畢業(yè)論文-交通燈的設(shè)計

1、目 錄摘 要第一章 引言1.1 選題背景隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注，交通問題成為制約我國社會經(jīng)濟發(fā)展的一個大問題，我國人口眾多，現(xiàn)在大多數(shù)城市都經(jīng)常會出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已經(jīng)成為交通管理部門需要解決的重要問題之一 。隨著社會的發(fā)展，一個城市的交通是否便捷是衡量起是否具有發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。目前我國大中小城市都出現(xiàn)了交通擁堵的現(xiàn)象，特別是大城市，隨著城市機動車量的不斷增加，如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超符合運行的情況。因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效的改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快

2、速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用，而城市高速道路在構(gòu)造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度的利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題，可見改善城市交通燈控制系統(tǒng)是多么的重要。1.2 研究目標(biāo)和意義隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市街道車輛大幅度增長，給城市交通帶來巨大壓力，交通擁堵已經(jīng)成為影響城市可持續(xù)發(fā)展的一個全局性問題。已有的許多建立在精確模型基礎(chǔ)上的交通系統(tǒng)控制方案都存

3、在著一定的局限性。研究車輛通行規(guī)律，找出提高十字路口車輛通行效率的有效方法，對緩解交通阻塞，提高暢通率具有十分現(xiàn)實的意義。地面道路是一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，交通狀況十分復(fù)雜，使目前交通燈控制器的單一時段控制已不能滿足現(xiàn)代交通流量的多變性，特別是在交通流量高峰時，往往會造成交通路口的通過率下降，甚至出現(xiàn)交通混亂現(xiàn)象，城市的交通擁擠問題正逐漸引起人們的注意。道路平面十字路口是交通網(wǎng)中交通事故的“多發(fā)源”，國內(nèi)外城市的交通事故約有一半發(fā)生在十字路口。因此，十字路口這個事故多發(fā)源就引起人們的高度關(guān)注。隨著交通技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展及微機技術(shù)的應(yīng)用，人們設(shè)計出了適應(yīng)各種需要的交通檢測器、信號控制機和交通信號燈。在

4、現(xiàn)代城市中，人口和汽車日益增長，市區(qū)交通也日益擁擠，人們的安全問題也日益重要。因此，紅綠交通信號燈成為交管部門管理交通的重要工具之一。有了交通燈人們的安全出行有了很大的保障。自從交通燈誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進，設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化。尤其是近幾年來，隨著電子與計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路分析和設(shè)計方法有了很大的改進，電子設(shè)計自動化也已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，這些為交通燈控制電路的設(shè)計提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。1.3 交通燈的發(fā)展與應(yīng)用1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行

5、，這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。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”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。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。紅燈亮表示“停止”，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，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G

6、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。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。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。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。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。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。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入交叉路口。1.4 未來發(fā)展趨勢未來的交通燈應(yīng)該擁有自動調(diào)整亮燈時間長短的功

7、能。例如，可以自動感應(yīng)該地區(qū)的交通狀況，如果塞車，該交通燈能自動控制紅、黃、綠燈的亮燈時間長短。利用模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制技術(shù)進行交叉路口信號燈控制是今后單個交叉口信號燈控制的主要研究方向。將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和遺傳算法這三者結(jié)合起來用于交叉口信號燈的控制將有可能是今后交叉口信號控制研究的重點。1.5課程設(shè)計目的1.通過交通燈的設(shè)計，能使我們熟悉AT89C52單片機的工作原理，以方便交通燈的設(shè)計。2.通過單片機課程設(shè)計，熟悉掌握匯編語言，提高我們的動手和思維能力增長我們的見識，開闊我們的視野。1.6 設(shè)計主要研究內(nèi)容本次研究的是基于AT89C52單片機芯片的控制下，實現(xiàn)交通燈的如

