【正文】 .. 24 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ..................................................................................................... 24 系統(tǒng)總體調(diào)試 ..................................................................................................... 25 結(jié)論 ............................................................................................................................. 27 致謝 ............................................................................................................................. 28 參考文獻 ........................................................................................................................ I 附錄 1 元器件清單 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 我設(shè)計的 交通燈控制 系統(tǒng)可以較好的模擬十字路口出現(xiàn)的 交通 狀況， 使行人和車輛能有序的通行。該系統(tǒng)不僅僅具有交通燈的基本功能還有倒計時，還可以通過按鍵 在緊急事件中設(shè)置為四個方向都為紅燈的緊急模式，也可以通過按鍵在夜晚設(shè)置為四個方向都為黃燈的夜間模式。通過單片機芯片 STC89C51 的RXD 和 TXD 控制數(shù)碼管的顯示時間。 在論文 中 我使用單片機 STC89C51 作為主控單元。 I 基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設(shè) 計 I 摘 要 當(dāng)你路過一個十字路口時，你是否注意到各個方向車輛和行人有有條不紊的通過十字路口。這樣井然有序的情境靠什么來實現(xiàn)的呢？靠的是交通燈控制系統(tǒng)。通過單片機芯片 STC89C51 的 P1 口和P2 口分別控制東西方向和南北方向紅黃綠燈的點亮。采用發(fā)光二極管來實現(xiàn)交通燈的點亮，由數(shù)碼管實現(xiàn)時間的顯示。當(dāng)然也可以通過按鍵來設(shè)置交通燈的倒計時時間，使系統(tǒng)更加符合實際 交通 情況。我設(shè)計的 系統(tǒng) 成本低， 操作簡單，性能穩(wěn)定，實用性較強。 附錄 2 總體電路原理圖、 PCB ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 緒 論 國內(nèi)外交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代社會對交通運輸?shù)娜遮呉蕾?，交?控制 系統(tǒng)受到普遍的重視。 一般的交通控制 系統(tǒng)中，大部分在路口裝有車輛檢測器，由各路口的控制設(shè)備或 著 工作人員將交通控制參數(shù)通過電話線、電纜、光纖或無線網(wǎng)絡(luò)等方式輸入到微處理器，用小型計算機控制。在這些發(fā)展中，除了新設(shè)備的應(yīng)用外，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、存儲與發(fā)送等技術(shù)的發(fā)展也起了關(guān)鍵的作用。 從而造就了 道路的通行能力遠 低于設(shè)計 時候所預(yù)期的 要求 并 且波動性 比較 大 ， 交通事故發(fā)生率高等問題。但是，過不了多久加寬的道路又陷入了擁擠。 由于加寬道路不能從根本上解決擁擠的城市交通問題，所以就開始尋求新的解決方法。現(xiàn)如今國內(nèi)外開發(fā)了許多交通控制系統(tǒng)為緩解交通壓力做出了突出貢獻。經(jīng)過這么多年的實踐研究和探索，人們相信智能控制是緩解城市交通問題的強力工 具。 設(shè)計過程包括硬件電路和程序兩大 部分。 單片機開 發(fā)中 不僅僅有硬件設(shè)計 同樣 需要 軟件 編程 ， 我設(shè)計的系統(tǒng) 用 軟件 Keil 來進行 程序 的 編程 。 并 且還需要 自己具有 基本的 C基礎(chǔ)和 應(yīng)有的 思維能力 以及比 較強的邏輯能力。通過交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計，使我對 C語言的編程有更深層次的認(rèn)識，同時將理論同社會實踐有效的結(jié)合一起，提高了自己的動手能力和思考能力 。 總體設(shè)計框圖如圖 11所示： 圖 11 方案一設(shè)計框圖 方案二： 采用 STC89C51 單 片機為控制器，采用 2 段 數(shù)碼管作為倒計時顯示；車道指示燈采用三色發(fā)光二極管， LED 顯示采用動態(tài)掃描， 用來 節(jié)省端口 [2]。 本方案中芯片 端口剛好滿足要求。這種方案設(shè)計 端口和硬件的需求最少， 但 是 亮度太暗，所以較少采用。 功能概述 在東西方向和南北方向的十字路口 分別設(shè)立 紅黃綠交通指示燈， 用數(shù)碼管倒計時顯示 。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行，每次綠燈變紅燈前，黃燈亮 5秒，方便那些未能及時通過十字路口的車輛 能繼續(xù)通過 。本 設(shè)計也考慮到緊急情況，當(dāng)按下緊急模式按鍵后，四個方向紅燈都會常亮。