【正文】 被清零； PSW＝00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP＝07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM 07H字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個被壓入的內(nèi)容寫入到08H單元中；P0P3＝FFH，表明已向各端口線寫入1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出；IP＝00000B，表明各個中斷源處于低優(yōu)先級；IE＝000000B，表明各個中斷均被關(guān)斷。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。圖24 時(shí)鐘電路圖通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。 鎖存器鎖存器選用兩個74HC573，兩鎖存器連接如圖25：圖25 兩個鎖存器連接圖通常在鎖存器的前面要添加一個上拉電阻RP1，作用就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平,電阻同時(shí)起限流作用,使得鎖存器不至于由于電流過大而燒壞。然而U2鎖存器的右端口Q0Q7分別接數(shù)碼管的ag和dp引腳來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的段選任務(wù)，當(dāng)然U2的左下角引腳接地，LE引腳接dula端口，目的是來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的段選接通任務(wù)，此時(shí)數(shù)碼管段選得電，可以使得數(shù)碼管顯示出我們想要顯示的數(shù)字。U3鎖存器的左下角引腳依然接地，LE引腳接wela端口。 數(shù)碼管不管將幾個數(shù)碼管連在一起，數(shù)碼管的顯示原理都是一樣的，都是靠點(diǎn)亮內(nèi)部的發(fā)光二極管來發(fā)光的，從圖27(a)中可看出，一個數(shù)碼管的引腳是10個，顯示一個8字需要7小段，另外還有一個小數(shù)點(diǎn)，所以其內(nèi)部一共有8個小的發(fā)光二極管，最后還有一個公共端，生產(chǎn)商為了封裝統(tǒng)一，單位數(shù)碼管都封裝10個引腳，其中第3和第8引腳是連接在一起的。 (a) 引腳 (b) 共陽極圖27 數(shù)碼管的內(nèi)部原理圖共陽極數(shù)碼管其內(nèi)部8個發(fā)光二極管的所有陽極全部連接在一起，電路鏈接時(shí)，公共端接高電平，因此我們要點(diǎn)亮那個發(fā)光二極管就需要給陰極送上低電平，此時(shí)顯示數(shù)字的編碼與共陰極編碼是相反的關(guān)系，數(shù)碼管內(nèi)部發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r，也需要5mA以上的電流，而且電流不宜過大，否則會燒毀發(fā)光二極管。本設(shè)計(jì)中的數(shù)碼管是四個兩位的數(shù)碼管，其本質(zhì)與一位的一樣，十字路口南北方向的倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管如圖28所示：圖28 數(shù)碼管的連接數(shù)碼管的AG和DP引腳分別接到鎖存器U2的Q0Q7端口，來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的段選顯示，鎖存器U3選通，即位選選通。東西方向的數(shù)碼管顯示類似。據(jù)此，智能交通系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，由按鍵設(shè)置模塊產(chǎn)生輸入，信號燈狀態(tài)模塊，LED倒計(jì)時(shí)模塊模塊接受輸出。在此過程中隨時(shí)調(diào)用急停按鍵和時(shí)間調(diào)節(jié)中斷。 時(shí)間設(shè)定時(shí)間設(shè)定功能是為自由設(shè)定通行時(shí)間設(shè)計(jì)的，使用外部中斷0實(shí)現(xiàn)，當(dāng)INT0()端口輸入低電平時(shí)中斷程序執(zhí)行，進(jìn)入中斷后，先關(guān)閉全局中斷， 可以增加南北綠燈發(fā)亮?xí)r間。 