8、下下功能：帶左轉(zhuǎn)、直行，右轉(zhuǎn)三種通行綠燈；夜間運行模式按鈕，按下時，所有方向黃燈閃爍；可更在線修改紅綠燈等待間隔時間；實現(xiàn)顯示倒計時功能。1.7設(shè)計要求1.方案合理、正確，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。2.軟件設(shè)計要求盡可能精煉、間斷和可靠運行。3.硬件電路要求簡單明了，以節(jié)約成本。第二章 交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 硬件選擇單片機的原因1優(yōu)點：單片機價格適當(dāng)，他體積小，運算速度快，定時器通過中斷方式給CPU發(fā)送信號，使CPU可以及時響應(yīng)，減少了系統(tǒng)開銷降低了系統(tǒng)功耗。單片機通過程序方式控制各種輸入輸出信號，可以方便的設(shè)計運行規(guī)則，而且可以在系統(tǒng)運行過程中設(shè)定交通燈亮滅的時間和選擇規(guī)則，從而

9、實現(xiàn)多種復(fù)雜功能。2缺點：可靠性差，抗干擾性能差，通用性差，擴展能力比較弱，處理能力會弱于PLC（若做大系統(tǒng)復(fù)雜的交通燈控制，估計有些困難），通訊不如PLC方便，編程語言復(fù)雜些。綜上述：比如要把整個城市的交通燈系統(tǒng)接入交通控制指揮中心，單片機做底層單個交通燈控制沒什么問題，考慮到城市的環(huán)保與節(jié)能等原因，我們應(yīng)該采用單片機控制交通燈，單片機不僅僅是成本低廉，并且結(jié)構(gòu)簡單，比較易于控制。如果出現(xiàn)問題也能很寬的找出問題并且處理。2.2單片機實現(xiàn)方案的論證通過分析可以知道，所要設(shè)計的交通信號控制電路要能夠適應(yīng)于有一條干道和一條支干道的匯合點形成的十字路口。能夠做到主，支的紅綠閃亮的時間不完全相同。在路

10、燈變紅的過程能夠用黃燈進行過渡。使得行駛過程中的車輛有足夠的時間停下來。還要求主，支干道各設(shè)一組計時顯示器，能夠顯示相應(yīng)的紅，綠，黃的倒計時。設(shè)計一個開關(guān)來控制晚上各個路口的信號等都變?yōu)辄S燈閃爍。我們利用單片機方案來實現(xiàn)，模型可以由電源電路，單片機主控電路，無線收發(fā)控制電路和顯示電路四部分組成。在電源電路中，需要用到+5V的直流穩(wěn)壓電源，主控電路的原件為MSC-51。硬件實際完成后還要利用計算機軟件進行軟件部分的設(shè)計才能實現(xiàn)相應(yīng)的功能。以單片機為核心，配以一定的外圍電路和軟件，以實現(xiàn)交通燈的功能。它由硬件部分和軟件部分組成。系統(tǒng)設(shè)計方案的硬件電路設(shè)計框圖如下圖2-1所示。功功能按鈕A T89C

11、52顯示燈74HC164LED顯示圖2-1硬件電路設(shè)計框圖2.3單片機及其發(fā)展單片機誕生于1971年，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片

12、機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。高端的32位Soc單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當(dāng)代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。主要階段早期階段SCM即單片機微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，如下圖，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM

13、與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。HYPERLINK /picview/1012/1012/0/b8798550815977598435247c.htmlMicro Controller Unit圖2-2中期發(fā)展MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在

14、發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。當(dāng)前趨勢SOC嵌入式系統(tǒng)(System on Chip）式的獨立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決，因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片機微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。單片機時一種

15、集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RMA、只讀存儲器ROM、多種I/O和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)，稱為單片機。2.4單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用根據(jù)單片機應(yīng)用場合及系統(tǒng)控制的要求不同，在規(guī)模、結(jié)構(gòu)上存在很大不同，根據(jù)使用功能器件的種類和數(shù)量，可分為基本系統(tǒng)和擴展系統(tǒng)。1. 基本系統(tǒng)在此系統(tǒng)中，包含一個單片機，在該單片機中含有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，僅在外部配置了維持系統(tǒng)運行的基本部件，例如電源、輸入/輸出，除了這些，還包括不擴充程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口以及其他功能部件，因此也被稱為最小系

