【正文】 ，ATMEL 的 AT89S52 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。1）AT89S52 單片機(jī)各引腳的功能和應(yīng)用介紹如下：P0 口：P0 口是開漏雙向口，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮。P1 口：P1 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口。P2 口：P2 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)時(shí)，分別作為地址高位字節(jié)和 16 位地址(MOVXDPTR)。RST9XTAL118XTAL219Vss20 21 22 23 24 25 26 27 28PSEN 29ALE 30EA 31 32 33 34 35 36 37 38 39VCC 40U1AT89S52圖 33 AT89S52 引腳圖P3 口：P3 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口。RXD() 串行輸入口TXD() 串行輸出口15 / 36INT0() 外部中斷 0INT1() 外部中斷 1T0() 定時(shí)器 0 外部輸入T1() 定時(shí)器 1 外部輸入WR() 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào)RD() 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)ALE：地址鎖存使能在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)。注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時(shí)一個(gè) ALE 脈沖將被忽略， ALE 可以通過置位 SFR 的 auxlilary0，禁止置位后 ALE 只能在執(zhí)行 MOVX 指令時(shí)被激活。EA：當(dāng)此腳為低電平時(shí)，對(duì) ROM 的操作限定在外部程序存儲(chǔ)器，而它為高電平時(shí)，則對(duì) ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。XTAL2：晶體 2 反相振蕩放大器輸出。下面就介紹下設(shè)計(jì)中的外部時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。由于輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下，CPU 停止工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其它芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。一般晶體的振蕩頻率范圍通常是~12MHz，晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也越快。本次設(shè)計(jì)16 / 36的晶振采用的頻率是 12MHz，選用這個(gè)頻率的原因是在軟件設(shè)計(jì)中的定時(shí)方面便于定時(shí)計(jì)算，同時(shí)能提高單片機(jī)運(yùn)行速度。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不是直接使用，而是經(jīng)過分頻后再被系統(tǒng)所用。（2）復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把 PC 初試化為 0000H，使單片機(jī)從0000H 單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位操作有上電位自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。由于 RST 引腳是高電平有效，所以一旦當(dāng)RST 引腳通過電容 C 與 VCC 導(dǎo)通，得到了高電平，單片機(jī)復(fù)位開始工作。它能完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。鍵盤部分提供的掃描方式，可以和具有 64 個(gè)按鍵的矩陣鍵盤連接，能對(duì)鍵盤不斷掃描，自動(dòng)消抖，自動(dòng)識(shí)別出按下的鍵并給出編碼，能對(duì)雙鍵或 n 鍵同時(shí)按下實(shí)行保護(hù)。8279 的引腳功能：采用單177。DB0～DB7: 雙向數(shù)據(jù)總線，用來傳送 8279 與 CPU 之間的數(shù)據(jù)和命令。RESET:復(fù)位輸入線，8279 復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入，二鍵閉鎖的觸點(diǎn)回彈型式，程序時(shí)鐘前置分頻器被置為 31，RESET 信號(hào)為高電平有效。A0:緩沖器低位地址，當(dāng) A0 為高電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)，當(dāng)為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)，當(dāng)為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為數(shù)據(jù)。WR:寫信號(hào)輸入線，低電平有效，將緩沖器讀出，將數(shù)據(jù)從外部數(shù)據(jù)總線寫入 8279的緩沖器。對(duì) CPU 而言，8279 只有兩個(gè)口地址，一個(gè)用于讀寫命令和狀態(tài)(CS=0， A0=1)，一個(gè)用于讀寫數(shù)據(jù)(CS=0，A0=0)但用于編程命令字卻有多種，在 8279中用于區(qū)別各種不同命令字的方法是命令字代碼的高 3 位(D7，D6，D5)編碼而低 5 位是命令字的真正內(nèi)容。