【正文】 光二極管顯示字段的 51單片機(jī)輸出設(shè)備， LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單。當(dāng)主控芯片與受控設(shè)備之間需要實(shí)現(xiàn)雙向異步通信時，自然就得選用雙向的八路緩沖器了， 74HC245就是面向這種需求的。 本設(shè)計中使用 74HC245用于實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)總線 的雙向異步通信。 第 10腳 GND，邏輯地。 第 1118腳 “B”信號輸入輸出端，功能與 “A”端一樣，不再描述。 第 29腳 “A”信號輸入輸出端， A0=B0， A7=B7， A0與 B0是一組，如果DIR=“1”O(jiān)E=“0”則 A1輸入 B1輸出，其它類同。電壓工作范圍： 3V~5V。 74HC245 總線收發(fā)器 74HC245 是一種典型的 CMOS 型三態(tài)緩沖門電路，雙向三態(tài)輸出，八線雙向收發(fā)器。其中兩個瓷片電容起微調(diào)作用。該電容的大小影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。單片機(jī)芯片的18 腳、 19 腳分別為片內(nèi)反向放大器的輸出端和輸入端，只要在 18 腳（ XTAL2）和 19 腳 (XTAL1)之間接上一個 12MHz 的晶振，再加上 2 個 30pF 的瓷片電容即可構(gòu)成單片機(jī)所需的時鐘電路。在執(zhí)行指令時， CPU 首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼， 然后譯碼，并由時序電路產(chǎn)生 19 一系列控制信號去完成指令所規(guī)定操作。 C 310 ufR 110 kr e se t 圖 34 復(fù)位電路圖 時鐘電路的設(shè)計 時鐘電路用于產(chǎn)生 MCS51 單片機(jī)工作時所必須的時鐘控制信號。 STC89C51 單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，信號從 RST 引腳輸入，高電平有效，只要保持 RST 引腳高電平 2 個機(jī)器周期，單片機(jī)就能正常復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)在開機(jī)時或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位 18 時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)STC89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。 RST：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平為單片機(jī)復(fù)位。在 Flash編程和校驗(yàn)時， P3 口也接收一些控制信號。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi) 部電阻的原因，將輸出電流。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。在使用 8 位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。而作為輸入 使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 引腳號第二功能： ： T29（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入） ,時鐘輸出； ： T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制）； ： MOSI（在線系統(tǒng)編程用）； ： MISO（在線系統(tǒng)編程用）； ： SCK（在線系統(tǒng)編程用）； P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體 如下所示。 而在 Flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)，在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。而訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù) 用。 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。當(dāng) CPU 控制系統(tǒng)與外部設(shè)備交換信息時，都是通過端口鎖存器進(jìn)行的。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作暫停，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 PC數(shù)據(jù)存儲器 R A M定時器 / 計數(shù)器 T 0 TIC PU并行 I / O 口 串行口 中斷系統(tǒng)A C CB 寄存器PSW... 振蕩器程序存儲器 RMX T A L 1 X T A L 2R E SE T E A A L EPS E N程序計數(shù)器特殊功能寄存器 P 1P 0 P 3P 2 串行通信 中斷輸入V ccV ss 圖 32 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 STC89C51 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其有以下主要優(yōu)點(diǎn)： 單片機(jī) 89C51 信號燈發(fā)光二極管 時間 顯示 LED 數(shù)碼管 復(fù)位電路 按鍵 74HC245 14 高速，高可靠；低功耗 ,超低價；加密性強(qiáng)，無法解密；強(qiáng)抗靜電，強(qiáng)抗干擾。 主控模塊設(shè)計 主控模塊是對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，是整個系統(tǒng)的 “大腦 ”，在本次設(shè)計中，采用 STC89C51 作為主控芯片。 圖 31 硬件結(jié)構(gòu)圖 按鍵主要是用來設(shè)置各信號燈燃亮的模式和時間， 74HC245 用來驅(qū)動 8 段LED 數(shù) 碼管顯示時間，用發(fā)光二極管模擬信號燈。通過 89C51 的 P3口輸入到系統(tǒng)； （ 2）通過 89C51 單片機(jī)的 P0 口向驅(qū)動電 路的數(shù)據(jù)口傳送信息，再由驅(qū)動 單片機(jī) 紅黃綠信號燈 8 段 LED 數(shù)碼管 復(fù)位電路 最小系統(tǒng)外圍接口 按鍵控制 驅(qū)動顯示 12 電路驅(qū)動 LED 數(shù)碼管顯示倒計時的時間； （ 3）通過 89C51 單片機(jī)的 P2 口顯示紅、黃、綠三色燈的燃亮?xí)r間 。按鍵設(shè)置模塊可對系統(tǒng)輸入模式進(jìn)行選擇及設(shè)置具體通行時間。 圖 21 系統(tǒng)的總體框圖 單片機(jī)設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機(jī)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。 系統(tǒng)總框圖 本設(shè)計以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計。并設(shè)定黃燈常亮（深夜模式）、禁行、東西通行、南北通行、切換多種燃亮模式，最后實(shí)現(xiàn)燃亮?xí)r間可調(diào)的功能。