16、統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-3所示。復(fù)位電路復(fù)位電路電源電路單片機時鐘電路輸入/輸出圖2-3單片機最小系統(tǒng)示意圖2. 擴展系統(tǒng)在大多數(shù)系統(tǒng)中，由于需要實現(xiàn)一些特殊的功能，采用最小系統(tǒng)無法滿足系統(tǒng)的控制要求，所以要擴展特殊功能部件，彌補單片機內(nèi)部資源的不足。單片機擴展系統(tǒng)通過并行I/O口或者串行口做總線，在外部擴展了程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、A/D轉(zhuǎn)換等特殊部件，以滿足控制系統(tǒng)的特殊要求，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-4所示。EPROM程EPROM程序存儲器RAM數(shù)據(jù)存儲器A/DD/A并行接口串行接口復(fù)位電路時鐘電路輸入/輸出電源電路單片機圖2-4單片機擴展系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)示意圖單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)

17、用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇：1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)

18、網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。3.在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在。4.在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。5.單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸

19、機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。2.5系統(tǒng)構(gòu)成 硬件電路由控制按鈕AT89C52單片機，四個8位共陰極LED顯示器，四個74HC164芯片及12個顯示燈等組成。軟件部分主程序主要由系統(tǒng)初始化段，交通燈的變化，調(diào)整時間子程序，顯示等閃爍組成。單片機的選擇。2.6芯片的選擇與介紹2.6.1 ATAT89C52屬于AT89C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應(yīng)用場合。89C52內(nèi)置8位 HYPERLINK /view/363896.htm t _

20、blank 中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù) HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器RAM、8k片內(nèi) HYPERLINK /view/421016.htm t _blank 程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工 HYPERLINK /view/716175.htm t _blank 串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM HYPE

21、RLINK /view/281961.htm t _blank 定時器、 HYPERLINK /view/1060187.htm t _blank 串行口和 HYPERLINK /view/597855.htm t _blank 中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。所以我選擇了AT89C52芯片。其主要功能列舉如下：1.片內(nèi)8kROM（可擴充64Kb）外部存儲器。2.256x8bit內(nèi)部RAM（可擴充64kB外部存儲器）。3.時鐘頻率3.5-12/24/33MHz。4.改進

22、型快速編程脈沖算法。5.兼容TTL和CMOS邏輯電平。6.空閑和掉電節(jié)省模式。7.32個雙向I/O口。8.3個16位可編程定時/計數(shù)器。9.向上或向下定時計數(shù)器。10.6個中斷源。11.幀錯誤偵測。12.自動地址識別。13.標(biāo)準(zhǔn)MCS-51內(nèi)核和指令系統(tǒng)。2.6.2 AT89C52如圖2-5.圖2-5引腳圖VCC：供電電壓。 GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8個TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫“1”時，被定義為 HYPERLINK /view/1410710.htm t _blank 高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù) HYPERLINK /view/

23、87697.htm t _blank 存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4個TTL門電流。P1口管腳寫入“1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸

24、入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序 HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器或16位地址 HYPERLINK /view/1273932.htm t _blank 外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù) HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器進行讀寫時，P2口輸出其 HYPERLINK /view/714719.htm t _blank 特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在FLASH編程

25、和校驗時接收高八位地址信號和 HYPERLINK /view/8407048.htm t _blank 控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口，管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（ HYPERLINK /view/494468.htm t _blank 外部中斷0）P3.3 /INT1（ HYPERLINK

26、/view/494468.htm t _blank 外部中斷1）P3.4 T0（計時器0外部輸入）P3.5 T1（計時器1外部輸入）P3.6 /WR（ HYPERLINK /view/1273932.htm t _blank 外部數(shù)據(jù) HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器）P3.7 /RD（ HYPERLINK /view/1273932.htm t _blank 外部數(shù)據(jù) HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個 HYPERLINK /view/7132

27、40.htm t _blank 機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部 HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器時， HYPERLINK /view/2260573.htm t _blank 地址鎖存允許的 HYPERLINK /view/355572.htm t _blank 輸出電平用于鎖存地址的底位字節(jié)。在FLASH HYPERLINK /view/3281.htm t _blank 編程期間，此 HYPERLINK /view/641241.htm t _blank 引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此

28、頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作 HYPERLINK /view/1273932.htm t _blank 外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。另外，該 HYPERLINK /view/641241.htm t _blank 引腳被略微拉高。如果 HYPERLINK /view/1125.htm t _blank 微處理器在外部 HYPERLINK /view/1730379.htm t _blank 執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止

