基于8051單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能交通燈系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　基于8051單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能交通燈系統(tǒng)</p><p>　　系 別 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 </p>

2、;<p>　　班 級(jí) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)

3、老師 </p><p>　　2013～ 2014學(xué)年第 1 學(xué)期</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一

4、個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。</p><p>　　十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實(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)。如何改善交通燈控制系統(tǒng),使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況,成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常的做法是:事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而,實(shí)際

5、上車輛流量的變化往往是不確定的,有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運(yùn)行、較適用的方案,仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒有什么車輛,而紅燈方向卻排著長隊(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀,更為現(xiàn)實(shí)的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。</p><p>　　本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)和可編程并行I/O接口825

6、5芯片為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器 ,采用鍵盤、LED顯示器的系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)除基本交通燈功能外,還具有倒計(jì)時(shí)、時(shí)間設(shè)置、緊急情況處理、分時(shí)段調(diào)整信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間、違規(guī)車輛檢測等功能。本系統(tǒng)性能較好且穩(wěn)定性高，可實(shí)現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通自動(dòng)控制和緊急情況下能夠手動(dòng)切換信號(hào)燈讓特殊車輛優(yōu)先通行。以8051單片機(jī)為控制芯片，采用“Proteus+Wave6000”對(duì)交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。</p><p>　　關(guān)鍵詞:

7、 智能交通燈 控制系統(tǒng) 8051單片機(jī) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)的選題背景3</p>

8、<p>　　1.2 單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義3</p><p>　　第二章 MCS51單片機(jī)簡介5</p><p><b>　　2.1 概述5</b></p><p>　　2.2 MCS單片機(jī)的內(nèi)部組成6</p><p>　　2.3 8255芯片介紹7</p>&l

9、t;p>　　2.3.1 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)7</p><p>　　2.3.2 特性8</p><p>　　2.3.3 引腳功能8</p><p>　　2.4 交通燈簡介9</p><p>　　第三章 智能交通燈控制系統(tǒng)要求11</p><p>　　3.1 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)通行方案設(shè)計(jì)11&l

10、t;/p><p>　　3.2 總控制要求13</p><p>　　3.3 車檢測電路13</p><p>　　3.4 信號(hào)燈電路14</p><p>　　3.5 時(shí)間顯示電路15</p><p>　　3.6 緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)電路16</p><p>　　第四章 智能交通燈

11、的仿真17</p><p>　　4.1 Proteus軟件介紹17</p><p>　　4.2 仿真過程18</p><p><b>　　總結(jié)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　第一章 緒 論<

12、;/b></p><p>　　1.1 單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)的選題背景</p><p>　　隨著人口快速的增多，交通工具的爆炸性的發(fā)展，以及道路資源的有限性，交通控制就應(yīng)運(yùn)而生，在人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們的出行都無時(shí)不刻與交通打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)整個(gè)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，從而催生了單獨(dú)的交通控制學(xué)問與管理機(jī)構(gòu)。 </p

13、><p>　　交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會(huì)隨著物流、出行等交通發(fā)展產(chǎn)生的一套獨(dú)特的公共管理系統(tǒng)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通規(guī)則，還必須通過一定的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代人類科學(xué)技術(shù)，特別是電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟能比較好的解決系統(tǒng)建立中硬軟件方面要求的技術(shù)難題。目前，交通控制方面的研究能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化，甚至將整個(gè)區(qū)域整合成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍，還能根據(jù)正常時(shí)段以及特定突發(fā)時(shí)段的情況進(jìn)行科學(xué)的自動(dòng)調(diào)整。

14、 </p><p>　　交通對(duì)于社會(huì)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人們的生活生產(chǎn)中有著十分重要的意義。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，交通自動(dòng)監(jiān)測控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，逐步取代傳統(tǒng)的交通控制措施。 </p><p>　　1.2 單片機(jī)交通燈控制系統(tǒng)選題的現(xiàn)實(shí)意義 </p><p>　　城市道路交通自動(dòng)控制

15、系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號(hào)控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個(gè)發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個(gè)歷史階段當(dāng)時(shí)的最新科技成果應(yīng)用到交通自動(dòng)控制中來，從而促進(jìn)了交通自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。</p><p>　　早在1850年，城市交叉口處不斷增長的交通就引發(fā)了人們對(duì)安全和擁堵的關(guān)注。世界上第一臺(tái)交通自動(dòng)信號(hào)燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕，1868年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特

