【正文】 .......................16 顯示原理： ...........................................16 8255PA 口輸出信號接信號燈 .............................16 8255 與 8051 的連接 ....................................17 程序設(shè)計 ...................................................17 流程圖如圖所示 .......................................17結(jié) 論 ...........................................................19致 謝 ...........................................................20參考文獻(xiàn)...........................................................21長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1緒 論交通的發(fā)達(dá)，標(biāo)志著城市的發(fā)達(dá)，相對交通的管理則顯得越來越重要。當(dāng)前，交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，交通流量年年增長，大、中、小城市的汽車、摩托車等各種車輛與日俱增，道路交通繁忙，經(jīng)常有嚴(yán)重堵車現(xiàn)象，特別是在交叉口，機(jī)動車、非機(jī)動車、行人來往非?；靵y，為了在叉口的各條干道實現(xiàn)合理的科學(xué)分流。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。自 18 世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展帶動整個交通運輸?shù)陌l(fā)展，從而催生了單獨的交通控制學(xué)問與管理機(jī)構(gòu)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的技術(shù)手段加以實現(xiàn)。目前，交通控制方面的研究能完全實現(xiàn)自動智能化，甚至將整個區(qū)域整合成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍，還能根據(jù)正常時段以及特定突發(fā)時段的情況進(jìn)行科學(xué)的自動調(diào)整 【1】 。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，交通自動監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價格比，逐步取代傳統(tǒng)的交通控制措施。在其各個發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個歷史階段當(dāng)時的最新科技成果應(yīng)用到交通自動控制中來，從而促進(jìn)了交通自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展。世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕，1868 年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個世紀(jì)。1926 年英國人第一次安裝和使用自動化的控制器來控制交通信號燈，這是城市交通自動控制的起點。但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、交通流量增加、隨機(jī)變化增強(qiáng)，采用以往那種單一模式的“固定配時”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時段多方案的信號控制器開始出現(xiàn)并逐步取代了傳統(tǒng)的只有一種控制方案的控制器。車輛感應(yīng)控制器的特點是它能根據(jù)檢測器測量的交通流量來調(diào)整綠燈時間的長短，使綠燈時間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時間延誤，比定時控制方式有更大的靈活性。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達(dá)、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測器相繼問世。超聲波檢測器主要在日本等少數(shù)國家得到廣泛應(yīng)用。1952 年，美國科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計算機(jī)和交通檢測器實現(xiàn)了對交通信號機(jī)網(wǎng)的配時方案自動選擇式信號燈控制，而加拿大多倫多市于 1964 年完成了計算機(jī)控制信號燈的實用化，建立了一套由 IBM650 型計算機(jī)控制的交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個具有電子數(shù)字計算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市?？梢哉f，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號控制系統(tǒng)經(jīng)歷了手動到自動，從固定配時到靈活配時，從無感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制，從單點控制到干線控制，從區(qū)域控制到網(wǎng)絡(luò)控制的長遠(yuǎn)過程。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動脈，象征著一個城市的工業(yè)文明水平。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對資源物流和人們出行都是十分有價值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時到位，甚至是生命通道的延伸 [2]。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” 。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，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)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。從1868年英國倫敦首次使用燃汽色燈信號以來，城市交通信號機(jī)由手動到自動，交通信號由固定周期到可變周期，系統(tǒng)控制方式由點控到面控，從無車輛檢測器到有車輛檢測器，經(jīng)歷了近百年的歷史。各個時期典型交通信號系統(tǒng)得特征如附表所示。到80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多個，代表了未來交通控制的發(fā)展方向。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。對于傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)而言，對紅綠燈一般采用定時控制，無法對實際的交通流進(jìn)行識別優(yōu)化，以至于不能適應(yīng)交通量的不確定性和隨機(jī)性的原因，往往造成交通資源的浪費和道路的梗阻。ITS：Intelligent Transport systems。在此之前，美國稱這類技術(shù)或相關(guān)研究項目為“智能車輛道路系統(tǒng)(IVHS)”(Intelligent VelIiele Highway System)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)為ITS設(shè)立的專項叫ISO／TC．204，使用的術(shù)語是“1rICS(交通運輸信息與控制系統(tǒng))”。智能交通系統(tǒng)ITS是在較完善的道路設(shè)施基礎(chǔ)上，將先進(jìn)的電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)集成運用于地面交通管理所建立的一種實時、準(zhǔn)確、高效、大范圍、全方位發(fā)揮作長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計5用的交通運輸管理系統(tǒng)。到90年代中期，由于受到國外ITS研發(fā)的影響，政府部門也開始重視對ITS的研究，隨后，又得到中央部門和部分地方政府的支持。目前，在對一些大中型城市引入的國外ITS進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上已經(jīng)逐漸開始摸索開發(fā)設(shè)計適合自己國情的ITS系統(tǒng)。隨著城市機(jī)動車增長速度的加快。20 世紀(jì) 90 年代以來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展加快，從 1985 年到 1995 年，機(jī)動車增長率達(dá) 13%左右，近幾年更是增多。我國城市道路的密度只有 每平方千米，而在 20 世紀(jì) 80 年代，世界發(fā)達(dá)國家就已到達(dá) 20km每平方千米。近幾年，國家雖不斷加大城市道路建設(shè)的力度，但仍趕不上車輛的增長速度，且與世界其他國家相比，差距仍很大。交通管理方面水平還欠發(fā)展，隨著交通需求越來越旺盛，而我國城市中小交通管理和交通安全的現(xiàn)代化設(shè)施卻做得不足。近幾年，雖然有部分城市研究和引進(jìn)一些國外先進(jìn)的交通信號管理系統(tǒng)，但是由于交通管理設(shè)施不足等原因，我國交通事故率居高不下。 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)主要研究的內(nèi)容長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計6基于整個交通控制系統(tǒng)的發(fā)展情況，本設(shè)計主要進(jìn)行如下方面的研究：用智能，集成，且功能強(qiáng)大的單片機(jī)芯片為控制中心，設(shè)計出一套十字路口的交通控制系統(tǒng)，以指揮該路口的實時通行狀態(tài)。 二是進(jìn)行智能傳感器的硬件電路，顯示電路等的設(shè)計對各器件的選擇及連接，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計7第二章 單片機(jī)概述 芯片簡介單片機(jī)微型計算機(jī)是微型計算機(jī)的一個重要分支，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)部包含有計算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲器和 I/O 接口電路等。單片機(jī)經(jīng)過 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。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/ 計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線 [5]。（2） 數(shù)據(jù)存儲器(RAM)8051 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，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，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，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。（4） 全雙工串行口8051 內(nèi)置一個全雙工串行通信口，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。（6） 時鐘電路單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機(jī)廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。下圖是 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 22：長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計9圖 22：MCSS1 系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8255 芯片簡介（1）8255 可編程并行接口芯片簡介 8255 可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即 A 口、B 口和 C 口，對應(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，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。其中 C 口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述。 DD5：A 口方式選擇 0 0 —方式 0 0 1 —方式 1 1 —方式 2 D4：A 口功能 （1=輸入，0=輸出） D3：C 口高 4 位功能 （1=輸入，0=輸出） D2：B 口方式選擇 （0=方式 0，1=方式 1）D1：B 口功能 （1=輸入，0=輸出）D0：C 口低 4 位功能 （1=輸入，0=輸出）8255 可編程并行接口芯片工作方式說明：方式 0：基本輸入／輸出方式。每一個端口都可長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計10以用作輸入或輸