29、，置位無效。/PSEN：外部 HYPERLINK /view/421016.htm t _blank 程序存儲器的選通信號。在由外部 HYPERLINK /view/421016.htm t _blank 程序存儲器取指期間，每個 HYPERLINK /view/713240.htm t _blank 機器周期兩/PSEN有效。但在訪問 HYPERLINK /view/1273932.htm t _blank 外部數(shù)據(jù) HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA / VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部 H

30、YPERLINK /view/421016.htm t _blank 程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部 HYPERLINK /view/421016.htm t _blank 程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH HYPERLINK /view/3281.htm t _blank 編程期間，此 HYPERLINK /view/641241.htm t _blank 引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

31、2.6.3振蕩器特性AT89C52 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF10pF。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖10 右圖所

32、示。這種情況下，外部 HYPERLINK /view/1539297.htm t _blank 時鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。由于外部 HYPERLINK /view/188811.htm t _blank 時鐘信號是通過一個2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。2.7 74HC164芯片介紹74HC164為串行輸入、并行輸出移位寄存器，74HC164為單向總線驅(qū)動器。在串行口為方式0狀態(tài)，即工作在移位寄存器方式，波特率為振蕩頻率的十二分之一。器

33、件執(zhí)行任何一條將SBUF作為目的寄存器的命令時，數(shù)據(jù)便開始從RXD端發(fā)送。在寫信號有效時，相隔一個機器周期后發(fā)送控制端SEND有效，即允許RXD發(fā)送數(shù)據(jù)，同時，允許從TXD端輸出移位脈沖。第一幀（8位）數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時，各控制信號均恢復(fù)原狀態(tài)，只有TI保持高電平，呈中斷申請狀態(tài)。第一個74HC164把第一幀數(shù)據(jù)并行輸出，LED1顯示該數(shù)據(jù)。然后，用軟件將TI清0，發(fā)送第二幀數(shù)據(jù)。第二幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，LED1顯示第二幀數(shù)據(jù)，第一幀數(shù)據(jù)串行輸入給第二個74HC164，LED2顯示第一幀數(shù)據(jù)。依此類推，直到把數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)所有數(shù)據(jù)發(fā)送出去。應(yīng)該注意，數(shù)據(jù)全部發(fā)送完后，第一幀數(shù)據(jù)在最后一個LED顯示。由于TX

34、D端最多可以驅(qū)動8個TTL門。注意：當(dāng)LED顯示器超過8個時，我們采用74HC244芯片驅(qū)動。每個74HC244有8路驅(qū)動，每一路可驅(qū)動8個LED，即每增加一個74HC244，可增加64個LED驅(qū)動。七段數(shù)碼管，用于顯示09的數(shù)字。2.8 電路設(shè)計設(shè)計GO-BACK按鈕實現(xiàn)復(fù)位和啟動功能：設(shè)計CHANG TIME,LIGHT TIME,ADD TIME,CLEAR 按鈕實現(xiàn)時間調(diào)整；設(shè)計YELLOW按鈕實現(xiàn)黃燈閃爍。2.9 中斷系統(tǒng)設(shè)計AT89C52 共有6 個 HYPERLINK /view/993996.htm t _blank 中斷向量：兩個外中斷（INT0 和INT1），3 個 HYP

35、ERLINK /view/281961.htm t _blank 定時器中斷（定時器0、1、2）和 HYPERLINK /view/1060187.htm t _blank 串行口中斷。這些 HYPERLINK /view/600195.htm t _blank 中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器IE 的置位或清0 來控制每一個中斷的允許或禁止。IE 也有一個總禁止位EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。IE.6 為保留位，在AT89C51 中IE.5 也是保留位。程序員不應(yīng)將“1”寫入這些位，它們是將來AT89 系列產(chǎn)品作為擴展用的。定時器2 的中斷是由T2CON 中的TF2 和EXF2 HYPE

