【正文】 張 老師的幾次批閱與指導我已經(jīng)基本完成了畢業(yè)論文，并做好注釋、參考文獻、資料裝訂等掃尾工作，最后我還是得到了老師的肯定，終于完成了論文，從而形成定稿。最后想說聲，老師，您辛苦了！ 學生簽名： 時間： 年 月 日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 年 月 日 I 摘要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(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。 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。 但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展 ,原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙 的交通狀況。傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈 ,通常的做法是 :事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查 ,運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。即使是經(jīng)過長期運行、較適用的方案 ,仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象 :綠燈方向幾乎沒有什么車輛 ,而紅燈方向卻排著長隊等候通過。目前 ,大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時間間隔的控制方法。 自從交通燈誕生以來 ,設(shè)計方法很多 ,從而使交通燈顯得更加智能化。系統(tǒng)除基本交通燈功能外 ,還具有倒計時、時間設(shè)置、緊急情 況處理、分時段調(diào)整信號燈的點亮時間、違規(guī)車輛檢測等功能。 實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過 芯片的 口設(shè)置紅綠燈燃亮時間的功能 車輛闖紅燈報警 綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示系統(tǒng)結(jié)合了數(shù)學中“模糊控制”累積計數(shù)的原理，以 8051 單片機為控制芯片，采用 “ Proteus+Wave6000”對交通燈控制系統(tǒng)進行了仿真。 MCS51單片機的內(nèi)部組成 MCS51單片機的引腳和內(nèi)部組成如圖 。 MCS51單片機的片內(nèi)資源有： 圖 11 MCS51單片機的內(nèi)部組成 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負責控制、指揮 和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 程序存儲器 (ROM)： 2 8051共有 4K 字節(jié)程序存儲器（ ROM），用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)表格。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051共有 4個 8位的并行 I/O 口 (P0、 P P P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 中斷系統(tǒng)： 8051具備較完善的中斷功能，有五個中斷源（兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷），可基本滿足不同的控制要求，并具有 2級的優(yōu)先級別選擇。 74LS373簡介： 圖 12 74LS373芯片 D0~D7為 8個輸入端。 OE 為輸出允許端；當 OE=“0” 時，三態(tài)門打開；當 OE=“1” 時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。其中輸入端 D0~D7接至單片機的 P0口，輸出端提供的是低 8位地址， LE 端接至單片機的地址鎖存允許信號 ALE。 3 第二章 、 8255芯片簡介 8255連接芯片 8255是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片，有 3個 8位并行 I/O 口。 其各口功能可由 軟件 選擇，使用靈活，通用性強。 8255作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的 3個 總線接口 ，即數(shù)據(jù)線、 地址線 、控制線接口。由于 8255可編程 ,所以必須具有邏輯控制部分，因而 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為 3個部分：與 CPU 連接部分、與外設(shè)連接部分、 控制部分。由于 8255具有 3個通道 A、 B、 C，所以只要兩根地址線就能尋址 A、 B、 C口及 控制寄存器 ，故地址線為兩根 A0～ A1。各信號的 引腳 編號如下： （ 1） 數(shù)據(jù)總線 DB：編號為 D0～ D7，用于 8255與 CPU傳送 8位數(shù)據(jù)。 （ 3） 控制總線 CB： 片選信號 、 復(fù)位信號 RST、寫信號、讀信號。 與 外設(shè)接口 部分 根據(jù)定義， 8255有 3個通道 A、 B、 C 與 外設(shè) 連接，每個通道又有 8根線與外設(shè)連接，所以 8255可以用 24根線與外設(shè)連接，若進行開關(guān)量控制，則 8255可同時控制 24路開關(guān)。 （ 2） B口：編號為 PB0～ PB7，用于 8255向外設(shè)輸入輸出 8位并行數(shù)據(jù)。 控制器 8255將 3個通道分為兩組，即 PA0～ PA7與 PC4～ PC7組成 A 組， PB0～PB7與 PC0～ PC3組成 B 組。 4 （ 2） B組控制器：控制 B 口與 下 C 口的輸入與輸出。