【正文】 時，外電路可以不配置上拉電阻。 在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 線， I/O 接口線浪費(fèi)較大。這時，可將每個按鍵直接接在一根 I/O 接口線上，這種連接方式的鍵盤稱為獨(dú)立式鍵盤。 本設(shè)計(jì)中采用獨(dú)立式鍵盤。本系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式電路。單片機(jī)系統(tǒng)常用的晶振頻率有 6MHz、 、 12MHz。單片機(jī)的外部時鐘方式由外接時鐘源提供，頻率范圍較廣。單片機(jī)的工作流程，就是在系統(tǒng)時鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。本設(shè)計(jì)中復(fù)位方式采用上電∕按鍵手動復(fù)位方式。復(fù)位的作用是使中央處理器 CPU 以及其他功能部件都恢復(fù)到一個確定的初始狀態(tài) ,并從這個狀態(tài)重新開始工作。 （ 4） EAVPP ：片外 ROM 允許訪問端 /編程電源端。 （ 2） ALE PROG ：地址鎖存允許 /編程線。外接晶體引腳。 （ 2） XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。 89C51 單片機(jī)的外接晶體引腳有以下兩種： （ 1） XTAL1：片內(nèi)振蕩 器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘工作的輸入端。電源線。這 40 條引腳可分為 I/O 接口線、電源線、控制線、外接晶體線 4部分 .， 89C51 單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu) ,引腳如圖 所示。 89C51 單片機(jī)的引腳 89C51 單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu) ,即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的。 單片機(jī)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)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)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)。 （ 7）中斷系統(tǒng) AT89C51 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計(jì)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。 （ 5）并行輸入輸出 (I/O)口 AT89C51 共有 4組 8 位 I/O 口（ P0、 P P2 和 P3），用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 （ 3）存儲器 (ROM) AT89C51 共有 4KB 個 8 位掩膜 ROM，用于 存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 圖 總線結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在說明如下： （ 1）中央處理器 中央處理器 (CPU)是整個單 片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。通用外部設(shè)備室進(jìn)行人機(jī)對話的紐帶，包括鍵盤、顯示器等。 I/O 接口是單片機(jī)與外部被控制對象交換的信息通道，包括以下及部分?jǐn)?shù)字量 I/O 接口（頻率、脈沖等）、開關(guān)量 I/O接口（繼電器開關(guān)、五觸電開關(guān)、電磁閥等）、模擬量 I/O 接口（ A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換電路）。其中單片機(jī)是整個系統(tǒng)的核心部件，能運(yùn)行程序和處理數(shù)據(jù)。重新循環(huán)。 （ 6）綠燈倒計(jì)時時間，增加每次綠燈時間車流量檢測的功能，若檢測到車輛經(jīng)過，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲車流量的計(jì)數(shù)器加 1，并且通過查詢 和 端口的電平是否為低，當(dāng)開關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量，直到下一次綠燈時間重新 記入。 （ 5）紅燈倒計(jì)時時間，交通指示燈紅燈亮，當(dāng)有車輛闖紅燈時，單片機(jī)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)子程序，啟動蜂鳴器進(jìn)行報警，3S 后然后恢復(fù)正常。 （ 3）通過 8051 的 P1 口設(shè)置各個信號燈的燃亮?xí)r間，設(shè)置綠、紅時間分別為 60 秒、 80 秒循環(huán)由 8051 的 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。系統(tǒng)的總體框圖如圖 所示。 友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。在此過程中還要實(shí)時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達(dá)到對異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制的目的。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，加入了違規(guī)檢測電路和車流量檢測電路為單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)對此進(jìn)行具體處理，及時調(diào)整控制指揮，為了超越視覺指揮的局限性，同時接上蜂鳴器，在聽覺上加強(qiáng)了指揮提醒作用。 系統(tǒng)總框圖 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個功能模塊：單片機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤及狀態(tài)顯示、倒計(jì)時模塊、看門狗電路模塊、紅外對管檢測模塊等。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且 I/O口足夠，可直接采用獨(dú)立式。前者軟件編寫簡單，但在按鍵數(shù)量較多時特別浪費(fèi) I/O 口資源，一般用于按鍵數(shù)量少的系統(tǒng)。 （ 3）時間手動設(shè)置 除系統(tǒng)根據(jù)車流量自動控制調(diào)整，也可以通過鍵盤進(jìn)行手動設(shè)置，增加了人為的可控性，避免 自動故障和意外發(fā)生。紅燈時間和綠燈時間，是根據(jù)道口東西向和南北向的車流量，利用統(tǒng)計(jì)方法確定的。一般車流量檢測器采用傳感器 +單片機(jī) +外圍器件來實(shí)現(xiàn)。車輛檢測器作為智能交通系統(tǒng)的基本組成部分，在智能交通系統(tǒng)中占有重要的地位。倒計(jì)時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變的關(guān)鍵時刻做出復(fù)雜判斷的 1種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時間，幫助駕駛員在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。 （ 1）倒計(jì)時顯示 倒計(jì)時顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“通 過”兩者間作出合適的選擇。在該系統(tǒng)中由于單片機(jī)除了掃描 89C51 芯片外沒有太多的實(shí)時測控任務(wù)，故本設(shè)計(jì)中采用動態(tài)掃描方式。 方案二：采用 動態(tài)顯示。 靜態(tài)顯示由于占用較多的接口，在單片機(jī)設(shè)計(jì)中常采用串行擴(kuò)展來完成。由于本設(shè)計(jì)中的安全性要求較高，所以采用硬件看門狗方案。該方案可靠性高，不需要占用系統(tǒng)內(nèi)存。從實(shí)現(xiàn)角度上看，該方式是一種軟件與片外專用電路相結(jié)合的技術(shù)，硬件電路連接好后，在程序中適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┛撮T狗復(fù)位的指令，保證程序正 常運(yùn)行時看門狗不溢出。 方案二：采用硬件看門狗。但可靠性差，需要占用系統(tǒng)內(nèi)存。 