【正文】 一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的 就 是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。 小型單片機(jī)交通控制系統(tǒng)是目前交通管制中應(yīng)用的較為先進(jìn)的控制系統(tǒng)。本設(shè) 計(jì)主要采用 AT89C51 系列單片機(jī)通過(guò) I/O 端口來(lái)控制紅綠燈和數(shù)碼管時(shí)間顯示，以此來(lái)達(dá)到控制交通的目的。 單片機(jī) 。它經(jīng)歷了從人工到自動(dòng)，從點(diǎn)到線(xiàn)，從線(xiàn)到面的控制過(guò)程。本文就控制交通燈的方法進(jìn)行了討論，分析了各種方案的性?xún)r(jià)比，并用軟 、 硬件加以實(shí)現(xiàn)。最后，還對(duì)城市交通燈網(wǎng)的控制進(jìn)行了展望。 現(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車(chē)輛極具增加，馬路不斷擴(kuò)寬，人行橫道相對(duì)較少。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況 。緩解交通已成為當(dāng)務(wù)之急 .例如在我們新校區(qū)西門(mén)口 (塔南路 )就是這種情況 ,每天進(jìn)出校門(mén)的學(xué)生特別多 ,大多還需要穿過(guò)這條繁忙的高速公路 ,這為學(xué)校師生帶來(lái)大大的不便 .該系統(tǒng)主要應(yīng)用于交通領(lǐng)域，具有較高的實(shí)用價(jià)值。本產(chǎn)品面對(duì)公共交通設(shè)施，并不注重經(jīng)濟(jì)收益，而是注重以后潛在的發(fā)展，從而帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。解決這一問(wèn)題通常有兩種辦法，一種是修路造橋，這對(duì)道路交通狀況的改善是一種最直接的辦法，但它需要巨額的投資，且在城市中心區(qū)受拆遷的限制，很難實(shí)施．另一種是在現(xiàn)有的道路交通條件下，實(shí)施交通控制和管理，充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力，大量事實(shí)已經(jīng)證明這種 方法的有效性。 道路交通控制的目的可定義為：在確定的行政規(guī)定約束下，采用合適的營(yíng)運(yùn)方法來(lái)確保公共和私人運(yùn)輸方式具有最佳的交通運(yùn)行狀態(tài)。道路交通控制的作用主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面： （ 1） 改善交通秩序，增加交通安全。 （ 3） 降低污染程度，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 6 1 交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)要求及實(shí)現(xiàn)方案 交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)要求 1 ）在十字路口東西南北各設(shè)置紅、黃、綠三種信號(hào)燈，正常情況下，東西、南北方向輪流放行。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)交通燈定時(shí)控制。當(dāng)有急救車(chē)到達(dá)時(shí)，路口的信號(hào)燈全部變紅燈，以便急救車(chē)通過(guò)，急救車(chē)的通行時(shí)間為 10秒，急救車(chē)過(guò)后，交通燈恢復(fù)先前狀態(tài)。 圖 11 交通效果圖 如 21 圖是十字路口交通控制器的效果圖，在 A、 B兩道 路相交叉的路口，可以分成東西南北四個(gè)方向，其中東西、南北方向的紅綠燈顯示是完全一樣，只是為了便于在不同方位不同距離清楚的看到路況，在實(shí)際交通路口安裝了兩組一樣的交通信號(hào)燈。紅、綠燈的點(diǎn)亮功能，時(shí)間顯示功能都是由 89C51 芯片來(lái)控制的，還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了 5V電源，提供給芯片。在 AT89C51 將控制信號(hào)輸出給數(shù)碼管時(shí)，還將用到一個(gè)譯碼器，將 BCD 碼轉(zhuǎn)換成高低電平輸出，我們選用了 CD4511 芯片。 8 2 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)工作原理 1）編程設(shè)置好交通燈初始時(shí)間，通過(guò)編程器寫(xiě)入 89C51 單片機(jī)系統(tǒng)。 