單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)1

1、單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用摘要：本文討論了目前城市交通燈的不足，進而提出一款高效率的交通燈控制方式據(jù)當(dāng)前路面交通車輛的多少，確定車輛在這一輪通行時間中全部通過所需要的時間，以保證在一輪內(nèi)到達的車輛不必因為通行時間已減為零等到下一輪通過，從而提高了十字路口的通行效率。當(dāng)如消防車、警車等需要緊急通過的車輛到來時，則使所有燈置為紅燈，從而使其快速通過燈，。關(guān)鍵詞：傳感器，計數(shù)器，交通燈，串行通信，單片機Application of Single-Chip Computer in Control of CityIntelligence Traffic LightAbstract: This p

2、aper discusses the deficiency of present city traffic light，therebyputs for word an high efficiency traffic light control mode.According to the currentnumber of vehical，it is known the time when vehical arrived in this round all pass bywill need，so that make sure all the vehical pass by，it is unnece

3、ssary to wait for nexttraffic round because of this traffic time round is out. While urgent vehical arriving，such as fire engine or police wagon，all traffic lights are put to be red in order thatthey can pass by quickly. Consequently，the mode improves the efficiency of traffic.Keywords: the sensor，c

4、ounter，traffic light， serial communication，single-chipcomputer1目摘要錄1一 緒論211 課題的理論與實際研究意義212 本文主要研究內(nèi)容2二 硬件實現(xiàn)框架3321 單片機控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案22 AT89C52 單片機 4三 從機模塊731 硬件組成結(jié)構(gòu)732 系統(tǒng)輸入量的采集733 從機功能934 從機程序設(shè)計10四 主機模塊1041 單片機控制系統(tǒng)工作過程1042 主機程序設(shè)計11五 顯示模塊1251 紅綠燈顯示1252 通行時間顯示12六 程序設(shè)計1361 從機程序設(shè)計1362 主機程序設(shè)計1763 8255A 顯示子程 2

5、0結(jié)束語2020參考文獻2一1.11.11緒論課題的理論與實際研究意義城市交通燈的現(xiàn)況在大、中城市，十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機和行人的行為準(zhǔn)則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關(guān)鍵。當(dāng)前，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時間控制顯示中，通常要么東西、南北兩方向各 50 秒；要么根據(jù)交通規(guī)律，東西方向 60 秒，南北方向40 秒，時間控制都是固定的。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預(yù)先“固化”在單片機中，每

6、次只是以一定周期交替變化。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分復(fù)雜的，是高度非線性的、隨機的，還經(jīng)常受認為因素的影響。采用定時控制經(jīng)常造成道路有效應(yīng)用時間的浪費，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當(dāng)前道路上交通車輛數(shù)的實際情況變化，其最大的缺陷就在于當(dāng)路況發(fā)生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導(dǎo)致交通堵塞。比如，有的時候東西方向車輛遠遠多于南北方向的車輛，那么在南北方向的通行時間停留就白白浪費了，而另一方面東西方向的車輛尚不能在規(guī)定時間疏散完畢，后面的車輛就必須等待下一輪通行時間顯示的到來又或者兩個方向的車輛在下班高峰期間都劇增，而時間設(shè)置仍然

7、是先前預(yù)設(shè)的 50 秒固定值，由此勢必產(chǎn)生交通堵塞，導(dǎo)致城市交通效率的下降。目前，有一種使用“模糊控制”技術(shù)控制交通燈的方法。能夠根據(jù)十字路口兩個方向上車輛動態(tài)狀況，自動判斷紅綠燈時間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不像定時控制，能用數(shù)字顯示器顯示當(dāng)前燈色剩余時間，以便于駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作，及時停車或啟動。1.2 本文主要研究內(nèi)容1.21 系統(tǒng)的設(shè)想方案由于目前的城市交通燈存在著一些不足：定時控制不太適合交通流有很大變化的交叉口控制；模糊控制盡管能實現(xiàn)對車輛流進行實時控制，但卻不能用數(shù)字顯示器顯示當(dāng)前燈色剩余時間。因而需要對此加以改進。本文使用傳感器實時檢測車輛的到

