【正文】 T89C51 為核心器件來控制交通燈。紅燈綠燈循環(huán)點亮，有倒計時功能，當紅燈轉(zhuǎn)換綠燈時黃燈 6 會閃爍以提醒。有系統(tǒng)簡單 .實用性強 .運行穩(wěn)定且可靠等優(yōu)點。但這一技術(shù)在 19 世紀就已出現(xiàn)了。這是世界上最早的交通信號燈。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”。 1914 年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。從最早的手牽皮帶到 20 世紀 50 年代的電氣控制， 從采用計算機控制到現(xiàn)代化的電子定時監(jiān)控，交通信號燈在科學化、自動化上不斷地更新、發(fā)展和完善。此前，鐵路交通已經(jīng)使用自動轉(zhuǎn)換的燈光信號有一段時間了。公路交通的紅綠燈則不一樣，它的職責在很大程度上是要告訴汽車司機把車輛停下來。 AT89C51 芯片簡介 AT89C51 為 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標 PDIP 封裝的 AT89C51 引腳圖 ，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負端。 在 AT89C51 片內(nèi)存儲器中， 80HFFH 共 128 個單元為特殊功能寄存器（ SFE）， SFR 的地址空間映象如表 2 所示。對沒有定義的 單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。 AT89C51 除了與 AT89C51 所有的定時 /計數(shù)器 0 和定時 /計數(shù)器 1 外，還增加了一個定時 /計數(shù)器 2。 AT89C51 有 256 個字節(jié)的內(nèi)部 RAM， 80HFFH 高 128 個字節(jié)與特殊功能寄存器（ SFR）地址是重疊的，也就是高 128 字節(jié)的 RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開的。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。 圖 1 AT89C51 引腳圖 I 3. 交通燈的研究思路 概述： 這個 設(shè)計 是利用單片機最小系統(tǒng) 來 設(shè)計交通燈，單片機 的 最小系統(tǒng)包括：復位電路 、 外部晶振 、 低位地址鎖存等。 并且設(shè)有主干道綠燈時間較長，以及緊急停車按鈕，能夠應(yīng)對各種突發(fā)狀況， 最終完 成課題。 這篇設(shè)計根據(jù)城市交通的特點和可能 面臨的交通問題 ,提出基于交通燈控制的 管理系統(tǒng)。 設(shè)計思想： 由于自身的切身體會，某些道路的主干道車輛較多每次需要通行的需求量很大可是綠燈時間卻與支干道一樣，很多車輛或行人來不及穿過馬路，可是支干道卻時間有余，沒有充分的利用到 交通燈的時間設(shè)置而導致交通擁堵。用 AT89C5 74LS244 與電阻 、 開關(guān) 、 LED 等組成單片機的最小系統(tǒng) 。 設(shè)計要求： II (1).主 、 支干道交替通行， 主 干道每次 通行時間均為 30 秒 ， 支干道每次 通行時間均為 20 秒 ； (2).綠燈亮時表示可以通行，紅燈亮時表示禁止通行 ，紅綠燈之間的轉(zhuǎn)換通過黃燈來實現(xiàn)。 (5).能夠控制交通燈僅放行東西、或南北、或者緊急停車，來處理各種緊急狀況。時間為 30 秒。 (3)． 當東西方向為綠燈，此道車輛通行；南北方向為紅燈，南北道車輛禁止通過，行人通行，時間為 20 秒。 III 4. 交通燈的仿真實現(xiàn) protues 仿真軟件 Protues 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公 司）。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 Proteus 是世界上著名的EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 PROTUES 不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應(yīng)。 課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。 隨著科技的發(fā)展，“計算機仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計手段?？墒乖O(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。 IV 工作原理 采用單片機的 I/O 口 P1 口直接和交通燈連接，控制程序放在 AT89C51 單片機的 ROM 中，在十字路口的紅、黃、綠交通燈中， A 道上的兩組同色燈蟬聯(lián)在一起， B 道的兩組同色燈也彼此互聯(lián)，受單片機 的控制，由于交通燈是共陽級連接且與電源相連，因此 I/O 口輸出低電平時，與之相連的相應(yīng)指示燈會亮， I/O 口輸出高電平時，相應(yīng)的指 示燈會滅。 在設(shè)計中利用軟件程序延時的方法來控制紅（綠）的亮 的時間 。 ~ 及 ~ 分別控制兩個倒計時顯示。 74LS244 芯片 74LS244 為 3 態(tài) 8 位緩沖器，一般用作總線驅(qū)動器。地址鎖存器就是一個暫存器，它根據(jù)控制信號的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。 V 圖 2 74LS244 數(shù)碼管顯示模塊 通過點亮不同的段碼顯示不同是數(shù)字。 如圖： 圖 5 交通燈接線圖 protues 電路功能仿真 ： 在 PROTUES 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標代碼文件，可以在 PROTUES的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。前者可在相當程度上 得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等。