36、RLINK /view/674175.htm t _blank 邏輯或產(chǎn)生的，當(dāng)轉(zhuǎn)向 HYPERLINK /view/600257.htm t _blank 中斷服務(wù)程序時，這些標(biāo)志位不能被硬件清除，事實上，服務(wù)程序需確定是TF2 或EXF2 產(chǎn)生中斷，而由 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件清除中斷標(biāo)志位。 HYPERLINK /view/281961.htm t _blank 定時器0 和定時器1 的標(biāo)志位TF0 和TF1 在定時器溢出那個 HYPERLINK /view/713240.htm t _blank 機器周期的S5P2 狀態(tài)置位，而會在下一個機

37、器周期才查詢到該中斷標(biāo)志。然而， HYPERLINK /view/281961.htm t _blank 定時器2 的標(biāo)志位TF2 在定時器溢出的那個 HYPERLINK /view/713240.htm t _blank 機器周期的S2P2 狀態(tài)置位，并在同一個機器周期內(nèi)查詢到該標(biāo)志。2.10功能控制電路設(shè)計圖2-6功能控制電路設(shè)計圖a.p3.4按鈕為夜晚控制按鈕，按下所有方向全部黃燈閃爍。b.p3.7按鈕為控制在線修改紅綠燈等待時間，按下即可進行修改設(shè)置。c.p3.6按鈕為控制在線修改紅綠燈時間，增加時間間隔。d.p3.5按鈕為控制在線修改紅綠燈時間，減少時間間隔。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程

38、設(shè)計第三章 交通燈系統(tǒng)軟件設(shè)計交通燈系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1 主程序圖3-1主程序圖3.2 等待鍵盤事件（即為中斷程序1）等待鍵盤事件：當(dāng)我們按下鍵盤按鈕時是夜晚時間，黃燈閃爍，其他燈熄滅按返回按鈕返回到正常狀態(tài)如下圖3-2所示圖3-2中斷程序圖第四章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試 4.1軟件模擬調(diào)試單片機的程序用KEIL編寫的。在KELL內(nèi)建立工程后建立C語言文件，編寫MCS-51程序。1.編譯成功后，分模塊調(diào)試，分別 采用“白盒”和“黑盒”測試法驗證程序的正確性。2.將調(diào)試成功的各模塊，合并到總程序中，進行總體性能測試。3.連調(diào)PROTEUS進行硬件仿真，單步，斷點調(diào)試，觀察運行結(jié)果，并修改源程序。4.打開

39、PROTEUS軟件，選擇器件，連接電路圖。5.添加已經(jīng)編譯的HEX文件到單片機內(nèi)6.單步運行，觀察結(jié)果，比較預(yù)定結(jié)果，修改源程序。7.總體調(diào)試運行。8.分組測試，看是否達到任務(wù)要求。4.2系統(tǒng)仿真結(jié)果與流程雙擊MDK4.10圖標(biāo)打開MDK，建立新工程項目，如下圖4-1所示：圖4-1建立工程項目圖編寫源程序（見附錄A）并添加到該工程中，如下圖4-2所示：圖4-2源程序圖設(shè)置輸出選項，生成下載hex文件，如下圖4-3所示：圖4-3hex文件下載圖打開Proteus 軟件，繪制仿真電路圖，如下圖4-4所示：東西南北方向都有紅綠燈和LED顯示燈，由AT89C52為主控制器。圖4-4仿真電路圖燒入MDK

40、生成hex程序，如下圖4-5所示：導(dǎo)入hex程序極為C語言程序。圖4-5生成hex圖開始仿真如下圖4-6所示：按下K1進入正常模式，仿真開始進入正常紅綠燈模式圖4-6紅綠燈交替閃爍圖按下K1進入調(diào)整紅綠燈間隔模式如下圖4-7所示：全部燈變成紅色，LED全部變成15秒，為標(biāo)準(zhǔn)值，可以再15秒上下進行調(diào)節(jié)。圖4-7紅綠燈等待時間修改模式圖按下K2按鈕進行增加紅綠燈等待時間，每按一下增加一秒，如下圖4-8所示：按一下K2紅綠燈等待事件變成16秒增加了1秒，根據(jù)設(shè)計要求，能夠在線修改時間，符合設(shè)計要求。圖4-8紅綠燈增加等待時間圖按下K3按鈕進行減少紅綠燈等待時間，每按一下減少一秒，如下圖4-9所示：