軟件看門狗是利用單片機(jī)片內(nèi)閑置的定時器 /計(jì)數(shù)器單元作為看門狗，在單片機(jī)程序中適當(dāng)?shù)牟迦氡O(jiān)控指令，當(dāng) 程序出現(xiàn)異?；蜻M(jìn)入死循環(huán)時，利用軟件將程序計(jì)數(shù)器 PC 賦予初始值，強(qiáng)制性的使程序重新開始運(yùn)行。 看門狗保護(hù)方案 在單片機(jī)系統(tǒng)中，看門狗的設(shè)計(jì)一般采用硬件和軟件兩種方式。 獨(dú)立式鍵盤接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠但每個按鍵必須占用一跟 I/O 接口線， I/O 接口線浪費(fèi)較大，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息，可將按鍵直接在一根 I/O 接口線上，故只在按鍵數(shù)量不多時采用。 行列式鍵盤每條行線與列線在交叉處不直接相通，而是通過一個按鍵加以連接，當(dāng)按鍵較多時可采用行列式鍵盤以節(jié)省 I/O接口。 鍵盤控制方案 鍵盤分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤。東西方向車流大通行時間長。 （ 3）當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車輛禁止通過。時間為 60 秒。設(shè)東西道比南北道的車流量大，指示燈燃亮的方案見表 。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。本設(shè)計(jì)除了有紅、黃、綠信號燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能外，還增加了倒計(jì)時顯示提示，基于實(shí)際情況，又要求了對車流量檢測功能，“看門狗芯片”保護(hù)功能，違規(guī)檢測及處理、鍵盤可設(shè)置等強(qiáng)大功能，以方便人們的生活需求。到 90 年代中期，由于受到國外 ITS 研發(fā)的影響，政府部門也開始重視對 ITS 的研究。而在我國，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。之后，美國、英國、德國、日本、澳大利亞等多家相繼建成數(shù)字 電子計(jì)算機(jī)區(qū)域交通控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般還配備交通監(jiān)視系統(tǒng)組成交通管制中心。從 1868 年英國倫敦首次使用燃汽色燈信號以來，城市交通信號機(jī)由手動到自動，交通信號由固定周期到可變周期，系統(tǒng)控制方式由點(diǎn)控到面控，從無車輛檢測器到有車輛檢測器，經(jīng)歷了近百年的歷史。本設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)出一款良好的 交通燈控制系統(tǒng)來改善交通紊亂問題，目的性強(qiáng)，也具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。交通燈是城市交通中的重要指揮系統(tǒng)，它與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。道路擁擠、阻塞現(xiàn)象及交通事故常有發(fā)生。 green time of traffic flow can be detected by doubledigit digital display. This system is practical, simple and strong extensions. Keywords: Single chip microputer Raffic light Running a red light Detection of traffic 前 言 交通運(yùn)輸是城市功能活動的命脈，它直接影響社會經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)與生活的各個方面。 car runs a red light to alarm。 traffic light cycle lights, countdown 5 seconds left when the yellow light flashing warning (traffic signal through the PA port output, display the time directly through the 825539。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。交通信號燈控制方式很多。 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 十字路口交通燈控制 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者姓名： 專業(yè)名稱：電氣工程及其自動化 指導(dǎo)老師： 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。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。那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。本系統(tǒng) 采用 MSC51系列單片機(jī) ATSC51和可編程并行 I/O接口芯片 8255A為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過 AT89C51 芯片的 P1 口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時剩 5秒時黃燈閃爍警示（交通燈信號通過 PA 口輸出，顯示時間直接通過 8255 的 PC 口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報警；通過設(shè)置“看門狗電路”來防止單片機(jī)死機(jī)，提高單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾性；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) 交通燈 闖紅燈 檢測車流量 Abstract With the rapid development of science and technology in recent years, the application of MCU is a growing, while driving more traditional control detection technology updates. In realtime detection and automatic control of microputer application system, the microcontroller is often used as a core ponent, only the microcontroller is not enough knowledge, but also according to the specific bination of hardware architecture of hardware and software, to be improved. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealers lane, one pedestrian and orderly. Then rely on to achieve this discipline of the order it? Is the traffic lights by the automatic control system. Many traffic lights control. This system uses the MSC51 Series MCU ATSC51 and programmable parallel I/O interface chip 8255Acentered design of traffic light controller device to realize the actual traffic flow according to the P1 port through AT89C51 to set the red, green brighten time function。s PC port to doubledigit LED output)。 by setting the gatekeeper dog circuit to prevent crashes MCU, MCU system to improve noise immunity。我國機(jī)動車輛發(fā)展迅速，而城鎮(zhèn)道路建設(shè)由于歷史等各種原因相對滯后。如何利用當(dāng)今自動控制技術(shù)，有效地疏導(dǎo)交通，提高城鎮(zhèn)交通路口的通行能力，提高車輛速度