B組只能設(shè)置為基本 I/O或閃控式 I/O兩種模式 ,而這些操作模式完全由控制寄存器 的控制字決定 。 CS:芯片選擇信號線，當這個輸入 引腳 為低電平時 ,即 /CS=0時 ,表示芯片被選中，允許 8255與 CPU 進行通訊 。 WR:寫入信號，當這個輸入引腳為低跳變沿時 ,即 /WR 產(chǎn)生一個低脈沖且 /CS=0時 ,允許 CPU 將數(shù)據(jù)或 控制字寫入 8255。 8255具有 3個相互獨立的輸入 /輸出通道端口，用 +5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作 ： 方式 0———— 基本輸入輸出方式； 方式 1———— 選通輸入 /出方式； 方式 2———— 雙向選通輸入 /輸出方式 。 工作于三種方式中的任何一種； PB0～ PB7:端口 B輸入輸出線，一個 8位的 I/O 鎖存器， 一個 8位的輸入輸出緩沖器。端口 C 可以通過工作方式設(shè)定而分成 2個 4位的端口， 每個 4位的端口包含一個 4位的鎖存器，分別與端口 A 和端口 B 配合使用，可作為 控制信號 輸出或 5 狀態(tài)信號輸入端口 ， 不能工作于方式一或二。 當 A1=0,A0=0時 ,PA口被選擇 ； 當 A1=0,A0=1時 ,PB口被選擇 ； 當 A1=1,A0=0時 ,PC口被選擇 ； 當 A1=1,A0=1時 ,控制寄存器被選擇 。綠燈是通行信號 ,面對綠燈的車輛可以直行 ,左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎 ,除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅燈是禁行信號 ,面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 6 第三章、智能交通燈控制系統(tǒng)要求 總控制要求 ①設(shè)計一個十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個交叉路口的車輛交替運行，兩個方向能根據(jù)車流量大小自動調(diào)節(jié)通行時間，車流量大，通行時間長，車流量小，通行時間短。 ③東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用數(shù)碼管顯示器進行顯示（采用倒計時的方法）。 ⑤考慮到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)。比如： 60秒內(nèi)可以通過的車輛為 50輛，當 60秒內(nèi)南往北方向車輛通過車輛達不到 50輛時，判斷該方向為少車，當 60秒內(nèi)北往南方向車輛通過車輛也達不到 50輛時，判斷該方向也少車，下一次通 行仍為 60秒，當 60秒時間內(nèi)南往北或北往南任意一個方向通過的車輛達 50輛時證明該狀態(tài)車輛較多，下一次該方向綠燈放行時間改為 80秒，當 80秒內(nèi)通過的車輛數(shù)達 100 7 輛時車輛判斷為擁擠，下一次綠燈放行時間仍改為 80秒，當 80秒車輛上通過車輛達不到 100輛時，判斷為少車，下次綠燈放行時間改為 60秒，依此類推。這樣檢測，某次可能不準確，但下次肯定能彌補回來，累積計算是很準確的，這就是人們常說的“模糊控制”。這樣控制可以把不 斷增多的車輛一步一步消化，雖然最后由于每個路口的綠燈放行時間延長而使等候的時間變長，但比塞車等候的時間短得多。十字路口車輛通行順序如圖所示。下面以一個十字路口為例，說明一個交通燈的四種狀態(tài)見圖 2。綠燈表示允許通行，黃燈表示禁止通行，但已經(jīng)駛過安全線的車輛可以繼續(xù)通行，是綠燈過渡到紅燈提示燈。綠燈的最短時間為 60秒，最長時間為 80秒，紅燈最短時間為65秒，最長時間為 85秒，黃燈時間為 5秒 （在通行時間方面控制設(shè)置為 60s→ 5s→ 85s→ 80s→ 5s→ 65s→ 60s)為一個循環(huán)，根據(jù)車流量合理分配了通行時間）。由于東往西方向和西往東方向顯示的時間相同，南往北方向和北往南方向顯示的時間也相同，所以只需要考慮四位數(shù)碼管顯示電路，其中東西方向兩位，南北方向兩位，兩位數(shù)碼管可以時間的時間為 0~99秒，完全可以滿足系統(tǒng)的要求，數(shù) 碼管連接電路 。 表 8051單片機中斷源 （ 2）交通燈中的中斷處理流程 ①現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù)：有特殊車輛要通過時就要進行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護好，當中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場，包括信號燈和時間顯示電路。 ③中斷服務(wù)程序：有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容即如果南北方向有特殊車輛要求通過，南北方向轉(zhuǎn)換為綠燈，東西方向為紅燈；如果東西方向有特殊車輛要求通過，東西方向轉(zhuǎn)換為綠燈，南北方向為紅燈。 中斷源 入口地址 外部中斷 0 0003H 定時器 0中斷 000BH 外部中斷 1 0013H 定時器 1中斷 001BH 串行口中斷 0023H 9 第四章、匯編語言 匯編語言的概述及發(fā)展 匯編語言是直接面向處理器（ Processor）的程序設(shè)計語言。每一種處理器都有自己可以識別的一整套指令，稱為指令集。 匯編語言是 機器語言 的助記符，相對于比枯燥的機器代碼易于讀寫、易于調(diào)試和修改，同時優(yōu)秀的匯編語言設(shè)計者經(jīng)過巧妙的設(shè)計，使得匯編語言匯編后的代碼比高級語言執(zhí)行速度更快，占內(nèi)存空間少等優(yōu)點，但匯編語言的運行速度和空間 占用是針對高級語言并且需要巧妙設(shè)計，而且目前部分高級語言在編譯后代碼執(zhí)行效率同樣很高，目前此優(yōu)點慢慢弱化。常說匯編語言是低級語言，并不是說匯編語言要被棄之，相反，匯編語言仍然是計算機（或微機）底層設(shè)計程序員必須了解的語言，在某些行業(yè)與領(lǐng)域，匯編是必不可少的，非它不可適用。 特點 1．機器相關(guān)性。因為是機器指令的符號化表示，故不同的機器就有