41、按一下K2紅綠燈等待事件變成15秒減少了1秒，根據(jù)設(shè)計要求，能夠在線修改時間，符合設(shè)計要求。圖4-9紅綠燈減少等待時間圖按下K4按鈕，進入夜晚模式，所有方向黃燈閃爍，如下圖4-10所示：K4按鈕按下后所有方向黃燈閃爍，提醒到了夜晚，根據(jù)設(shè)計要求到了夜晚全部黃燈閃爍，符合設(shè)計要求。圖4-10夜晚黃燈閃爍圖在按下K1，進入正常紅綠燈模式，恢復(fù)主程序，如下圖4-11所示：K1按下后恢復(fù)主程序，進入原始事件，紅綠燈交替閃爍，東西方向綠燈，南北方向紅燈。圖4-11復(fù)位紅綠燈交替閃爍圖4.3硬件接線以及調(diào)試單片機系統(tǒng)進行軟件盒硬件調(diào)試成功后最后一步是進行硬件的連接和制作，我們的硬件是在試驗臺上進行的，雖然

42、與設(shè)計的電路不太相同，不過可以適當(dāng)修改源程序，以適應(yīng)試驗臺的要求：根據(jù)試驗臺情況和設(shè)計要求連接電路圖。在連接的電路上，進行模塊測試，就是用簡單的程序進行調(diào)試以確定電路連接正確將修改后的程序下載到單片機里，可以用偉福仿真系統(tǒng)，進行單步和斷點調(diào)試，將運行結(jié)果和實驗現(xiàn)象與預(yù)定值進行比較，再適當(dāng)修改程序以達到要求。第五章 設(shè)計總結(jié)設(shè)計總結(jié)本系統(tǒng)就是充分利用了AT89C51芯片的功能，系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機與C程序的相結(jié)合，實現(xiàn)了：1.帶左轉(zhuǎn)，直行，右轉(zhuǎn)三種同行綠燈；2.夜間運行模式按鈕，按下時，所有方向黃燈閃爍；3.可在線修改紅綠燈等待間隔時間；4.顯示倒計時功能。通過這次的課程設(shè)計使我懂得了

43、理論與實際結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說是困難重重，畢竟是第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解的不夠深刻，掌握的不夠牢靠，比如說不懂一些元器件的使用方法，對C語言掌握的不好。在這次課程設(shè)計中，我在整個設(shè)計過程中懂得了許多東西，也培養(yǎng)了獨立思考和設(shè)計能力，樹立了對知識應(yīng)用的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)，工作和生活有非常大的幫助，并且提高了自己的動手時間能力，使自己充分體會到了在

44、設(shè)計過程中的成功戲院。通過這次課程設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識，專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機的基本原理，單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁勒一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。附錄A致謝經(jīng)過幾個月的努力，本人終于完成了畢業(yè)論文及實物的設(shè)計。本次論文完成之際我終于體會的一份耕耘一份收獲，每一個控件的繪制、操作，每一行語句的調(diào)試和反復(fù)斟酌都包含了辛苦的汗水。在這次論文設(shè)計過程中，如果沒有劉老師的細(xì)心的指導(dǎo)和耐心的幫助，這次設(shè)計是不可能完成的。劉老師對該畢業(yè)設(shè)計論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最

45、終完成畢業(yè)論文設(shè)計，在此表示衷心的感謝。此外在學(xué)習(xí)中,被到劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范的為人師表的精神所熏陶。此次設(shè)計的完成也離不開各位同學(xué)的熱情幫助，再次也表示感謝。最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝.還有在大學(xué)四年中一塊走過的同學(xué)朋友們，謝謝你們的陪伴才使得我有了成長，也祝愿你們一切順利。附錄A以下是本次設(shè)計所設(shè)計的C語言程序：#include#defineucharunsigned char#defineuintunsigned int/*定義控制位*/sbit SN_Red=P10;/SN

