基于-單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-論文

1、-. z畢 業(yè) 論 文題 目基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) -. z摘要近年來(lái)隨著科技的飛速開(kāi)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件構(gòu)造，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。十字路口車(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。則靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制囂，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)

2、際車(chē)流量通過(guò)8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；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；車(chē)輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；交通燈 Abstract In recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are constantly go, at the same time drive the traditional control detection nissin month

3、good updates.Crossroads transports, bustling, bike lanes, pedestrian footbridge humanitarian, in an orderly way. So what to do this in order Rely on is the automatic mand system of traffic lights. A lot of traffic signal lamp control way. This system adopts the MSC - 51 series microcontroller ATSC51

4、 and programmable parallel I/O interface chip 8255 a tao, a device for the center to design a traffic light control can realize the according to actual traffic by 8051 chip P1 mouth set function of red and green light burning time; Light traffic light cycle. The countdown with 5 seconds left yellow

5、lights flashing warning; Vehicle running a red light alarm; Green time can detect the number of cars and can through digital tube display. The system practical, simple operation, strong e*tended functionality. Key words:single chip microputer; The traffic light 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc29422

6、前言 PAGEREF _Toc29422 5 HYPERLINK l _Toc25942 第一章 單片機(jī)的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc25942 6 HYPERLINK l _Toc27413 1.1單片機(jī)的概述 PAGEREF _Toc27413 6 HYPERLINK l _Toc4957 1.2 單片機(jī)的開(kāi)展 PAGEREF _Toc4957 6 HYPERLINK l _Toc15531 1.3 單片機(jī)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc15531 7 HYPERLINK l _Toc11844 第二章 單片機(jī)交通燈 PAGEREF _Toc11844 8 HYPERLINK l _To

7、c21791 2.1單片機(jī)交通燈開(kāi)展前景 PAGEREF _Toc21791 8 HYPERLINK l _Toc24844 2.2單片機(jī)交通燈的應(yīng)用 PAGEREF _Toc24844 8 HYPERLINK l _Toc8571 第三章 MSC-51芯片簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc8571 9 HYPERLINK l _Toc17017 3.1 MSC-51構(gòu)造 PAGEREF _Toc17017 9 HYPERLINK l _Toc19407 3.2 8255芯片簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc19407 9 HYPERLINK l _Toc29009 3.3 74LS373簡(jiǎn)介 PAG

8、EREF _Toc29009 10 HYPERLINK l _Toc26864 第四章 系統(tǒng)硬件PAGEREF _Toc26864 11 HYPERLINK l _Toc912 4.1 交通管理的方案論證 PAGEREF _Toc912 11 HYPERLINK l _Toc16742 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16742 11 HYPERLINK l _Toc26681 4.3系統(tǒng)總框圖 PAGEREF _Toc26681 12 HYPERLINK l _Toc30319 4.4系統(tǒng)工作原理 PAGEREF _Toc30319 12 HYPERLINK l _Toc631

9、6 4.5 硬件延時(shí) PAGEREF _Toc6316 12 HYPERLINK l _Toc3208 4.5.1 初值計(jì)算 PAGEREF _Toc3208 12 HYPERLINK l _Toc7592 4.5.2秒的方法 PAGEREF _Toc7592 12 HYPERLINK l _Toc28385 4.6交通硬件線路圖 PAGEREF _Toc28385 13 HYPERLINK l _Toc19808 第五章 控制器的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc19808 14 HYPERLINK l _Toc23443 5.1軟件延時(shí) PAGEREF _Toc23443 14 HYPER

10、LINK l _Toc3094 5.2時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 PAGEREF _Toc3094 14 HYPERLINK l _Toc11231 5.2.1 8051并行口的擴(kuò)展 PAGEREF _Toc11231 14 HYPERLINK l _Toc18953 5.2.2 8255與8051的連接 PAGEREF _Toc18953 15 HYPERLINK l _Toc25897 5.3交通燈的流程圖 PAGEREF _Toc25897 15 HYPERLINK l _Toc10334 5.4交通燈的軟件設(shè)計(jì)如下 PAGEREF _Toc10334 16 HYPERLINK l _Toc17

