【正文】 234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp個(gè)1234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp個(gè)1234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp個(gè)1234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp十1234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp十1234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp十1234567abcdefg8dp9G N Dabfcgdedp十東 西南 北東西方向時(shí)間顯示南北方向時(shí)間顯示D0D1D2D3D4D5D6D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D7D0D1D2D3D4D5D6D7D [0.. .7]P B 1P B 0P B 3P B 2P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7 圖 LED 雙位數(shù)碼管顯示電路 17 其中 PC0~PC7 作為段選碼， PB0~PB3 作為位選碼。設(shè)置看門狗是為了防止單片機(jī)死機(jī)、提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾性的一種重要途徑 [17]。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到來自單片機(jī)或其它 CPU的觸發(fā)信號(hào)，則系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制復(fù)位，以保證系統(tǒng)在受到干擾時(shí)仍能夠維持正常的工作狀態(tài)。這里采用硬件看門狗方式 [18]。從實(shí)現(xiàn)角度上看，該方式是一種軟件與片外專用電路相結(jié)合的技術(shù)，硬件電路連接好后，在程序中適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┛撮T狗復(fù)位的指令，保證程序正常運(yùn)行時(shí)看門狗不溢出。這種方式中，看門狗能否可靠有效地工作，與硬件組成及軟件的控制策略都有密切的關(guān)系。 這里，以專用芯片 MAX692 作為外部看門狗的電路。其引腳說明如圖 所示。 VCC：接電源引腳，電源供電 ~。 PFI：電池故障輸入。 WDI：監(jiān)視器輸入引腳。 VBATT：后備電池輸入端。 RESET 是復(fù)位信號(hào)輸出腳，接到 CPU的復(fù)位輸入腳。如果 WDI 保持高電平超過看門狗定時(shí)周期（ ）， RESET 端將發(fā)生 200ms 的負(fù)脈沖使 CPU 復(fù)位。每種傳感器都各有優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中采用紅外對(duì)管檢測(cè)器作為檢測(cè)車流量和闖紅燈車輛的檢測(cè)器件 [22]。 （ 1） 紅外發(fā)射管就是發(fā)射紅外線的二極管 ， 波長 主要 有 940nm和 850nm 兩種，材料 一般 都是 GaAlAs，其 工作電流一般在 50mA， 主要用于紅外控制系統(tǒng)的發(fā)射源 。 常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm左右，外形與普通 φ5mm發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方法。 19 （ 2） 紅外接收管是接收電路的一種光敏二極管，使用時(shí)要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所以接收端就要增加高增益放大電路。紅外線一體化接收頭是集紅外接收、放大、濾波和比較器輸出等的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。 D D2 分別作為東西路口紅外發(fā)射和接受管； D D4 分別作為南北路口紅外發(fā)射和接受管。當(dāng)東西方向有車輛經(jīng)過或闖紅燈時(shí)，單片機(jī)外部中斷 0 中斷，進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序；當(dāng)南北方向有車輛經(jīng)過或闖紅燈時(shí)，單片機(jī)外部中斷 1 中斷，進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序執(zhí)行，記錄車流量或報(bào)警。常用的驅(qū)動(dòng)芯片有同相驅(qū)動(dòng)芯片和反相驅(qū)動(dòng)芯片。 74LS244 為 3 態(tài) 8 位 同相 緩沖器，一般用作總線驅(qū)動(dòng)器。它主要用于三態(tài)輸出，作為地址驅(qū)動(dòng)器，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器和總線驅(qū)動(dòng)器，定向發(fā)送器等 [23]。 74LS244 真值表見表 。 圖 74LS244 引腳 74HC240 為 3 態(tài) 8 位 反相 緩沖器 ，功能與 74LS244 類似，只不過輸出與相應(yīng)的輸入反相。 74HC240 真值表見表 。 圖 74HC240 引腳 74LS04 為非門電路，電路圖如圖 所示，作用是使輸入和輸出反相。用 3 個(gè)非門組成電壓放大器， R22 是其反饋偏置電阻器。 圖 紅外線接收放大電路 交通指示燈電路 根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二 22 極管。