8、來，使用 LM567 音頻譯碼器巡回檢測諸如3消防車、警車等緊急車輛的到來，并通過 AT89C52 單片機對采集的數(shù)據(jù)進行控制處理，使得交通燈可以根據(jù)路面當(dāng)時的車流量來實時控制顯示時間，讓在同一輪中到達的車輛在這輪全部疏散完畢，而不需要因為這一輪時間到而等到下一輪再疏散，這樣可以大大改善當(dāng)今各大城市中存在的交通堵塞問題。1.22 論文的組織結(jié)構(gòu)本文將討論城市智能交通燈的硬件實現(xiàn)方案、各關(guān)鍵硬件模塊的較詳細討論和具體硬件設(shè)計電路的實現(xiàn)；軟件的較詳細介紹和軟件流程的實現(xiàn)。二硬件實現(xiàn)框架2.1 單片機控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案圖1系統(tǒng)硬件接口如圖 1 所示，整個單片機控制系統(tǒng)主要由主機模塊、從機模塊、通行

9、時間顯示模塊和紅綠燈顯示模塊組成。(1)東西南北方向各有 1 個從機模塊，一共有 4 個。主要完成如下功能：對通過交通車輛的實時檢測，并對車輛進行計數(shù)；對緊急車輛，諸如救護車、警車、消防車的識別；實現(xiàn)與主機模塊之間的串行通信。(2)主機模塊是整個系統(tǒng)的核心，主要完成如下功能：根據(jù)從機模塊發(fā)送過來的車輛數(shù)，調(diào)整數(shù)碼顯示減一的時間間隔；實現(xiàn)與從模塊之間的串行通信。4李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用(3)交通燈通行時間顯示模塊是用來表示燈色顯示的剩余時間，駕駛員可以根據(jù)剩余時間來調(diào)整車輛的運行速度。(4)紅綠燈顯示模塊顯示當(dāng)前的交通狀態(tài)，本文采用雙色發(fā)光二極管進行紅綠

10、燈顯示。2.2 AT89C52 單片機2.21 主要特性AT89C52 是一種低功耗、高性能、內(nèi)含 8KB 閃速存儲器的 8 位 CMOS 微控制器。這種器件系以 ATMEL 高密度不揮發(fā)存儲技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。AT89C52 芯片內(nèi)部具有下列硬件資源：8KB 閃速存儲器、256 個字節(jié) RAM、32 條 I/0 線、三個 16 位定時/計數(shù)器、六源兩級中斷結(jié)構(gòu)、全雙工串行口、片內(nèi)振蕩器及時鐘電路等等。此外，AT89C52 以靜態(tài)邏輯設(shè)計而成，其時鐘頻率為0HZ24MHZ。2.22 AT89C52 引腳配置如圖 2 所示：圖 2 AT89C52 引腳圖P0

11、 口：P0.0P0.7 統(tǒng)稱為 P0 口。當(dāng)不接外部存儲器與不擴展 I/O 接口時，它可作為準(zhǔn)雙向 8 位輸入/輸出接口。當(dāng)接有外部存儲器或擴展 I/O 接口時，P0 口為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。它分時提供 8 位地址總線和 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。當(dāng)EPROM 編程時，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。P1 口：P1.0P1.7 統(tǒng)稱為 P1 口?？勺鳛闇?zhǔn)雙向 I/O 接口使用。P2 口：P2.0P2.7 統(tǒng)稱為 P2 口?？勺鳛闇?zhǔn)雙向 I/O 接口。當(dāng)接有外部存儲器或5李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用擴展 I/O 接口且尋址范圍超過 256

12、 個字節(jié)時，P2 口用于高 8 位地址總線送出高 8 位地址。對 EPROM 編程和進行程序驗證時，P2 口接收輸入的高 8 位地址。P3 口：P3.0P3.7 統(tǒng)稱為 P3 口。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/0 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨立定義為第 1 功能的輸入輸出或第 2 功能。2.23 AT89C52 串行通信(1) 通信方式AT89C52 單片機具有并行和串行兩種基本的通信方式。并行通信時構(gòu)成 1 組數(shù)據(jù)的各位同時進行傳送，例如 8 位數(shù)據(jù)或 16 位數(shù)據(jù)并行傳送。其特點時傳輸速度快，但當(dāng)距離較遠、位數(shù)又多時導(dǎo)致了通信線路復(fù)雜