11、9 第六章 結(jié)論 PAGEREF _Toc17919 HYPERLINK l _Toc13000 第七章 致 PAGEREF _Toc13000 20 HYPERLINK l _Toc18555 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc18555 21前言當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車(chē)通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)

12、式方形玻璃提燈組成，紅色表示停頓，綠色表示注意。186年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，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(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示停頓，綠燈亮表示通行。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能發(fā)覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以

13、有效管制，對(duì)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。1968年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志制止*一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正在路口行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在穿插路口的停車(chē)線后停車(chē)。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線而不能平安停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入穿插路口。第一章 單片機(jī)的簡(jiǎn)介1.1單片機(jī)的概述 單片機(jī)技術(shù)的開(kāi)展對(duì)社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生了巨大的影響。今天，單片機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)展速度、深度及其廣度，在國(guó)

14、防、科學(xué)研究、政治經(jīng)濟(jì)、教育文化等方面幾乎無(wú)所不及。將之用于交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)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。 一臺(tái)能夠工作的計(jì)算機(jī)要有這樣幾個(gè)部份構(gòu)成：CPU(進(jìn)展運(yùn)算、控制)、RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ))、ROM(程序存儲(chǔ))、輸入，輸出設(shè)備(例如：串行口、并行輸出口等)。在個(gè)人計(jì)算機(jī)上這些部份被分成假設(shè)干塊芯片，安裝一個(gè)稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機(jī)中，這些部份，全部被做到一塊集成電路芯片中了，所以就際=缸單片(單芯片)機(jī)，單片機(jī)即微控制器有一些單片機(jī)中除了上述部份外，還集成了其它部份如AID，DIA，定時(shí)計(jì)數(shù)器，RTC，各種串行接口等。1.2 單片機(jī)的開(kāi)展單片機(jī)

15、微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，部包含有計(jì)算機(jī)的根本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)的開(kāi)展分為4個(gè)階段： 第一階段197476年：?jiǎn)纹瑱C(jī)初級(jí)階段。因?yàn)槭芄に囅拗?，單片機(jī)采用單片的形式而且功能比擬簡(jiǎn)單。例如美國(guó)仙童公司生產(chǎn)的F8單片機(jī)，實(shí)際上只包括了8位CPU，64個(gè)字節(jié)的RAM和2個(gè)并行接口 第二階段197678年：低性能單片機(jī)階段。以Intel公司生產(chǎn)的MCS48系列

16、單片機(jī)為代表，該系列單片機(jī)片集成有8位CPU，8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并行I/O接口，RAM和ROM等，但是最大的缺點(diǎn)就是無(wú)串行接口，中斷處理比擬簡(jiǎn)單而且片RAM和ROM容量較小，且尋址圍不大與4KB。第三階段197883高性能單片階段這個(gè)階段推出的單片機(jī)普遍帶有串行接口。多級(jí)中斷系統(tǒng)，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，片ROM，RAM容量加大，且尋址圍可達(dá)64KB，有的片還帶有A/D轉(zhuǎn)換器。第四階段1983年至今8位單片機(jī)穩(wěn)固開(kāi)展以及16位單片機(jī)，32 位單片機(jī)推出階段。此階段的主要特征是：一方面開(kāi)展16位單片機(jī)，32位單片機(jī)及專用型單片機(jī)；另一方面不斷完善高檔8位單片機(jī)，改善其構(gòu)造，增加片器件，以滿足不同

17、的客戶要求。1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)1高集成度，體積小，高可靠性 單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片，故可靠性高。 2控制功能強(qiáng) 為了滿足對(duì)對(duì)象的控制要求，單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門(mén)的控制功能。 3低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機(jī)的工作電壓僅為1.8V3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。 4易