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對(duì)稱分布的，如圖 所示。其中均是低電平有效。 括號(hào)中是 PA 端口 8 個(gè)引腳值 PA0,PA1,PA2,PA3,PA4,PA5,PA6,PA7 對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼。剛才的 3 個(gè)狀態(tài)是依次變換的，這就要涉及到狀態(tài)的判斷和銜接了。如圖 所示。每個(gè)按鍵一端接地，另一端接上拉電阻。綠燈時(shí)間時(shí)，當(dāng) S11 鍵按下，顯示東西方向車流量；當(dāng) S12鍵按下，顯示南北方向車流量。 圖 按鍵控制電路 24 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的全部控制程序?qū)嶋H上分為若干子程序： T0 中斷子程序 ， 東西、南北路口紅外檢測(cè)中斷子程序 ， 1ms 延時(shí) 子程序，時(shí)間顯示子程序，黃燈閃爍 5s 子程序，檢測(cè)車流量與顯示子程序，報(bào)警子程序 等 。本設(shè)計(jì)采用 T0 定時(shí)器方法來設(shè)定 1S 時(shí)間。這里采用 T0 定時(shí)器中斷方法。它是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì) 1 次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為 T計(jì) 數(shù) ，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時(shí)間值為 T，則有 C T T? 計(jì) 數(shù) 。在方式 0 時(shí) M 為 8192；在方式 1 時(shí) M 的值為65536；在方式 2 和 3 為 256。如單片機(jī)的主脈沖頻率為 12MHZ，經(jīng)過 12 分頻后，若采用方式 0 最大延時(shí)只有 毫秒，采用方式１最大延時(shí)也只有 毫秒。相反，時(shí)間計(jì)時(shí)方面卻不可能只用計(jì)數(shù)器，因?yàn)?顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們還必須采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題。在中斷服務(wù)子程序中， CPU先重裝入定時(shí)器初值，再使軟件計(jì)數(shù)器減1，然后判斷它是否為零，為零表示 1 秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。初值： TC M T T?? 計(jì) 數(shù)＝ 216 － 50ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD,01H 。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0,0BOH 。開 T0 中斷 SETB TR0 。軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP: SJMP $ 。重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0,0BOH ?；謴?fù) R0 值 AJMP TIME 。 26 開 始黃 燈 閃 爍 初 值 加 1是 否 夠 1 s ？ 重 賦 5 0 m s 初 值重 賦 5 0 m s 初 值重 賦 1 s 循 環(huán) 次 數(shù)倒 計(jì) 時(shí) 減 1報(bào) 警 初 值 減 1調(diào) 時(shí) 間 顯 示 子 程 序返 回 斷 點(diǎn)T 0 賦 5 0 m s 初 值NY 圖 T0中斷子程序流程圖 東西、南北路口紅外檢測(cè)中斷子程序 本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號(hào)有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效， CPU每個(gè)時(shí)鐘周期都會(huì)檢測(cè) INT0 和 INT1 上的信號(hào)， 89C51 允許外部中斷以電平方式或負(fù)邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)，可由用戶通過設(shè)置TCON中 IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。 IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開啟， EX0 為外部中斷允許控制位，為 1 開啟。 27 正常情況下，紅外對(duì)管導(dǎo)通， INT0 和 INT1 輸入為低電平， CPU不中斷；當(dāng)有車輛經(jīng)過時(shí)，紅外對(duì)管不導(dǎo)通， INT0 和 INT1 輸入為高電平，向 CPU 輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)， CPU中斷，并執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，即報(bào)警或記錄車流量。 開 始返 回 斷 點(diǎn)是 否 綠 燈 時(shí) 間 ？調(diào) 檢 測(cè) 車 流 量 與 顯 示 子 程 序調(diào) 報(bào) 警 子 程 序NY 圖 東西、南北路口紅外檢測(cè)中斷子程序流程圖 1ms軟件延時(shí)子程序 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為 12*（ 1/12MHZ） =1us。