13、且成本高。串行通信時數(shù)據(jù)一位接一位地順序傳送。其特點時通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現(xiàn)通信(如電話線)，從而大大地降低了成本，特別適用于遠距離通信。缺點是傳送速度慢。本文中使用采用了方式 2。(2) 串行接口AT89C52 內(nèi)部有 1 個功能很強的全雙工串行口，可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。串行口結(jié)構(gòu)如圖 4：圖4串行口結(jié)構(gòu)圖6李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用發(fā)送和接收寄存器為兩個獨立的物理實體一個地址(99H)，記作 SBUF。在發(fā)送時 CPU 由 1 條寫發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)或字符寫入串行口的發(fā)送緩沖器SBUF(發(fā)送)中，然后從 TXD 端 1 位 1 位地

14、向外發(fā)送。與此同時，接收端 RXD也可 1 位 1 位地接收數(shù)據(jù)，直到收到 1 個完整的字符數(shù)據(jù)后通知 CPU，再用 1條指令把接收緩沖器 SBUF 的內(nèi)容讀入累加器。在整個串行收發(fā)過程中，CPU 操作時間很短，使得 CPU 還可以從事其它的各種操作，從而大大提高 CPU 的效率。(3) 串行口工作方式AT89C52 單片機串行口有四種工作方式，其中方式 2 為 11 位異步通信口。一幀信息由 11 位組成。除了起始位 0、停止位 1 和 8 位數(shù)據(jù)，還有一位可編程位(第9 位)，存放數(shù)據(jù)/地址標(biāo)志。發(fā)送時，寫 SBUF 地址，把 8 位數(shù)據(jù)裝入 SBUF，同時把數(shù)據(jù)/地址標(biāo)志 TB8狀態(tài)送入

15、第 9 位，從 TXD 端送出一幀數(shù)據(jù)，置 TI 為 1。接收時，REN=1 允許接收，RB8 接收的是 TB8 狀態(tài)。RB8=0 表示接收的是數(shù)據(jù)，RB8=1 表示接收的是地址。在多機通信中能否接收還受 SM2 控制，方式2 波特率2SMOD/64*fox本文中使用了工作方式 2。(4) 多機通訊原理如前所述，專用寄存器 SCON 的 SM2 為方式 2 和方式 3 的多機通訊控制位。當(dāng)主機欲向某從機傳送一數(shù)據(jù)塊時，首先發(fā)送該從機的代碼，或稱從機地址，以選定目的從機。我們可以對從機代碼字節(jié)和此后傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)作不同安排，是前者的第 9 數(shù)據(jù)位為 1，后者的為 0。接收機若將其 SM2 置成

16、1，則當(dāng)主機發(fā)送從機代碼字節(jié)時，因其 TB8=1，故各從機接收到的 RB8 均為 1。于是各從機的RI 全被置位，這樣，諸從機都產(chǎn)生各自的中斷。他們的中斷服務(wù)程序檢查主機發(fā)來的從機代碼是否與本身的代碼相符。相符者，即主機所呼叫的目的從機，將其 SM2 位清成 0，準(zhǔn)備接收此后的數(shù)據(jù)字節(jié)。其他未被選中的從機仍保留其 SM2位為 1。數(shù)據(jù)字節(jié)的 TB8=0，各從機接收時，RB8=0。這樣，只有其 SM2 已清 0的目的從機才能將其 RI 置 1，從而請求中斷，在中斷服務(wù)程序中對此數(shù)據(jù)字節(jié)進行處理。其他從機因其 SM2 仍為 1，故 RB8 為 0 時不會有中斷請求發(fā)生，因此不理會主機發(fā)來的數(shù)據(jù)，而

17、繼續(xù)其本身的作業(yè)。7李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用三3.1 硬件組成結(jié)構(gòu)從機模塊從單片機模塊由輸入量采集模塊和 AT89C52 單片機組成。硬件接口如圖 5所示：圖5從模塊硬件結(jié)構(gòu)圖3.2 系統(tǒng)輸入量的采集圖 6 輸入量的采集8李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用3.21 普通車輛信號的采集(1) 紅燈方向排隊等候的車輛數(shù)量(2) 綠燈方向通過道口的車輛數(shù)量以及在此期間從后面過來的排隊車輛數(shù)為了采集上述數(shù)據(jù)，在十字道口的四側(cè)共設(shè)置了八個傳感器，如圖 6 所示：傳感器為一振蕩器，其諧振電感埋藏在道路中部，當(dāng)有車輛通過時，電感量變化引起