由于 PROTUES 提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、 VII 創(chuàng)造精神的平臺 隨著科技的發(fā)展，“計算機仿真 技術(shù)”已成為許多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計手段。可使設(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。一個方向綠燈、黃燈亮時，另一個方向紅燈亮。每盞燈順序點亮，循環(huán)往復，每個方向順序為綠燈、黃燈、紅燈。在東西方向綠燈和黃燈亮時，南北方向紅燈亮，并且紅燈得倒計初始值為綠燈的倒計初始值和黃燈倒計初始值之和。 由于考慮到會有突發(fā)情況的發(fā)生，特意設(shè)置了緊急停車按鈕，以及僅東西通行和僅南北通行按鈕。 圖 6 交通燈運行狀態(tài) 交通燈 運行 流程圖： VIII 圖 7 交通燈運行流程圖 東西綠燈，南北紅燈 延時 30 秒 東西綠燈變?yōu)辄S燈閃爍 5 次，南北紅燈，延時 5 秒 東西紅燈，南北綠燈 延時 20 秒 南北綠燈變?yōu)辄S燈閃爍 5 次，東西紅燈，延時 5 秒 Ret＼ End IX 本系 統(tǒng)利用單片機的 P0 口來驅(qū)動和控制各種信號燈的燃亮和燃亮時間， P1口驅(qū)動和控制各種信號燈的燃亮和燃亮時間的編碼表如下： 表 2 P1 口的信號燈編碼表 交通信號燈狀態(tài) 東西方向 南北方向 紅 黃 綠 紅 黃 綠 東西綠燈南北紅燈 0 1 1 1 1 0 東西黃燈南北紅燈 0 1 1 1 0 1 東西紅燈南北綠燈 1 1 0 0 1 1 東西紅燈南北黃燈 1 0 1 0 1 1 測試 在交通燈單片機程序初步編完之后， 軟件調(diào)試主要是 利用 proteus 仿真軟件完成電路的搭建 ，同時對程序進行適當?shù)男薷摹? （ 2） .由于單片機處理數(shù)據(jù)過程中要響應(yīng)中斷等原因，而中斷服務(wù)程序所花費的時間必須在中斷返回后在計時單元中扣除掉，否則精確度會變差。 （ 4） .最終結(jié)果如預(yù)期效果一樣。 由于 使用的是單片機作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強大，而且可以隨時的更新系統(tǒng)，進行不同狀態(tài)的組合 。其實我們平時不 懂就應(yīng)該自己去學習去弄明白，通過這個課程設(shè)計， 我發(fā)現(xiàn)，原來小小的一片單片機有這么強大的功能，能應(yīng)用于各種領(lǐng)域。 通過這次課設(shè)，對以前學過的知識進行了鞏固，加深了理解，提高了應(yīng)用的能力，而且提高了我們的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。 尤其是當感覺到自己做出來的東西還真是有那么點用的，還是很有自豪感的。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法 。 XI 參考文獻 [1]張齊 朱西寧：《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) 基于 C51的 Proteus仿真》 電子工業(yè)出版社。 [3]何立民：《單片機應(yīng)用技術(shù)大全》北京航空航天大學出版社。 [5]郭天祥：《新概念 51單片機 C語言教程 — 入門 、 提高 、 開發(fā) 、 拓展全攻略》。 //段碼組合 ,共陰極 uchar code b[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}。 //************************************************************************************* sbit P3_4=P3^4。 sbit P3_6=P3^6。 uchar m=30,n=35,k=0,t=0,y=0,j,x,y。 void scankey(void)。 TH0=0x3c。 ET0=1。 EA=1。TR0=0。 if(j==1)P1=0xd8。 else if(y==1)P1=c[2]。 for(。 delay(20)。 delay(20)。 delay(20)。 delay(20)。 if(j==2) { ET0=1。EA=1。 break。TR0=1。x=0。 } else if(y==2) { ET0=1。EA=1。 break。 TL0=0xb0。 if(t=20) { m,n。 if(m==0||n==0) XIV { k++。 switch(k) { case 0:m=30,n=35。 case 1:m=5。 case 2:m=25,n=20。 case 3:n=5。 } } } } void delay(uchar t) //延時 *n 毫秒 0 { uchar i。i23。 } while(t)。 P3_6=1。 inrupt()。 while(1) { if(t=10) XV { if(k==1)P1=c[4]。 else P1=c[k]。 P2=0xfe,P0=a[m%10]。 P2=0xfd,P0=a[m/10]。 P2=0xfb,P0=a[n%10]。 P2=0xf7,P0=a[n/10]。 scankey()。 if(P3_4==0) { while(P3_4==0)。 if(j==1) { key()。 XVI if(P3_6==0) { while(P3_6==0)。n++。 if(P3_5==0) { while(P3_5==0)。 if(x==1) { key()。 if(P3_7==0) { while(P3_7==0)。 if(y==1) { key()。設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化 。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。 1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅 .藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行，這是世界上最早的交通信號燈。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量 .提高道路通行能力減少交通事故有明顯效果。人 .車 .路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。目的是為了使駕駛員和行人能夠看見紅綠等亮的時間還剩幾秒以便停車線以內(nèi)的駕駛員和行人能夠更清楚地知道此時該繼