)段狀態(tài)如表1所示。在高峰時(shí)段，采取增加主干道綠燈通行時(shí)間，減少次干道綠燈通行時(shí)間以最大限度的通過(guò)車(chē)輛。 高低峰分時(shí)管理機(jī)制本設(shè)計(jì)為提升交通燈系統(tǒng)效率，設(shè)置了高低峰分時(shí)管理機(jī)制。圖4 S2狀態(tài)示意圖圖5 S3狀態(tài)示意圖S5：全紅燈，緊急事件狀態(tài)。S4：西左轉(zhuǎn)北、東左轉(zhuǎn)南車(chē)輛通行，南北方向、東西方向、南左轉(zhuǎn)西、北左轉(zhuǎn)東車(chē)輛禁行，南北方向、東西方向人行道禁行。S3：南左轉(zhuǎn)西、北左轉(zhuǎn)東車(chē)輛通行，南北方向、東西方向、西左轉(zhuǎn)北、東左轉(zhuǎn)南車(chē)輛禁行，南北方向、東西方向人行道禁行。圖2 交通燈示意圖圖3 S1狀態(tài)示意圖S2：東西方向車(chē)輛通行，南北方向、南左轉(zhuǎn)到西、北左轉(zhuǎn)到東、西左轉(zhuǎn)北、東左轉(zhuǎn)南禁行，南北方向人行道通行、東西方向人行道禁行。現(xiàn)規(guī)定如下?tīng)顟B(tài)：S1：南北方向車(chē)輛通行，東西方向、南左轉(zhuǎn)到西、北左轉(zhuǎn)到東、西左轉(zhuǎn)北、東左轉(zhuǎn)南禁行，東西方向人行道通行、南北方向人行道禁行。 交通燈狀態(tài) 為方便說(shuō)明交通燈狀態(tài)，交通燈系統(tǒng)的示意圖如圖2所示。相位的意義在于在一個(gè)循環(huán)狀態(tài)周期內(nèi)，根據(jù)每個(gè)路口車(chē)流量大小可以分配適時(shí)適當(dāng)?shù)木G燈時(shí)間以保證時(shí)間的充分利用，保證車(chē)流大的干道可以通過(guò)足夠多的車(chē)輛，車(chē)流小的干道不用浪費(fèi)時(shí)間。 相位的概念為保證交通系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)性和公平性，本設(shè)計(jì)規(guī)定“相位”概念。缺點(diǎn)就是功能有限綜合考慮本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，在使用輸入的時(shí)候不需要過(guò)于復(fù)雜的功能，故采用方案二。方案二： 直接在I/O口線(xiàn)上接上按鍵開(kāi)關(guān)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：使用靈活可編程，并且有RAM,及計(jì)數(shù)器。這種方案既滿(mǎn)足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符，無(wú)法勝任功能需求。 顯示界面方案本設(shè)計(jì)涉及到倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能。本方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。3 方案比較、設(shè)計(jì)和論證 供電方案為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。(c). 探究全新的交通燈管理系統(tǒng)；(d). 建立不間斷電源在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的具體模型和電路結(jié)構(gòu)?？偟膩?lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)意義有如下4個(gè)方面：(a). 對(duì)單片機(jī)這一成熟的解決方案在交通燈領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)；(b). 探究分時(shí)管理系統(tǒng)在交通燈系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)分時(shí)管理系統(tǒng)的C語(yǔ)言算法進(jìn)行開(kāi)發(fā)。圖1 STC89C52管腳圖 課題意義使用單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的控制方案主要是考慮到其低廉的成本和易學(xué)易用的特性，相較于類(lèi)似ARM這類(lèi)性能更為強(qiáng)大的控制方案，單片機(jī)的性能并非其優(yōu)勢(shì)所在。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線(xiàn)系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。單片機(jī)經(jīng)過(guò)3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓低功耗。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。 單片機(jī)相關(guān)介紹單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線(xiàn)，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線(xiàn)而不能安全停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。1968年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。