18、震蕩頻率發(fā)生變化，傳感器的輸出引腳接至單片機，由單片機的計數(shù)器記錄一次。位于斑馬線附近的為近端傳感器，另一端為遠端傳感器，兩個傳感器相距大約 50m，稱這段距離為“等待距離”。紅燈期間，由遠端傳感器記錄進入“等待距離”的車輛數(shù)；綠燈期間，一方面，近端傳感器開始計數(shù)，從而知道在此期間通過道口的車輛數(shù)量，進一步判斷在同一輪到達的車輛是否已經(jīng)疏散完畢；另一方面，在綠燈期間由于后面的車輛仍然會進入“等待距離”，因而在此期間遠端傳感器也在計數(shù)，直至下一次綠燈期間置為 0。3.22 緊急車輛信號的采集(1) LM567 音頻譯碼器當(dāng)有消防車、緊急車輛到來時，系統(tǒng)能夠辨別它們的到來，為此采用了 LM567音

19、頻檢測器，每個方向由 3 個 LM567 構(gòu)成一組，將其置于遠端傳感器附近，如圖 6 所示。LM567 為通用音頻譯碼器，是一片鎖相環(huán)電路，采用 8 列雙列直插塑封。圖 7 LM567 引腳圖如圖 7 所示， 6 腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率 f1，5、f11/1.1RC1。1、2 腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級低通濾波網(wǎng)絡(luò)，2 腳所接電容 C3 決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。1 腳接電容 C2 的容量應(yīng)至少是 2 腳電容的 2 倍。3 腳是輸入端，9李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用要求輸入信號25

20、mV。8 腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個集電極開路的三極管，允許最大灌電流為 100mA。LM567 的工作電壓為 4.759V，工作頻率從 0.01HZ500kHZ，其可調(diào)帶寬從 0%14%，具有寬信號輸出、對噪聲有較高的抑制作用，能夠抗干擾假信號，而且其中心頻率一旦設(shè)置，具有高穩(wěn)定性。LM567 的基本功能如下：當(dāng) LM567 的 3 腳輸入幅度25mV，頻率在其帶寬內(nèi)的信號時，8 腳由高電平變成低電平，2 腳輸出經(jīng)頻率/電壓變換的調(diào)制信號；如果在器件的 2 腳輸入音頻信號，則在 5 腳輸出受 2 腳輸入調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)頻方波信號。在文中僅利用了 LM567 接收到相同頻率的載波信號后，8

21、腳電平由高變低這一特性，來形成對緊急車輛聲音頻率的辨別。(2) 音頻采集的工作原理當(dāng)緊急車輛，如消防車到來時，音頻傳感器采集其產(chǎn)生的聲音信號，經(jīng)過放大器放大，輸入到 LM567 的 3 引腳。消防車產(chǎn)生的聲音忽高忽低，根據(jù)其聲音頻率的特點，在系統(tǒng)中設(shè)置 3 個 LM567 音頻譯碼器，分別通過調(diào)整 R 設(shè)置 3 種高低不同的中心頻率。這樣，如果是消防車到來的時候，其聲音頻率 f0 在不同的時刻分別和對應(yīng)的 LM567 中設(shè)置的中心頻率 f1 相等，即 f0=f1 ，則 LM567 便開始工作，8 腳由高電平變?yōu)榈碗娖?。如果在一定時間內(nèi)，本系統(tǒng)中定為 3S，3 個LM567 的 8 腳都由高電平

22、變?yōu)榈碗娖剑驼f明有消防車到來。這時系統(tǒng)使將所有紅綠燈置為紅燈顯示，使消防車順利通過十字路口，提高了其工作的效率。3.3 從機功能(1) 對通過車輛的實時檢測，并對車輛進行計數(shù)。(2) 對緊急車輛，諸如救護車、警車、消防車的識別(3) 實現(xiàn)與主單片機模塊之間的串行通信。當(dāng)有普通車輛通過時，電感量變化引起遠端傳感器的震蕩頻率發(fā)生變化，輸入至 AT89C52 單片機的 T0 引腳， 計數(shù)器加 1。T0從而能夠?qū)崟r識別車輛的到來，并對到來的車輛數(shù)進行統(tǒng)計，得到一段時間內(nèi)的總車輛數(shù)。當(dāng)主機模塊發(fā)送請求要求從機模塊將 T0 中的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機模塊時，T0 中的數(shù)據(jù)則通過其 TXD 引腳將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機模