(3)讀 FIF0/傳感器 RAM命令代碼：010AIXAAAX= 任意此命令用于確定 CPU 讀操作的對(duì)象是 8279 中的 FIF0/傳感器 RAM，并確定 8 個(gè)RAM 字節(jié)中哪一個(gè)被讀，其中 AAA 表示 CPU 要讀的行，AI 為自動(dòng)加 1 特征位，在鍵盤掃描方式中這兩者互不相干，對(duì)隨后的每次讀取 8279 都按照數(shù)據(jù)第一次進(jìn)入的 FIF0 的同一順序自動(dòng)送出數(shù)據(jù)，所有隨后發(fā)生的讀，都是讀自 FIFO，直到寫入新命令為止。(4)讀顯示器 RAM命令代碼：011AIAAAACPU 對(duì) 8279 寫此命令，則確定了 CPU 以顯示器 RAM 為數(shù)據(jù)源進(jìn)行讀操作，其中AAAA 為顯示器 RAM 的地址，AI 為自動(dòng)加 1 特征位，若 AI=1，則每讀一行 RAM 之后，行地址自動(dòng)加 1(5)寫顯示器 RAM命令代碼:100AIAAAACPU 向 8279 寫此命令，規(guī)定了下一步要對(duì) 8279 的顯示 RAM 進(jìn)行寫，尋址方式和自動(dòng)加 1 功能均與讀顯示器 RAM 相同。若進(jìn)行的時(shí)讀操作，則 8279 讀出的是狀態(tài)字當(dāng) A0=0 時(shí)，寫入字節(jié)或讀出字節(jié)均為數(shù)據(jù)。由 38 譯碼器對(duì) RL0～RL2譯出鍵掃描線，如圖 37 所示。因?yàn)闁|、西和南、北方向的顯示時(shí)間相同，所以 DIG1 代表東、西方向的倒計(jì)時(shí)顯示；DIG2 代表南、北方向的倒計(jì)時(shí)顯示。LED 采用共陰動(dòng)態(tài)顯示?；谲囕v相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，多年來國(guó)內(nèi)外有很多的研究設(shè)計(jì)出了多種較為成熟的檢測(cè)方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，車輛檢測(cè)裝置按技術(shù)類型大致分為感應(yīng)線圈車輛檢測(cè)器、波頻車輛檢測(cè)器、視頻車輛檢測(cè)器三類；現(xiàn)在應(yīng)用較多的車輛檢測(cè)裝置則有環(huán)形線圈檢測(cè)器、微波檢測(cè)器、熱釋電紅外傳感器以及光電式檢測(cè)器等等，然而無論是哪一種檢測(cè)方式都會(huì)存在著工作壽命、使用環(huán)境以及可靠性等問題。其工作原理是利用埋設(shè)在車道路面下的環(huán)形線圈，當(dāng)車輛通過環(huán)形線圈時(shí)，使環(huán)形線圈的電磁感應(yīng)發(fā)生變化，從而引起諧振回路的諧振頻率發(fā)生變化，計(jì)算機(jī)通過對(duì)諧振頻率的技術(shù)采樣后，做出檢測(cè)器上是否有車輛通過或存在的判斷。但在實(shí)際使用中，因道路施工、路面變形等因素使線圈的損壞率較高，更換安裝和維護(hù)時(shí)要進(jìn)入公路主體，影響交通運(yùn)輸，造成成本升高，維護(hù)的工作量也較大。地磁檢測(cè)器是把一個(gè)具有高導(dǎo)磁率鐵芯和線圈裝在一個(gè)保護(hù)套內(nèi)，里面填滿了非導(dǎo)電的防水材料，形成一根磁棒。這種檢測(cè)器只能檢測(cè)以相當(dāng)車速通過的車輛，所以是通過型檢測(cè)器。 波頻車輛檢測(cè)裝置紅外檢測(cè)器是具有良好應(yīng)用前景的懸掛式或道路式交通檢測(cè)器。反射式檢測(cè)器探頭由一個(gè)紅外發(fā)光管和一個(gè)紅外接收管組成。這種檢測(cè)器具有快速準(zhǔn)確、輪廓清晰的檢測(cè)能力。超聲波檢測(cè)器是一種在高速公路上應(yīng)用較多的檢測(cè)器。超聲波檢測(cè)器由探頭和控制器構(gòu)成，其探頭具有發(fā)射和接收雙重功能，被設(shè)置于道路的正上方或斜上方。由于探頭與地面的距離是一定的，所以探頭發(fā)出超聲波并接收反射波的時(shí)間出是固定的。超聲波檢測(cè)器采用懸掛式安裝，其優(yōu)點(diǎn)首先是不需要破壞路面，也不受路面變形的影響；其次是使用壽命長(zhǎng)、可移動(dòng)、架設(shè)方便。特別是車流嚴(yán)重?fù)頂D的情況下；另外檢測(cè)精度易受環(huán)境的影響，尤其是大風(fēng)、暴雨等的影響；探頭下方通過的人或物也會(huì)產(chǎn)生反射22 / 36波，造成誤檢。熱釋電效應(yīng)同壓電效應(yīng)類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現(xiàn)象。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極，在傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有 ΔT 的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷 ΔQ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓 ΔV。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷 ΔQ 會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，ΔT=0，則傳感器無輸出。圖 39 采用市面上流行的熱釋電紅外傳感器來進(jìn)行車輛計(jì)數(shù)，該傳感器技術(shù)已經(jīng)成熟。它們通過邏輯或非的關(guān)系接到 AT89S52 單片機(jī)的INT0 引腳上，當(dāng) EI0~EI4 四個(gè)外部中斷源的其中之一變?yōu)楦唠娖剑聪?CPU 申請(qǐng)中斷時(shí)，INT0 引腳變?yōu)榈碗娖剑ㄖ?CPU 外部有中斷請(qǐng)求，接著 CPU 對(duì) ~ 引腳進(jìn)行查詢以確定到底是哪個(gè)中斷源請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的中的中斷服務(wù)程序的入口得知執(zhí)行中斷服務(wù)處理程序。 （圖 323 / 3610 為車輛傳感器計(jì)數(shù)模塊）1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 8Jun2022 Sheet of File: D:\交交交\交交交交交\ Drawn By:RST9XTAL118XTAL219Vss20 21 22 23 24 25 26 27 28PSEN 29ALE 30EA 31 32 33 34 35 36 37 38 39VCC 40U1AT89S52P20P00P01INT1P34P35P36VCCXTAL1XTAL2VCCP24P25P02P03P04P05P06P07P21P22P23P26P27P37P30VCC1GND3OUT2 AVCC1GND3OUT2 AVCC1GND3OUT2 AVCC1GND3OUT2 AEI1EI2EI3EI4EI1EI2EI3EI4VCCVCCVCCVCCRST123A74F02123A74F02123A74F02 INT0INT0EI1EI2EI3EI4圖 310 車輛計(jì)數(shù)傳感器模塊 紅綠燈電路通過模糊控制器處理過的交通路口車流量信息后，單片機(jī)將處理信號(hào)輸出給紅綠燈顯示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口的實(shí)時(shí)控制，紅、黃、綠燈接單片機(jī) P2 口，其中red yellowgreen1 代表東、西方向的紅、黃、綠燈；redyellowgreen2 代表南、北方向的紅、黃、綠燈。如下圖 311 所示：24 / 361 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 11Jun2022 Sheet of File: D:\交交交\交交交交交\ Drawn By:red1yellow1green1red2yellow2VCCP14P15P16P16P15P14圖 311 紅綠燈電路25 / 364 軟件設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的系統(tǒng)，不僅包括硬件方面的設(shè)計(jì)，還包括了軟件設(shè)計(jì)，沒有軟件的支持，硬件系統(tǒng)就無法完成相應(yīng)的功能。 主程序設(shè)計(jì)主程序主要完成的是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的初始化，其中包括對(duì)堆棧初始化、相關(guān)單元初始化、定時(shí)器 T0 初始化、8279 初始化、顯示初始化、中斷 INT0 和 INT1 初始化。因此，定時(shí)器初值 TH0=09DH， TL0=58H。T0 中斷程序流程圖如圖 42 所示：圖 42 中斷程序流程圖27 / 36 鍵盤中斷程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)使用了三個(gè)按鍵 KKK3，按下 K1 時(shí)調(diào)用設(shè)定好的紅綠燈時(shí)間程序；按下 K2 時(shí)東、西方向的綠燈亮，南、北方向的紅燈亮即東、西通行，南、北禁止；按下K3 時(shí)南、北方向的綠燈亮，東、西方向的紅燈亮即南、北通行，東、西禁止。因?yàn)樵O(shè)計(jì)中用到了可編程鍵盤顯示芯片 8279，所以軟件的顯示子程序所用的是 8279 顯示。本設(shè)計(jì)采用中斷來對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，由于需要四個(gè)中斷源，所以對(duì) INT0 進(jìn)行了擴(kuò)展。當(dāng)某一路口有中斷請(qǐng)求時(shí)則其對(duì)應(yīng)單元的內(nèi)容值加 1，并在計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)清零。實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口的模糊控制，從而達(dá)到了實(shí)時(shí)控制交通路口的目的。以單片機(jī)為處理核心，采用熱釋電紅外傳感器進(jìn)行車輛計(jì)數(shù)、8279 接口芯片等外圍電路，用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛信息的模糊處理控制。實(shí)踐表明，采用這種方法設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可進(jìn)一步提高路網(wǎng)的通行能力，減少路口延誤時(shí)間和停車次數(shù)，對(duì)高度非線性的、隨機(jī)的十字路口車流量的控制更加精確，并取得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)的模糊控制交通器雖然具有很大的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著不足：本設(shè)計(jì)的控制器只針對(duì)城市單交叉路口的控制，而在城市十字路口相對(duì)集中的路段，模糊控制交通器只能各司其職，不能協(xié)調(diào)控制城市交通。本設(shè)計(jì)的模糊控制交通器的模糊子集隸屬度函數(shù)是預(yù)先根據(jù)交通警察的經(jīng)驗(yàn)確定，其控制效果很理想，相對(duì)于目前我國(guó)大多數(shù)交通路口所使用的定時(shí)控制具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。在未來的交通系統(tǒng)中，模糊控制交通器將占主導(dǎo)地位。在學(xué)習(xí)和論文的撰寫過程中我常常感到來自工作和學(xué)習(xí)的雙重的壓力，但我一直很冷靜沉著地對(duì)待這兩方面的事情，我深知工作后學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)的來之不易。 紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。文章接近尾聲，我衷心地感謝學(xué)校、師長(zhǎng)、父母、同窗、朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，特別是感謝導(dǎo)師老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，他為人很和藹，知識(shí)淵博，對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)很仔細(xì)，善于啟迪