3）通過(guò) 89C51 單片機(jī)的 RESET 位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，為 0 就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1系統(tǒng)就開(kāi)始工作； 4）由 CD4511 譯碼器來(lái)把 89C51 輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成 BCD 碼，然后通過(guò)數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間。 系統(tǒng)控制信號(hào)分析 在這個(gè)交通控制器的設(shè)計(jì)中，最為主要的是 AT89C51 芯片，它是整個(gè)系統(tǒng)的核心，在電路中總共用到了 P0， P1， P2 三個(gè)端口， P0 口的八個(gè) I/O 口連接到了 74LS240 這個(gè)芯片。經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)后，數(shù)碼管 LED 得以顯示。經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)后，由程序直接控制 LED 紅綠燈顯示信息。 P 2 端口的四個(gè) I/O 口連接到 CD4511 的 A， B， C， D 口，通過(guò) CD4511 譯碼器譯碼，傳輸給 LED 七段數(shù)碼管，來(lái)顯示時(shí)間。反之亦然。 這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，相對(duì)是比較簡(jiǎn)單的，并沒(méi)有用到很復(fù)雜的芯片，所以這個(gè)系統(tǒng)具備了一些基本的功能，可能在特別情況下會(huì)不適用。時(shí)間顯示功能我們是用七段數(shù)碼管，因?yàn)槭怯迷谑致房?，需要有兩個(gè)時(shí)間顯示，所以用到了四個(gè)七段數(shù)碼管，數(shù)碼管的譯碼功能是 用了 CD4511 芯片。在紅綠燈顯示上了，我們只用了六個(gè) LED，因?yàn)樵?A 道上的兩組紅綠燈是完全一致的，在 B 道上也是一樣的，所以我們只用了六個(gè) LED 完全可一代表整個(gè)交通控制情況了。 編程設(shè)置 時(shí)間參數(shù) 電源 89C51 系 統(tǒng) 設(shè) 置 驅(qū)動(dòng)電路 時(shí)間顯示 交通燈 驅(qū)動(dòng)電路 10 元件介紹 AT89C51 芯片介紹 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC4089C51 圖 32 AT89C51芯片引腳 管腳說(shuō)明： VCC： 供電電壓。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， 11 P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信 號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保 12 持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 功能描述： AT 89C 51是一種低損耗、高性能、 CMOS 八位微處理器 ,片內(nèi)有 4k 字節(jié)的在線(xiàn)可重復(fù)編程快 擦快寫(xiě)程度存儲(chǔ)器 ,能重復(fù)寫(xiě)入擦除解 1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。 AT89C51可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) ,縮小系統(tǒng)體積 ,增加系統(tǒng)的可靠性 ,降低了系統(tǒng)成本?？捎?5V 電壓編程 ,而且擦寫(xiě)時(shí)間僅需 10毫秒 ,僅為 8751/87C51的擦除時(shí)間的百分之一 ,與8751/87C51的 12V 電壓擦寫(xiě)相比 ,不易損壞器件 ,沒(méi)有 兩種電源的要求 ,改寫(xiě)時(shí)不拔下芯片 ,適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。 AT 89C51芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密 ,提供了方便靈活而可靠的硬加密手段 ,能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。 128 8位內(nèi)部 RAM ,32位雙向輸入輸出線(xiàn) ,兩個(gè)十六位定時(shí)計(jì)時(shí)器 ,5個(gè)中斷源 ,兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí) ,一個(gè)全雙工異步串行 口及時(shí)鐘發(fā)生器等。 13 1O E11A 121A 241A 361A 48GND101Y 4121Y 3141Y 2161Y 118V C C202Y 432Y 352Y 272Y 192A 1112A 2132A 3152A 4172O E19S N 74L S 244N 圖 33 74LS244芯片引腳 從圖 43可見(jiàn)，該緩沖器有 8個(gè)輸入端