23、塊。在綠燈期間，車輛通過道口時，電感量變化引起近端傳感器的震蕩頻率發(fā)生變化，輸入至 AT89C52 單片機的 T1 引腳，T1 計數(shù)器加 1。從而能夠確定一定時間內(nèi)通過的車輛數(shù)，可以根據(jù)其確定當(dāng)顯示的時間減到 10 時剩下的車輛數(shù)。當(dāng)主機模塊請求發(fā)送 T1 中的數(shù)據(jù)時，將其通過 TXD 引腳發(fā)送給主機模塊。10李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用如果有緊急車輛，如救護車、警車、消防車到來時，其產(chǎn)生的聲音信號經(jīng)音頻傳感器采集、放大器放大后，輸入到 LM567 的 3 引腳，如果是與 LM567 設(shè)置的中心頻率相符， LM567 的 8 引腳就會由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑒t輸

24、出至 AT89C52單片機的 P0.1P0.3 引腳。單片機在 3S 內(nèi)連續(xù)查詢到 P0.1、P0.2、P0.3 引腳都變?yōu)榈碗娖剑瑒t可判斷有緊急車輛到來，從而通過 TXD 向主單片機模塊請求給予處理。3.4 從機程序設(shè)計(見第六部分)四4.1 單片機控制系統(tǒng)工作過程主機模塊如圖 8 所示。以東西方向綠燈轉(zhuǎn)換為紅燈為計時起點：(1)通行時間顯示的數(shù)字是固定不變的，將主模塊的 R7 設(shè)定初值為#32H(M=50)，這并不表示顯示經(jīng)過 50S 才減到 0，因為通行時間顯示的數(shù)字減一的時間間隔并不一定是 1S，而是根據(jù)車輛數(shù)量來決定的。(2)這時遠端傳感器開始檢測車輛的到來，通過從機模塊的 T0 計

25、數(shù)器進行計數(shù)，當(dāng)南北方向的綠燈通行時間顯示減到了 0 時，東西方向的紅燈則轉(zhuǎn)為綠燈，開始時間顯示數(shù)字 50。并且東西方向從機模塊的 T0 置為 0，然后繼續(xù)開始為下一輪車輛計數(shù)。主機模塊通過 TXD 先后向東西方向的從模塊發(fā)送#01H，請求從模塊開始發(fā)送 T0 計數(shù)器中的值。從東方向接收的 T0 值存入(R0)，西方向T0 值存入(R0)+1 中。(注：設(shè) L 為“等待距離”的長度 50m，C 為一般車輛的長度，設(shè)為 3m，則車輛數(shù)不會超過 L/C，即最大車輛數(shù)為 50/316<2 =256，所以 T0 計數(shù)器只會用到低字節(jié)部分，發(fā)送的時候只發(fā)送 TL0 就可以了，下面的 T1 也同樣)

26、。(3)比較東西方向的車輛數(shù)，即比較(R0)和(R0)+1，取大值存入 B 寄存器。假設(shè)此時 B 中的內(nèi)容為#0AH (N=10 輛)，這 10 輛車通過需要的時間是：10*V(V為車輛通過道口的速度，設(shè)為 15km/h)42S，那么數(shù)碼顯示減一的時間間隔為 50/42=1.2S，主模塊 T0 定時器的定時值設(shè)為 100ms，則置 R6(循環(huán)次數(shù))的初值#0CH(=12)。當(dāng) R60 時，時間間隔已到 1.2S 時間，時間顯示上的數(shù)字減一顯示。118李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用(4)當(dāng)時間顯示上的數(shù)字減到 10 時，主模塊發(fā)送02H 請求東西方向從模塊發(fā)送T