18、擴(kuò)展 片具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 5優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)的性能極高。為了提高速度和運(yùn)行效率，單片機(jī)已開(kāi)場(chǎng)使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。單片機(jī)的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可到達(dá)1MB和16MB，片的ROM容量可達(dá)62MB，RAM容量則可達(dá)2MB。由于單片機(jī)的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更使其價(jià)格十分低廉，其性能價(jià)格比極高。、第二章 單片機(jī)交通燈2.1單片機(jī)交通燈開(kāi)展前景近年來(lái)隨著科技的飛速開(kāi)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)

19、和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件構(gòu)造軟硬件結(jié)合，加以完善。十字路口車(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。則靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢.靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車(chē)流量通過(guò)8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示交通燈信號(hào)通過(guò)PA口輸出，顯示時(shí)間直接通過(guò)8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管；車(chē)輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)

20、間可檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能。2.2單片機(jī)交通燈的應(yīng)用 電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，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(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示停頓，綠燈亮表示通行。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能發(fā)覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以

21、有效管制，對(duì)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。1968年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志制止*一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正在路口行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在穿插路口的停車(chē)線后停車(chē)。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線而不能平安停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入穿插路口。第三章MSC-51芯片簡(jiǎn)介3.1 MSC-51構(gòu)造 8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(

22、ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)，計(jì)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。中央處理器是單片機(jī)部的核心部件，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。中央處理器主要由運(yùn)算部件和控制部件組成。運(yùn)算部件包括算術(shù)、邏輯部件ALU、布爾處理器、累加器ACC、存放器B、暫存器TMP1和TMP2、程序狀態(tài)字存放器PSW以及十進(jìn)制調(diào)整電路等。運(yùn)算部件的功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算、位變址處理和數(shù)據(jù)傳送操作?？刂撇考菃纹瑱C(jī)的神經(jīng)中樞，它包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、指令存放器、譯碼以及信息傳送控制部件。它以主振頻率為基準(zhǔn)發(fā)出CPU的時(shí)序，對(duì)指令進(jìn)展譯碼，然后發(fā)出各種控制信號(hào)，

23、完成一系列定時(shí)控制的微操作，用來(lái)控制單片機(jī)各局部的運(yùn)行。其中有一些控制信號(hào)線能簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)外圍控制邏輯，如控制地址鎖存的地址鎖存信號(hào)ALE，控制片外程序存儲(chǔ)器運(yùn)行的片外存儲(chǔ)器選擇信號(hào)EA，以及片外取指信號(hào)PSEN。3.2 8255芯片簡(jiǎn)介 8255可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口，即A口、B口和c口，對(duì)應(yīng)于引腳PATPA0、PB7-PB0和PC7-PC0。其部還有一個(gè)控制存放器，即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。c口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè)4位鎖存器。它們分別與端口A/B配合使用，可以用作控制信號(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入

24、。 8255有兩種控制命令字；一個(gè)是方式選擇控制字；另一個(gè)是c口按位置位/復(fù)位控制字。3.3 74LS373簡(jiǎn)介 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。器件的鎖存器輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS如圖一所示) 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。 當(dāng)鎖存使能端LE為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的也就是說(shuō)輸出同步。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。 u36755*出能直接接到 CMOS，NMOS 和 TTL 接口上 u25805*作電壓圍：2.0V6.0V u20302*輸入電流：1.0uA CMOS 器件的高噪聲抵抗特性 SN74LS

25、373，SN74LS374常用的8d鎖存器。常用作地址鎖存和I/0輸出，可以用74he373代換，74H373是高速CMOS器件，功能與74LS373一樣，兩者可以互換。74LS373有8個(gè)一樣的D型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個(gè)控制端(11腳c或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當(dāng)OE接地時(shí)，假設(shè)G為高電平，741Ls373接收由PPU輸出的地址信號(hào)；如果G為低電平，則將地址信號(hào)鎖存。 圖一 高性能硅門(mén) CMOS 器件第四章系統(tǒng)硬件4.1 交通管理的方案論證 東西、南北兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車(chē)輛和行人平安通行。紅燈亮制止通行。綠燈亮允許通行。黃燈亮