用數(shù)碼管顯示各燈燃亮倒計時時間。使其能模仿城市十字路口交通燈的能力，并滿足對特殊情況的控制要求。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。本系統(tǒng)采用 STC89C51單片機(jī)以及單片機(jī)最小系統(tǒng)和三極管驅(qū)動電路以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件，設(shè)計一個基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計?？康木褪墙煌ㄐ盘枱舻淖詣又笓]系統(tǒng)。在實(shí)時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。通過按鍵進(jìn)行對交通控制系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)增減數(shù)碼管倒計時時間、南北通行、東西通行和全路禁行等功能。交通燈控制系統(tǒng)為解決這些問題起到重要的作用。 10 2 總體設(shè)計方案 設(shè)計思路 交通燈是城市交通的重要指揮系統(tǒng)，與人們的日常生活密切相關(guān)。 智能交通系統(tǒng)是指人們將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個運(yùn)輸體系中，從而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。合理解決混合交通流問題 :實(shí)現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制 :對于小型的路口 ,應(yīng)研制并設(shè)計能夠?qū)煌髁窟M(jìn)行監(jiān)控的交通信號燈系統(tǒng)。為了解決上述問 題，我國的交通燈控制系統(tǒng)需要進(jìn)行的改進(jìn)主要包括：完善交通燈控制系統(tǒng)的實(shí)時性 。這些交通信號燈控制系統(tǒng)暫時雖然獲得較好的效果，對其交通起到了一定的作用。 在北京和上海等大城市，采用簡易單點(diǎn)的信號燈，并與國外的幾個交通燈控制系統(tǒng)相結(jié)合使用，但對于西安、成都等中小城市，主要采用的仍然是簡易單點(diǎn)信號燈以及與集中協(xié)調(diào)式的信號燈。交通控制燈是我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕煌刂圃O(shè)施，安裝在各個交叉路口，在疏導(dǎo)車輛通行中有著很重要的意義。 交通控制和管理性能方面通常是評估一些重要的屬性，例如：成本、時間、可靠性和安全性。 交通問題造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)研究報道，美國每年因交通阻塞造成的經(jīng)濟(jì)損失約 410 億美元，日木東京每年因交通擁擠造成的時間損失相當(dāng)于 1000多億美元。交通擁擠造成了巨大的時間浪費(fèi)，加大了環(huán)境污染。交通安全已經(jīng)成為一個波及社會各個部門的全球性問題。據(jù)估計，全世界每年約有 120 萬人死于道路交通事故，受傷者多達(dá) 5000 萬人。 交通安全問題不僅僅是交通領(lǐng)域的問題，它的嚴(yán)重程度已經(jīng)成為社會問題。因道路交通傷害引起的 85%的死亡以及 90%的傷殘調(diào)整壽命年 發(fā)生在中、低收入國 8 家。 對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。對于拓寬道路，投資甚多，且征用土地在城市中難于實(shí)現(xiàn)，因此改善道路交通設(shè)施，提高現(xiàn)有道路的利用率不失為解決道路擁塞比較好的方案。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和城市化的迅速發(fā)展，城市交通堵塞問題越來越嚴(yán)重，而街道各十字路口，又是車輛通行的瓶頸所在。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、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。 交通燈控制器的研究意義 交通是城市經(jīng)濟(jì)活動的命脈，對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。智能交通燈的管理比重修一條馬路無論在經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行速率上都有 很好的效益、更加節(jié)約資源。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時也減小了工作人員的勞動強(qiáng)度。由于生活水平的提高，人們對交通運(yùn)輸?shù)陌踩约胺?wù)水平提出了更高的要求。道路擁 7 擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來越大，并一直保持大比例的增長。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行道的行人優(yōu)先通行。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)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(dāng)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。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號大街的一座高塔上。 1869 年 1 月 2 日，煤 氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。 1868 年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的扳手式信號燈，用以指揮車馬通行。s concern. The relations coordination of People， cars and the road has bee one of the important issues that the traffic management department needs to solve. So, it has increasingly bee major problems of the traffic transportation management and the urban planning departments to solve that how to take the suitable control method to make the best use of urban freeway which has consumed manpower and material resources, and to relieve traffic congestion of the main roadramp, and the surrounding areas of urban. According to realtime monitoring crossroads of northsouth and eastwest traffic, this system design of a traffic light controller based on STC89C51 microcontroller, using digital tube LED and a set of red and green light will consume time function, traffic light cyc