27、1 中的值，存入(R0)和(R0)1 單元中，比較兩個單元值的大小，取大值。假如大值為 R，則通過的車輛數(shù)為 R，而剩下的車輛數(shù)為 N-R，那么時間顯示減一的時間間隔改為 10/(N-R)，根據(jù)這個值重新設(shè)置 R6 的初值，以確保剩下的車輛能夠全部順利通過。(5)如有消防車等緊急車輛到來時，從模塊通過 TXD 向主模塊發(fā)送#00H，請求處理。主模塊收到#00H 后置所有的紅綠燈顯示為紅燈，讓緊急車輛迅速通過。(6)當(dāng)時間顯示的數(shù)字減為 0 時，主模塊發(fā)送南北方向的從模塊地址，重復(fù)(1)(6)步驟。圖8CMP 子程序流程圖4.2 主機程序設(shè)計(見第六部分)12李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機

28、在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用五5.1 紅綠燈顯示顯示模塊每個方向使用多個雙色發(fā)光二極管進行紅綠燈顯示。如圖 9 所示，雙色發(fā)光二極管實際上是把兩只 LED 反極性并聯(lián)后封裝在管殼內(nèi)，通常一只為紅色 LED1，另一只為綠色 LED2，其外形與普通發(fā)光二極管相同。雙色發(fā)光二極管常用作極性指示器，如果用發(fā)紅光表示正極性信號接通，那么發(fā)綠光就表示負極性信號被接通。AT89C52 單片機的 P1 口用作紅綠燈顯示。圖9雙色發(fā)光二極管5.2 通行時間顯示5.21 可編程并行 I/O 接口 8255A為了減小系統(tǒng)的復(fù)雜性，采用 LED 數(shù)碼管，進行靜態(tài)顯示。使用 8255A 可編程并行接口的 A 口和 B

29、口進行數(shù)字顯示，并作為 AT89C52 單片機的 I/O 接口。8255A 可編程并行輸入/輸出接口芯片是 Intel 公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)外圍接口電路。它采用 NMOS 工藝制造，用單一+50V 電平供電，具有 40 條引腳，采用雙列直插式封裝。它有 A、B、C3 個端口共 24 條 I/O 線，可以通過編程的方法來設(shè)定端口的各種 I/O 功能。由于它功能強，又能方便地與各種微機系統(tǒng)相接，而且在連接外部設(shè)備時，通常不需要再附加外部電路，所以得到了廣泛的應(yīng)用。8255A 的引腳如圖 10 所示：13李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用圖 10 8255 引腳圖本文中 82

30、55A 工作于方式 0(基本輸入/輸出方式)8255A 有 3 種工作方式，即方式 0、方式 1 和方式 2，這些工作方式可用軟件編程來指定。方式 0 不需要任何選通信號，A 口、B 口及 C 口的高 4 位和低 4位都可以設(shè)定為輸入或輸出。作為輸出口時，輸出的數(shù)據(jù)均被鎖存；作為輸入口時，A 口的數(shù)據(jù)能鎖存，B 口與 C 口的數(shù)據(jù)不能鎖存。在方式 0 下，外設(shè)隨時可提供數(shù)據(jù)給微處理器，而外設(shè)也隨時可以接受微處理器送出的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳送前無需“選通”和“狀態(tài)”信號，也不必等待中斷請求信號。方式 0 輸入輸出工作方式的特點是：只要或 WR 和 RD 信號有效，就能進行數(shù)據(jù)傳送。另外 C 口的上 4

31、位和下 4 位在工作方式控制字中可以分別編程。但應(yīng)注意 C 口數(shù)據(jù)的傳送是以字節(jié)為單位進行的，不能單獨地讀寫上 4 位或下 4位口。使用時應(yīng)注意，不要在寫一個 4 位口時，使另一個 4 位口的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，為此編程時需加屏蔽位。由于 LED 數(shù)碼顯示管要隨時接收 AT89C52 送出的數(shù)據(jù)，因而本系統(tǒng)采用了方式 0。六6.1 從機程序設(shè)計6.11 從機主程序設(shè)計從機的主程序中主要完成以下功能：T0、T1 計數(shù)器的初始化；串行口工作方式的初始化；程序設(shè)計連續(xù)查詢 3S 內(nèi) P0.1P0.3 是否都變?yōu)榈碗娖?，如果是則通過 TXD 與主機模塊聯(lián)絡(luò)，聯(lián)絡(luò)信號為#00H，表示緊急車輛的到來。14李成平