26、提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈亮?xí)r間為東西、南北兩道的公共停車(chē)時(shí)間。設(shè)東西道方向?yàn)橹鞲傻滥媳狈较驗(yàn)閺母傻?，四個(gè)路口安裝紅，黃，綠燈各一盞。指示燈亮的方案如下：50S 10S 40S 10S 東西道紅燈亮黃燈亮綠燈亮黃燈亮南北道綠燈亮黃燈亮紅燈亮黃燈亮根據(jù)指示燈燃亮的方案，對(duì)其做個(gè)詳細(xì)的說(shuō)明：1當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈，此道車(chē)輛制止通行，東西道行人可通過(guò)；南北道為綠燈，此道車(chē)輛通過(guò)，行人制止通行。時(shí)間為50秒。2黃燈閃爍10秒，警示車(chē)輛和行人紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。3當(dāng)東西方向?yàn)榫G燈，此道車(chē)輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車(chē)輛制止通過(guò)，行人通行。時(shí)間為40秒。東西方向車(chē)流大通行時(shí)間長(zhǎng)。4這樣如

27、上方案的時(shí)間和紅、綠、黃出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車(chē)輛就能平安暢通的通行。5此表可根據(jù)車(chē)流量動(dòng)態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 選用設(shè)備8031單片機(jī)選用設(shè)備：8031彈片機(jī)一片，8255并行通用接口芯片一片，74LS07兩片，MA*692一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管假設(shè)干，7805三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)。開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線假設(shè)干。在設(shè)計(jì)中利用軟件程序延時(shí)的方法來(lái)控制紅綠的亮的時(shí)間。考慮延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)所以先用T0產(chǎn)生終端然后通過(guò)計(jì)數(shù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)。利用口的P1.1、P1.2、P1.3作為紅綠燈控制端口。南北向的綠燈連在一塊，東西向的紅燈連在一塊，他們一塊與P1

28、.1相連。同樣南北向的紅燈連在一塊，東西向的綠燈連在一塊，他們一塊與P1. 2相連，四個(gè)黃燈連在一塊與P1.3相連。4.3系統(tǒng)總框圖如下4.4系統(tǒng)工作原理1開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò)8051單片機(jī)P1輸入到系統(tǒng) (2) 由8051單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過(guò)P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由8255的PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由8255的PC口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。3通過(guò)AT89C51單片機(jī)的P3.0位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng).牌位0就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展初始化，為1系統(tǒng)就開(kāi)場(chǎng)工作。4紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)有車(chē)輛闖紅燈時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)展報(bào)警，3S后然后恢復(fù)正常。5增加每次綠燈時(shí)間車(chē)流量檢測(cè)

29、的功能，并且通過(guò)查詢P2.0端口的電平是否為低，開(kāi)關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車(chē)流量，直到下一次綠燈時(shí)間重新記入。6綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。4.5 硬件延時(shí)4.5.1 初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL中的。他是以加法記數(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。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為c和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為T(mén)C。4.5.2秒的方法 在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使TO定時(shí)5O毫秒，這樣每當(dāng)TO到50毫秒時(shí)cPu就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷效勞子程序。在中斷效勞子程序中，cPu先使軟件計(jì)數(shù)器減1，然后判斷它是否