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 交通燈控制系統(tǒng)組成 ATC89C51 芯片 選用的 ATC89C51 與同系列的 AT89C51 在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實現(xiàn)在線的編程。其主要功能列舉如下 : （ 1） 為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機 （ 2） 內(nèi)部具有時鐘振蕩器 （ 3） 內(nèi)部程式存儲器（ ROM）為 4KB （ 4） 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）為 128B （ 5） 外部程序存儲器可擴充至 64KB （ 6） 外部數(shù)據(jù)存儲器可擴充至 64KB （ 7） 32 條雙向輸入輸出線，且每條均 可以單獨做 I/O 的控制 （ 8） 5 個中斷向量源 （ 9） 2 組獨立的 16 位定時器 （ 10） 1 個全雙工串行通信端口 （ 11） 單芯片提供位邏輯運算指令 ATC89C51 各引腳功能介紹 ： 如圖 21 圖 21 ATC89C51芯片 VCC： ATC89C51 電源正端輸入，接 +5V。 XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸入端。 RESET： AT89S51 的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平 提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。因此在 8031 及 8032 中， EA 引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。此外，在將程序代碼燒錄至 8751 內(nèi)部 EPROM 時，可以利用此引腳來輸入 21V 的燒錄高壓（ Vpp）。 ATAT89S51 可以利用這個引腳來觸發(fā)外部的 8位鎖存器（如 74LS373），將端口 0的地址總線（ A0～ A7）鎖進鎖存器中，因為 ATAT89S51 是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。此外在燒錄 8751 程序代碼 時，此引腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。 ATAT89S51 可以利用 PSEN 及 RD 引腳分別啟用存在外部的 RAM與 EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用 64K 的定址范圍。其他三個I/O端口（ P P P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0在當(dāng)作 I/O 用時可以推動 8個 LS 的 TTL 負(fù)載。設(shè)計者必須外加一個鎖存器將端口 0送出的地址鎖住成為 A0～ A7，再配合端口 2所送出的 A8～ A15 合成一組完整的 16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲器空間。 P2 除了當(dāng)作一般 I/O 端口使用外，若是在 ATAT89S51擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個時候 P2 便不能當(dāng)作 I/O 來使用了。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當(dāng)作定時器 2 的外部脈沖輸入腳，而 可以有 T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。 其引腳分配如下： ： RXD，串行通信輸入。 ： INT0，外部中斷 0 輸入。 ： T0，計時計數(shù)器 0 輸入。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。 交通燈控制系統(tǒng)構(gòu)成 電路板一塊，芯片 ATC89C51 一 片 ， 2段共陰極 數(shù)碼顯示管四個，紅黃綠發(fā)光二極管各四個，電阻若干，晶振一個，電容若干，按鍵若干。 由于交通燈為發(fā)光二極管 并 且陽極通過限流電阻和電源正極相連，因此 I/O 口輸出低電平時，與之相連的指示燈 才 會 點 亮， 然后 通過數(shù)碼管倒計時時間。 由于 ATC89C51 本身集成了看門狗指令，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常 的時候 看門狗 會 發(fā)出溢出中斷。 各單元電路模塊功能 時鐘電路模塊 本時鐘電路由一個晶體振蕩器 12MHZ 和兩個 30pF 的瓷片電容組成。單片機本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴(yán)格地工作 [3]。這種復(fù)位電路為高電平復(fù)位。其電路如圖 24所示： 圖 24 復(fù)位電路模塊 主控制系統(tǒng)模塊 主控制器 STC89C51 單片機是推出的新一代高速 /低功耗 /超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6 時鐘 /機器周期可以任意選擇。其圖如圖 26所示： 圖 26 LED顯示模塊電路 時間顯示電路模塊 本系統(tǒng)使用數(shù)碼管完成倒計時顯示功能。然后又從紅燈的設(shè)置時間最大值往下減，一直減到 0。系統(tǒng)共有 4 個二位的 LED 數(shù)碼管，分別放置在模擬交通燈上方。其顯示電路如圖 27所示： 圖 27 數(shù)碼管顯示模塊電路 系統(tǒng)電源模塊電路 由于該系統(tǒng)中 51 單片機及二極管工作電壓均為 5V 電壓，所以要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，需要設(shè)計一個可以穩(wěn)定提供 5V 電壓的供電系統(tǒng)。 緊急模式：按下緊急模式按鍵進