【正文】 thorough, simultaneously leads the traditional control examination technology to renew day by the realtime examination and in the automatic control monolithic integrated circuit application system, the monolithic integrated circuit often took a core part uses, the monolithic integrated circuit aspect knowledge is only insufficient, but also should act according to the concrete hardware architecture software and hardware union, consummates. The intersection vehicles shuttle, the pedestrian is bustling, car dealership traffic lane, human sidewalk, on is the streettraffic control lights automatic mand system realizes this orderly streettraffic control lights control mode are very system uses MSC51 series monolithic integrated circuit ATSC51 and programmable parallel I/O connection chip 8255A is the central ponent designs the traffic light controller, realized has been able to act according to the actual traffic flow magnitude to establish, the green light red through 8051 chip P1 mouths burns the bright time the function。 The vehicles run a red light report to the police。 ABSTRACT ........................................................................................................................................................................ 3 目 錄 .................................................................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。但這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。 電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914 年始安裝于紐約市 5號(hào)大街的一座高塔上。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過(guò)馬路。 信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。本論文是基于單片機(jī) 的交通燈控制設(shè)計(jì)。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。 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)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，引角的多功能化 ，以及低電壓底功耗。 可靠性及應(yīng)用越來(lái)越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 所集成的部件越來(lái)越多； NS（美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體）公司的單片機(jī)已把語(yǔ)音、圖象部件也集成到單片機(jī)中，也就是說(shuō)，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬(wàn)用機(jī)。 隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距 離越來(lái)越小，甚至難以辨認(rèn)。 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈 (紅、黃、綠三種標(biāo)志 )于 1918 年誕生。 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)明家愛迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電器公司任職員。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)。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。 從最早的手牽皮帶到 20世紀(jì) 50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。如 1950 年英國(guó)陸虎公司推出世界上第一臺(tái)采用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車， 1952年美國(guó)通用公司推出 “ 別克 ” 牌小轎車， 1955 年福特 “ 雷鳥 ” 牌兩座位汽車問(wèn)世， 1956 年中國(guó)第一汽車制造廠成立， “ 解放 ” 牌汽車問(wèn)世。在汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，隨之而來(lái)交通問(wèn)題也越來(lái)越多，如交通堵塞和交通事故時(shí)常發(fā)生，這不但給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了威脅，同時(shí)還制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家面臨的形勢(shì)更是嚴(yán) 峻。通過(guò)紅，綠，黃三色燈進(jìn)行單一的控制，使其遵守紅燈停，綠燈行的原則。并制定了 道路交通安全法實(shí)施條例 第三十八條明確規(guī)定：綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行，黃燈 亮?xí)r，已越過(guò)停止線的車輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。 本論文用三端橋式整流電路將 220V 交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定、可靠，高效率的 5V直流電源。使 CPU能夠具有應(yīng)變的功能，能夠秩序的工作，從而提高了工作效率和系統(tǒng)的可靠性。 第 2 章 總體規(guī)劃方案 規(guī)劃設(shè)計(jì)方案 根據(jù)此路口的車流量：由于東西方向比南北方向的車流量要大，所以在東西方向的綠燈時(shí)間較長(zhǎng)設(shè)為 80s，南北方向的紅燈設(shè)為 60s，黃燈時(shí)間為 5s。 交通管理的方案論證 圖 十字路口圖 人行道 人行道 人行道 人行道 首先了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。初始狀態(tài) 0 為東西南北都紅燈亮。過(guò)一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，東西綠燈滅，黃燈閃幾下，南北還是紅燈。過(guò)一段時(shí)間后轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，南北綠燈滅 ，閃幾個(gè)黃燈，東西還是為紅燈亮，一段時(shí)間后，又循環(huán)至狀態(tài) 1。紅燈亮禁止通行，綠 燈亮允許通行。設(shè)東西道比南北道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表 。時(shí)間為 60 秒。 （ 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(guò)，行人通行。 東西方向車流大 通行時(shí)間長(zhǎng)。 （ 5）此表可根據(jù)車流量動(dòng)態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 中央處理器：中央處理器 (CPU)是整個(gè)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(gè)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。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)： 8051 內(nèi)部有 128個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放 控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8位 I/O 口 (P0、 P P2或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口 ，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù) 器中斷和一個(gè)串行中斷， 可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 時(shí)鐘電路 ： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。 INTEL 的 MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： MCS51 的引腳說(shuō)明： MCS51 系列單片機(jī)中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4組 8位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3口線復(fù)用。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指 針 寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0” 。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)， 8051的初始態(tài) 。此外， RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。Pin30:ALE/ 當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。 如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。 在編程時(shí)， EA/Vpp腳還需加上 21V的編程電壓。 I/O的數(shù)據(jù)、 CPU輸出的控制字以及 CPU輸入的狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)緩沖器傳送的，數(shù)據(jù)總線緩沖器的 8根數(shù)據(jù)線 D7～ D0一般與 8086CPU 低 8 位數(shù)據(jù)線相連。通常 A口和 B口作為獨(dú)立工作的 I/O 數(shù)據(jù)端口， C口作為控制或狀態(tài)信息端口。 A組和 B組控制電路： A組： A口和 C 口上半部； B組： B口和 C 口下半部。 8255 可編程并行接口芯片簡(jiǎn)介 8255 可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口，即 A 口 、 B 口和 C口，對(duì)應(yīng)于引腳 PA7～ PA0、 PB7～ PB0 和 PC7～ PC0。通常 A口、 B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。它們分別與端口 A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。其中 C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明 也較冗長(zhǎng) 。其中 C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明也較冗長(zhǎng) D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志， 1有效。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。這時(shí) A口或 B口的 8 位外設(shè)線用作輸入或輸出， C 口的 4 條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。只有 A口具備雙向總線方式， 8位外設(shè)線用作輸入或輸 出，此時(shí) C口的 5條線用作通 訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 1Q8Q為 8個(gè)輸出端。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 圖 74LS373管腳示意 圖 單片機(jī)系統(tǒng)中常用的地址鎖存器芯片 74LS373 以及 s 的 74hc373。 (2).當(dāng) 1腳是低電平時(shí) ,只要 11腳 (鎖存控制端 ,G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿 ,輸出2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、 9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳 1 1 1 18的狀態(tài) . 鎖存端 LE 由高變 低時(shí)，輸出端 8 位信息被鎖存，直到 LE 端再次有效。當(dāng) 74LS373 用作地址鎖存器時(shí)，應(yīng)使 OE為低電平，此時(shí)鎖存使能端C為高電平時(shí)，輸出 Q0~Q7 狀態(tài)與輸入端 D1~D7 狀態(tài)相同；當(dāng) C 發(fā)生負(fù)的跳變時(shí)，輸入端 D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入 Q0~Q7。 表 74LS373 功能表 E G 功 能 0 0 直通 Qi = Di 0 1 保持（ Qi 保持不變） 1 X