本設(shè)計(jì)中的 1ms延時(shí)子程序流程圖如圖 所示。 LED 動(dòng)態(tài)顯示方法： LED 動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管的段選碼和對(duì)應(yīng)于該位數(shù)碼管的位選控制信號(hào)，一位一位輪流點(diǎn)亮各七段數(shù)碼管。利用人眼的“視覺暫?！毙?yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持 1ms 左右，這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。但也不能太大，因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率，而且此時(shí)間越長，占用 CPU 時(shí)間也越多 [15]。 開 始結(jié) 束將 顯 示 值 分 離 為 個(gè) 位 和 十 位調(diào) 用 字 形 表顯 示 十 位延 時(shí) 1 m s調(diào) 用 字 形 表顯 示 個(gè) 位延 時(shí) 1 m s 圖 時(shí)間顯示子程序流程圖 29 黃燈閃爍 5s子程序 本設(shè)計(jì)中首先賦 5s 初值，其中關(guān)鍵的設(shè)計(jì)是使黃燈持續(xù)亮 ，再持續(xù)滅 的方法。本系統(tǒng)中的黃燈閃爍 5s 子程序流程圖如圖 所示。當(dāng)綠燈時(shí)間有車輛經(jīng)過時(shí)，車流量計(jì)數(shù)值加 1，當(dāng)車流量低于或等于 99 時(shí)，雙位數(shù)碼管可以顯示，按下 S11 鍵顯示東西方向車流量，按下 S12 鍵顯示南 北方向車流量；當(dāng)車流量高于 99 時(shí)，雙位數(shù)碼管無法顯示，返回調(diào)用處重新計(jì)入。 開 始結(jié) 束保 護(hù) 斷 點(diǎn)車 流 量 值 自 加 1車 流 量 是 否 超 過 9 9 ？是 否 顯 示 車 流 量 ？調(diào) 時(shí) 間 顯 示 子 程 序YNNY 圖 檢測(cè)車流量與顯示子程序流程圖 31 報(bào)警子程序 本設(shè)計(jì)中首先賦報(bào)警時(shí)間 3s 初值，每秒鐘使其值減 1，直到減為 0，在其期間并判斷紅燈倒計(jì)時(shí)是否完畢，因?yàn)榈褂?jì)時(shí)完畢時(shí)，黃燈閃爍，不需要再報(bào)警；否則啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，警告有車輛或行人闖紅燈，這樣交警可以采取相應(yīng)的措施對(duì)闖紅燈者懲罰。 開 始結(jié) 束設(shè) 置 報(bào) 警 時(shí) 間 3 s倒 計(jì) 時(shí) 是 否 完 ？報(bào) 警是 否 夠 3 s ？關(guān) 閉 報(bào) 警 器YNYN 圖 報(bào)警子程序流程圖 主程序 本設(shè)計(jì)的十字路口交通燈控制器的主程序流程圖如圖 所示。 該設(shè)計(jì) 的 交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過 AT89C51 芯片的 P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能； 車輛闖紅燈報(bào)警； 紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5 秒時(shí)黃燈閃爍警示 ； 綠燈時(shí)間可檢測(cè)車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)不足之處是不能控制車的左、右轉(zhuǎn)、以及只能根據(jù)車流手動(dòng)改變紅綠燈時(shí)間。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面 的 系統(tǒng)的鍛煉。 該畢業(yè) 設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了，但由于時(shí)間、 設(shè)備 、條件和水平等各方面因素，還存在一些不足，還需要不斷改進(jìn)， 當(dāng) 然也就需要學(xué)習(xí) 并運(yùn)用 更多相關(guān)的知識(shí)。轉(zhuǎn)眼間幾個(gè)月的畢業(yè)論 文設(shè)計(jì)即將結(jié)束。在繁忙的事務(wù)中依然抽出時(shí)間在學(xué)習(xí)方法上和設(shè)計(jì)方面給予了我大量的指導(dǎo)，并且一點(diǎn)點(diǎn)的指出我的論文中的不足及錯(cuò)誤，讓我在此期間順利的完成了畢業(yè)論文。 在此，我還要感謝在校期間幫助我的同學(xué)和室友們 ， 在我做畢業(yè)論文過 程中，每當(dāng)我遇到困難時(shí)，他們都會(huì)給予我熱心的幫助，用友誼 維系著寢室那份家的融洽。 而現(xiàn)在我們馬上都要 各奔前程 了 ， 望 大家珍重 ！ 最后，祝各位老師各位同學(xué)：身體健康、工作順利、萬事如意、心想事成、天天開心！ 35 參考文獻(xiàn) [1] 劉智勇．智能交通控制理論及其應(yīng)用 [M]．北京：科學(xué)出版社． 2021 [2] 史忠科，黃輝生等．交通控制系統(tǒng)導(dǎo)論 [M]．北京：科學(xué)出版社． 2021 [3] 陸化普．智能運(yùn)輸系統(tǒng) [M]．北京：人民交通出版社． 2021 [4] 余發(fā)山．單片機(jī)原理及 應(yīng)用技術(shù) [M]．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社． 2021 [5] 朱善君，孫新亞，吉吟東．單片機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用 [M]．北京：清