46、紅燈sbit SN_Yellow=P11;/SN黃燈sbit SN_Green=P12;/綠燈sbit EW_Red=P13;/EW紅燈sbit EW_Yellow=P14;/EW黃燈sbit EW_Green=P15;/綠燈sbit K1 = P37;/設(shè)置鍵sbit K2 = P36;/加sbit K3 = P35;/減sbit K4 = P34;/黃燈閃爍sbit wei1=P26;/數(shù)碼管位選sbit wei2=P24;sbit wei3=P22;sbit wei4=P20;uchar moshi=0;uchar xulie;uchar num;bit Flag_SN_Green=1;

47、 /SN黃燈標(biāo)志位bit Flag_EW_Green=1;/EW黃燈標(biāo)志位bit Flag_Yellow;charTime1;charTime2;charTime_Red=15;/紅燈時間uchar flag=0;ucharcodetable10=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;/19段選碼/*延時子程序*/void Delay_10us(uint z) uint a,b; for(a=z;a0;a-) for(b=1;b0;b-);voidDelay(uint z)uint x ,y; for (x=z;

48、x0;x-) for (y=110;y0;y-);/*外部0中斷服務(wù)程序*/void KEY(void) if(K1=0) /顯示模式 flag+;if(flag=4)flag=0;Flag_Yellow=0;while(K1=0); if(K4=0) /顯示模式 flag=3;while(K4=0); if(flag=2) if(K2=0) /顯示模式 Time_Red+;while(K2=0); if(K3=0) /顯示模式 Time_Red-;if(Time_Red9)wei1=0;Delay(3);wei1=1;P0=tableTime1%10;wei2=0;Delay(3);wei2

49、=1;P0=table(Time2)/10;if(Time29)wei3=0;Delay(3);wei3=1;P0=table(Time2)%10;wei4=0;Delay(3);wei4=1; KEY(); /*T0中斷服務(wù)程序*/void timer0(void)interrupt 1 using 1static uchar count;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count+;if(count=10)/Flag_SN_Green=1;/Flag_EW_Green=1; if(Flag_SN_Green=1) /測試南北黃燈標(biāo)志位

50、 SN_Green=SN_Green; if(Flag_EW_Green=1) /測試東西黃燈標(biāo)志位 EW_Green=EW_Green; if(Flag_Yellow=1) /測試南北黃燈標(biāo)志位 SN_Yellow=SN_Yellow;EW_Yellow=SN_Yellow;if(count=20) Time1-;Time2-; if(Flag_SN_Green=1) /測試南北黃燈標(biāo)志位 SN_Green=SN_Green; if(Flag_EW_Green=1) /測試東西黃燈標(biāo)志位 EW_Green=EW_Green; if(Flag_Yellow=1) /測試南北黃燈標(biāo)志位 SN_Y

51、ellow=SN_Yellow; EW_Yellow=SN_Yellow; count=0;/*主程序開始*/voidmain(void) TMOD=0 x01;/定時器工作于方式1TH0=(65536-50000)/256;/定時器賦初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1; /CPU開中斷總允許ET0=1;/開定時中斷 TR0=1;/啟動定時 /if(busy)/語音空閑的時候/Line_3A(0);/危險語音while(1)while(flag=0) /*S0狀態(tài)*/SN_Red=0;/南北方向紅燈亮東西方向綠燈亮26s SN_Green=1;SN_Yellow=1; F

52、lag_SN_Green=0; /EW關(guān)綠燈顯示信號EW_Red=0;/南北方向紅燈亮東西方向綠燈亮26s EW_Green=1;EW_Yellow=1; Flag_EW_Green=0; /EW關(guān)綠燈顯示信號Time1=5;Time2=5; while(Time10) Display1(); if(flag0)break; flag=1;while(flag=1) /*S0狀態(tài)*/SN_Red=0;/南北方向紅燈亮東西方向綠燈亮26s SN_Green=1;SN_Yellow=1; Flag_SN_Green=0; /EW關(guān)綠燈顯示信號EW_Red=1;/南北方向紅燈亮東西方向綠燈亮26s EW_Green=0;EW_Yellow=1; Flag_EW_Green=0; /EW關(guān)綠燈顯示信號 Time1=Time_Red;/紅燈時間Time2=Time_Red-3;/紅燈時間 while(Time1(6) Display1(); if(flag1)break; /*S1狀態(tài)*/SN_Red=0