緊急狀態(tài)功能緊急狀態(tài)功能是為交通路口出現(xiàn)緊急狀況時(shí)能及時(shí)停止交通運(yùn)行，讓特殊車輛通過設(shè)計(jì)的，由外部中斷1控制來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)INT1()端口輸入低電平時(shí)中斷程序執(zhí)行，進(jìn)入中斷后，各路禁止通行，通行時(shí)間顯示為0并關(guān)閉全局中斷，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，按下返回鍵時(shí)，開啟全局中斷并返回到斷點(diǎn)。流量監(jiān)控體現(xiàn)了交通控制的智能性，使得交通燈的通行時(shí)間能根據(jù)車流的大小進(jìn)行自動變換，其中流量監(jiān)測的方案有三：方案一：空氣管道檢測技術(shù)空氣管道檢測是接觸式的檢測方法，在高速公路主線的檢測點(diǎn)拉一條空心的塑料管道并作固定，一端封閉，另一端連接計(jì)數(shù)器，當(dāng)車輛經(jīng)過塑料管道時(shí)，車輪壓到空氣管道，管內(nèi)空氣被擠壓而觸動計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)算車流量的方法。方案二：超聲波檢測技術(shù) 超聲波檢測器是基于聲波的傳播和反射原理，通過對發(fā)射波和反射波的時(shí)差測量實(shí)現(xiàn)位移測量的設(shè)備。方案三：紅外檢測技術(shù)　紅外檢測器是頂置式或路側(cè)式的交通流檢測器，一般采用反射式檢測技術(shù)。由調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制脈沖，經(jīng)紅外探頭向道路上輻射，當(dāng)有車輛通過時(shí)，紅外脈沖從車體反射回來，被接收管接收后經(jīng)過解調(diào)、放大、整流濾波后輸出一個檢測信號送入單片機(jī)。通過監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，可完成準(zhǔn)確及時(shí)采集高速公路車流的各種數(shù)據(jù)和信息；對高速公路車流實(shí)現(xiàn)全程、實(shí)時(shí)、不間斷的監(jiān)控；建立多種信息發(fā)布渠道，為駕駛員提供信息服務(wù)，以便調(diào)整行駛路線，進(jìn)而達(dá)到交通流動態(tài)平衡；根據(jù)已掌握的車流量信息，迅速做出有針對性的處理和優(yōu)化控制方案；對交通事故、突發(fā)狀況等能做出快速反應(yīng)，迅速排除事故根源，采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，提供救援服務(wù)；建立高速公路車流量數(shù)據(jù)庫，用以支持道路運(yùn)行狀況評價(jià)，為改善道路經(jīng)營和交通管理的決策提供數(shù)據(jù)支持。圖32 中斷執(zhí)行過程 交通燈基本功能的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由于交通燈包含直行、左拐和黃燈閃爍，所以基本狀態(tài)可以分為六種S1S6，狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換及條件如圖33所示： 圖33 各狀態(tài)基本功能其中車流量大小的判斷方法為：本次設(shè)計(jì)設(shè)定30秒內(nèi)南往北通過車輛達(dá)不到15輛時(shí)，判斷該方向?yàn)樯佘?，設(shè)定通行為30秒，當(dāng)30秒時(shí)間內(nèi)南往北或者北往南任意一個方向通過的車輛達(dá)到15輛及以上時(shí)證明該狀態(tài)車輛較多，下一次該方向綠燈方形時(shí)間延長10秒，改為40秒，當(dāng)40秒內(nèi)通過車輛達(dá)到25輛時(shí)判斷為擁擠，下一次綠燈放行時(shí)間仍為40秒，當(dāng)40秒內(nèi)通過車輛達(dá)不到25輛時(shí)判斷為少車，下次綠燈放行時(shí)間改為30秒，依次類推。由于南往北、北往南顯示時(shí)間相同，所以只要一個方向多車，下次時(shí)間就要加長。其中車流量大小判斷條件已經(jīng)給出，流程圖如圖35所示：圖35 總程序流程圖 單片機(jī)的I/O分布智能交通燈中STC89C52單片機(jī)的I/O分配表如下所示：表31 C52單片機(jī)控制系統(tǒng)的I/O分配表D0GREEN_BD1K8D2dulaD3welaD4K7D5K6D6K5D7K4RED_AK3YELLOW_AK2GREEN_AK1RED_BK0YELLOW_B ，最上端的引腳接高電平。, ， ，k6，k5，k4，k3，k2，k1，k0來用于實(shí)現(xiàn)按鍵控制。