30、為零。為零表示1秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。4.6交通硬件線路圖第五章控制器的軟件設(shè)計(jì)5.1軟件延時(shí)MCS-51的工作頻率為2-12MHZ，我們選用的8031單片機(jī)的工作頻率為6MHZ。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*(1/6M)=2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定1秒的時(shí)間。其流程圖如下列圖所示： 開(kāi)場(chǎng)初始化 等待鍵盤(pán)事件定時(shí)器中斷程序鍵盤(pán)事件處理5.2時(shí)間及信號(hào)燈的顯示5.2.1 8051并行口的擴(kuò)展8051雖然有4個(gè)8位I/0端口，但真正能提供借用的只有Pl口。因?yàn)镻2和P0口通常用于傳送外部傳

31、送地址和數(shù)據(jù)，P3口也有它的第二功能。因此，8031通常需要擴(kuò)展。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(hào)燈的顯示都要用到一個(gè)I/0端口，顯然8031的端口是不夠，需要擴(kuò)展。 擴(kuò)展的方法有兩種：(1)借用外部RAM地址來(lái)擴(kuò)展I/0端口；(2)采用I/0接口新片來(lái)擴(kuò)大。我們用8255并行接口信片來(lái)擴(kuò)展I/0端口。5.2.2 8255與8051的連接用8051的PO口的pO.7連接8255的片選信號(hào)，我們用8031的地址采用全譯碼方式，當(dāng)pO.7：0時(shí)片選有效，其他無(wú)效，pO.1用于選擇8255端口。5.3交通燈的流程圖如下圖5.4交通燈的軟件設(shè)計(jì)如下 org 0000

32、h ajmp main ；指向主程序 org 0003h ajmp intt0 ；指向緊急車(chē)輛出現(xiàn)中斷程序 org 0013h ajmp intt1 ；指向一道有車(chē)而另一道無(wú)車(chē)中斷程序 org 0100hmain: setb p*0 ；置外部中斷0為高優(yōu)先級(jí)中斷 mov tcon,*00h ；置外部中斷0,1為電平觸發(fā) mov tmod,*10h ；置定時(shí)器1為方式1 mov ie,*85h ；開(kāi)CPU中斷，開(kāi)外部中斷0，1中斷disp: mov p1,*0f3h ；A綠燈放行，B紅燈制止 mov r2,*6eh ；置0.5s循環(huán)次數(shù)disp1: acall delay ；調(diào)用0.5s延時(shí)子程

33、序 djnz r2,disp1 ；55s不到繼續(xù)循環(huán) mov p1,*0f5h ；A黃燈警告，B紅燈制止 mov r2,*0Ah ；黃燈亮5syel1: acall delay djnz r2,yel1 ；2s未到繼續(xù)循環(huán) mov p1,*0deh ；A紅燈亮，B綠燈亮 mov r2,*6Eh disp2: acall delay djnz r2,disp2 ；25s未到繼續(xù)循環(huán) mov p1,*0eeh ；A紅燈亮，B黃燈亮 mov r2,*0Ahyel2: acall delay djnz r2,yel2 ajmp disp ；循環(huán)執(zhí)行主程序intt0: push p1 ；P1口數(shù)據(jù)壓棧保

34、護(hù) push 03h ；R3存放器壓棧保護(hù) push th1 ；TH1壓棧保護(hù) push tl1 ；TL1壓棧保護(hù) mov p1,*0f6h ；A,B道均為紅燈 mov r5,*28h ；置0.5s循環(huán)初值delay0:acall delay djnz r5,delay0 ；20s未到繼續(xù)循環(huán) pop tl1 ；彈?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng) pop th1 pop 03h pop p1 reti ；返回主程序intt1:clr ea ；關(guān)中斷 push p1 ；壓棧保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) push 03h push th1 push tl1 setb ea ；開(kāi)中斷 jnb p3.0,bp ；A道無(wú)車(chē)轉(zhuǎn)向 mov p1,*0f3h ；A綠燈，B紅燈 sjmp delay1 ；轉(zhuǎn)向5s延時(shí)子程序 bp: jnb p3.1,e*it ；B道無(wú)車(chē)退出中斷 mov p1,*0deh ；A紅燈，B綠燈delay1:mo