32、電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用ORGLJMPORGLJMPORGLJMPORGLJMPMAIN：MOVMOVMOVMOVMOVMOVMOVSETBSETB2000HMAIN000BHINT0001BHINT10023HSBR1PCON，#80HSCON，#90HTMOD，#11HTH1，#00HTL1，#00HTH0，#00HTL0，#00HEAES；CPU 開中斷；允許串行口中斷；DELAY 為 1s 延時子程序；波特率加倍；工作方式 2，允許接收；初始化計數(shù)器；串行中斷服務(wù)程序入口；T1 中斷服務(wù)程序入口；T0 中斷服務(wù)程序入口LCALL DELAYJBP0.1

33、，MAINLCALL DELAYJBP0.2，MAINLCALL DELAYJBURGENT： SETBSETBSETBMOVMOVJBENDP0.3，MAINP0.1P0.2P0.3A，#00HSBUF，ATI，MAIN；傳送結(jié)束；00H：有緊急車輛到來15李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用6.12 從機串行中斷服務(wù)程序設(shè)計(1)流程圖圖 11 從機串行中斷服務(wù)程序流程圖16李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用(2)程序設(shè)計從機串行通信采用中斷方式SLAVE：本從機地址R0：數(shù)據(jù)塊首址CLRPUSHRIASETB RS1SETB RS

34、0MOV A，SBUFXRLJZRETURN： POPRETISSIO1：CLRSM2；發(fā)送本機地址，供主機核對；等待主機發(fā)送01HA，#SLAVESSIO1A；不是呼叫本機，恢復(fù)現(xiàn)場；核對是否是本機地址；是，則轉(zhuǎn)MOV SBUF，#SLAVEJNBCLRJNBRI，$RIRB8，SSIO2SETB SM2SJMP RETURNSSIO2：MOV A，SBUFCJNEA，#01H，NEXT；復(fù)位信號，返回；取出命令；是主機請求發(fā)送 T0 命令；遠端傳感器；開始發(fā)送數(shù)據(jù)MOV A，TL0LOOP2：MOV SBUF，ASJMP FINISHNEXT：MOV A，TL1MOV SBUF，AFINI

35、SH：JNBCLRSETBSJMPTI，$TISM2RETURN；近端傳感器；是否已經(jīng)發(fā)送17李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用6.2 主機程序設(shè)計6.21 主機串行通信子程序設(shè)計(1 流程圖見圖 11圖 12 主機串行通信程序流程圖18李成平電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文單片機在城市智能交通燈控制中的應(yīng)用(2)程序設(shè)計說明：R0： 數(shù)據(jù)塊首地址R1： 被尋址的從機地址R2： 主機接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)R3： 初值置為 2，表示收集東、西(南、北)兩個方向的數(shù)據(jù)01 H：由主機發(fā)送，表示主機請求從機開始發(fā)送 T0 中的數(shù)據(jù)02 H：由主機發(fā)送，表示主機請求從機開始發(fā)送 T1

36、中的數(shù)據(jù)FF H：主機發(fā)送的一條控制指令，使所有從機都處于 SM2=1 的狀態(tài)DISPLAY：8255 顯示子程序MSIO0： MOV SCON，#90HMOV P1，#00111100HSJMP MSIO1MSIO6： INCR1；轉(zhuǎn)向另外一個從機地址MSIO1： MOV A，R1MOV SBUF，AJNBCLRXRLJZXRLJZRI，$RI；接收到從機的響應(yīng)地址；判斷是否是緊急車輛；是，則轉(zhuǎn)向 QUICK 子程序處理；是主機需要的從機響應(yīng)，則轉(zhuǎn)；準(zhǔn)備重發(fā)地址；設(shè)置地址幀標(biāo)志；重發(fā)地址；置所有紅綠燈顯示為“紅”；主機發(fā)送，讓從機開始傳送數(shù)據(jù)；告訴從機可以開始傳 T0 中的數(shù)據(jù)了；等待從機發(fā)送數(shù)據(jù)；接收從機發(fā)來的數(shù)據(jù)；存入數(shù)據(jù)19；置東西向為綠燈MOV A，SBUFA，#00HQUICKA，R1MSIO3MSIO2： MOV SBUF，#0FFHSETB TB8SJMP MSIO1QUICK： MOVSJMPMSI