也就是dula端口，來實(shí)現(xiàn)鎖存器的段選功能，也就是wela端口來實(shí)現(xiàn)鎖存器的位選功能。Q4,Q5分別接we3，we4來選擇某一位的數(shù)碼管顯示。軟件在硬件平臺上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。同時(shí)，對軟件進(jìn)行全面測試也是檢驗(yàn)錯誤排除故障的重要手段。 keil軟件的使用首先是啟動keil4，建立一個工程，設(shè)置工程存儲路徑，并為自己建立的工程起一個名字“智能交通燈”如圖36所示：圖36 工程起名其次是選擇選用單片機(jī)的型號：STC89C52 ,這一步是建立工程中的C文件，稍后要在這里面編寫程序。當(dāng)程序編寫完畢編譯無錯誤時(shí)，點(diǎn)擊左上角的按鈕，點(diǎn)擊Output項(xiàng)，并且在“Create HEX File”前面打上對勾，此文件用于仿真和實(shí)物程序下載所用，如圖39所示：圖39 keil軟件中生成hex文件方法點(diǎn)擊左上角的按鍵，進(jìn)行編譯，查看所編的C語言程序是否存在語句方面錯誤，如圖310所示：圖39 編譯顯示結(jié)果是否錯誤在此操作的同時(shí)就已經(jīng)在所保存的文件夾里生成了hex文件，該操作對后續(xù)的proteus軟件進(jìn)行仿真有著直接的關(guān)系。 仿真軟件本次設(shè)計(jì)使用的是proteus軟件，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(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。這些功能是：1．原理布圖2．PCB自動或人工布線3．SPICE電路仿真。2．仿真處理器及其外圍電路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。 在沒有任何操作的情況下，南北綠燈通行時(shí)間顯示完畢后南北黃燈閃爍五秒，東西禁行時(shí)間=南北左行時(shí)間10s+黃燈閃爍時(shí)間5s，所以東西禁行的時(shí)間為15s，仿真效果圖就如圖45所示：圖45 黃燈閃爍效果圖這次仿真實(shí)現(xiàn)了課題任務(wù)的要求，通過這次仿真發(fā)現(xiàn)和解決了很多問題，例如，在調(diào)試過程中還是遇到了硬件電路圖布局不合理，按鍵抖動的現(xiàn)象，不過通過調(diào)整布局電路圖趨于規(guī)范合理，通過增加去抖動函數(shù)顯示也穩(wěn)定了很多。設(shè)計(jì)的交通燈可用于十字路口的車流量控制車輛的交通管理，顯示采用兩位的數(shù)碼管，可以直觀的顯示紅綠燈的開放和關(guān)閉的時(shí)間，當(dāng)遇到緊急狀況時(shí)可以啟動緊急模式；交通燈的通行時(shí)間可根據(jù)大中小城市進(jìn)行更改。當(dāng)然設(shè)計(jì)中還是存在了一些問題未能解決掉，比如南北通行狀態(tài)、東西通行狀態(tài)互換是由手動完成的，并沒有完全的實(shí)現(xiàn)全自動的控制；數(shù)碼管的顯示在仿真軟件界面的顯示未能直觀的看到具體的兩位數(shù)字，數(shù)字是跳動的，沒能夠截出一個完整的數(shù)字，而在實(shí)際的十字路口數(shù)碼管的動態(tài)掃描還是可以運(yùn)用的。本次畢設(shè)使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是C語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，更重要的是，我在學(xué)會創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，同時(shí)還懂得合作精神的重要性，學(xué)會了與他人合作。在此，忠心感謝老師以及許多同學(xué)的指導(dǎo)和支持。致謝本科兩年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧這兩年來的學(xué)習(xí)生活，感受頗深，最重要的是收獲豐厚。借此機(jī)會我向?qū)熀褪谡n老師表示衷心的感謝！同時(shí)，我要感謝各位幫助我的同學(xué)，感謝他們給予我的幫助，他們?yōu)槲易珜懻撐奶峁┝瞬簧俳ㄗh和幫助。經(jīng)歷了五年的大學(xué)生活，也感謝我的家人和那些永遠(yuǎn)也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的財(cái)富。/*數(shù)碼管顯示單位*/