【正文】 本次設(shè)計(jì)用一種手動(dòng)的操作方式，即車流量的檢測(cè)電路用撥斷開(kāi)關(guān)代替。圖31基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)電路圖為了達(dá)到對(duì)紅綠燈的時(shí)間控制，需要對(duì)道路上的車流量進(jìn)行檢測(cè)。每滿一個(gè)狀態(tài)循環(huán)周期，若為自動(dòng)模式，則須將檢測(cè)到的車流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個(gè)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(shí)間，以達(dá)到自動(dòng)控制的目的。時(shí)間到達(dá)一個(gè)狀態(tài)所要全部時(shí)間，則要進(jìn)行下一狀態(tài)判斷及銜接，并裝入次狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時(shí)間值，當(dāng)然，還要開(kāi)啟兩個(gè)外部中斷，其一為違規(guī)信號(hào)或禁停信號(hào)輸入，一旦信號(hào)有效，中斷開(kāi)始，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，開(kāi)啟蜂鳴器禁止全部通行，當(dāng)按下F鍵，中斷結(jié)束返回。其實(shí)這個(gè)過(guò)程就是將存儲(chǔ)時(shí)間值的寄存器進(jìn)行設(shè)置，以及標(biāo)志是否要進(jìn)行車流量檢測(cè)及調(diào)整。系統(tǒng)上電或手動(dòng)復(fù)位之后，系統(tǒng)等待模式選擇設(shè)置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時(shí)間自動(dòng)和紅綠燈時(shí)間設(shè)置。系統(tǒng)硬件電路由車流量檢測(cè)電路、單片機(jī)、違規(guī)檢測(cè)電路，狀態(tài)燈，LED顯示，按鍵，蜂鳴器組成。第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)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)紅黃綠信號(hào)燈8級(jí)LED數(shù)碼管顯示車流量傳感器最小系統(tǒng)外圍接口按鍵控制蜂鳴器 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)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。現(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。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。下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：表21交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)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1100東西黃燈0001東西綠燈0010南北紅燈0011南北綠燈1000南北黃燈0100東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個(gè)，在任一個(gè)路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。※南北方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)2秒。※南北方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。※東西方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)2秒。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開(kāi)始變換，直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀1，周而復(fù)始，即如圖（圖21）所示：直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀態(tài)1，通過(guò)具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個(gè)狀態(tài)歸納如下：圖21交通狀態(tài)※東西方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。其具體狀態(tài)如下圖所示?？刂破鞴δ懿考ǔ绦蛴?jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、定時(shí)控制邏輯電路CU、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR、堆棧指針SP及時(shí)鐘電路等。 ③.4KB片內(nèi) 程序存儲(chǔ)器ROM或EPROM8051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：特殊功能寄存器SFR0F0H SFR可尋址區(qū)0E0H 0D0H0C8H0B8H0B0H0A8H0A0H98H90H88H80H0FFH80H7FH30H2FH20H1FH00H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)R7R0 3組（8字節(jié)）2組1組0組圖11片內(nèi)特殊存儲(chǔ)器分布圖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、 PP2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）除去圖中的存儲(chǔ)電路和I/O部件，剩下的是CPU，它可以分為運(yùn)算器和控制器兩部分。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。（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。回到宿舍，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?！‰S著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第