16、敏斯特街口安裝了一臺(tái)紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號(hào)燈幾乎銷聲匿跡了近半個(gè)世紀(jì)。1914年及稍晚一些時(shí)候，美國的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈，它們采用電力驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無幾。1926年英國人第一次安裝和使用自動(dòng)化的控制器來控制交通信號(hào)燈，這是城市交通自動(dòng)控制的起點(diǎn)。 </p><p>　　20世紀(jì)30年代初，美國最早開始用

17、車輛感應(yīng)式信號(hào)控制器，之后是英國，當(dāng)時(shí)使用的車輛檢測器是氣動(dòng)橡皮管檢測器。車輛感應(yīng)控制器的特點(diǎn)是它能根據(jù)檢測器測量的交通流量來調(diào)整綠燈時(shí)間的長短，使綠燈時(shí)間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時(shí)間延誤，比定時(shí)控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點(diǎn)刺激了車輛檢測器技術(shù)的發(fā)展。繼氣動(dòng)橡皮管式檢測器之后，雷達(dá)、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測器相繼問世。當(dāng)今在城市道路交通自動(dòng)控制、交通監(jiān)測和交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，應(yīng)用

18、最廣的是環(huán)形線圈車輛檢測器。超聲波檢測器主要在日本等少數(shù)國家得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實(shí)現(xiàn)了以一個(gè)城市或者更大地域，而非簡單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測器實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通信號(hào)機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號(hào)燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計(jì)算機(jī)控制信號(hào)燈的實(shí)用化，建立了一套由IBM65

19、0型計(jì)算機(jī)控制的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑。</p><p>　　交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來的問題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無序和搶行等無控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對(duì)整個(gè)交通線路車輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多

20、條線路的分流也十分必要。</p><p>　　交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動(dòng)脈，象征著一個(gè)城市的工業(yè)文明水平。交通關(guān)系著人們對(duì)于財(cái)產(chǎn)，安全和時(shí)間相關(guān)的利益。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對(duì)資源物流和人們出行都是十分有價(jià)值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時(shí)到位，甚至是生命通道的延伸。</p><p>　　圖1-1 交通燈實(shí)物圖</p><p>　　第二章 MCS

21、51單片機(jī)簡介</p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。它把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)，因此，適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝

22、置。正是由于這一原因，國際上逐漸采用微控制器(MCU)代替單片微型計(jì)算機(jī)(SCM)這一名稱?！拔⒖刂破鳌备芊从硢纹瑱C(jī)的本質(zhì)，但是由于單片機(jī)這個(gè)名稱已經(jīng)為國內(nèi)大多數(shù)人所接受，所以仍沿用“單片機(jī)”這一名稱。</p><p>　　在HMOS技術(shù)大發(fā)展的背景下，Intel公司在MCS-48系列的基礎(chǔ)上，于1980年推出了8位MCS-51系列單片機(jī)。它與以前的機(jī)型相比，功能增強(qiáng)了許多，就其指令和運(yùn)行速度而言，超過了INT

23、EL8085的CPU和Z80的CPU，成為工業(yè)控制系統(tǒng)中較為理想的機(jī)種。 </p><p>　　作為主流的單片機(jī)品種，MCS-51系列單片機(jī)市場份額占有量巨大，PHILIPS公司、ATMEL公司等紛紛開發(fā)了以8051為內(nèi)核的單片機(jī)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都?xì)w屬于MCS-51單片機(jī)系列。</p><p>　　2.2 MCS單片機(jī)的內(nèi)部組成</p><p>　　MCS-51

24、單片機(jī)的引腳和內(nèi)部組成如圖2-1所示。通常采用DIP或PLLD封裝，</p><p>　　其內(nèi)核是8051CPU，CPU的內(nèi)部集成有運(yùn)算器和控制器，運(yùn)算器完成運(yùn)算操作（包括數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等），控制器完成取指令、對(duì)指令譯碼以及執(zhí)行指令。MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)資源有</p><p>　　圖2-1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部組成</p><p><b>　

25、?。?）中央處理器：</b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 </p><p>　　（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)：</p><p>　　8051內(nèi)部有128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）和21

26、個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器有專門的用途，通常用于存放控制指令數(shù)據(jù)，不能用作用戶數(shù)據(jù)的存放，用戶能使用的RAM只有128個(gè)字節(jié)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p><p>　?。?）程序存儲(chǔ)器(ROM)：</p><p>　　8051共有4K字節(jié)程序存儲(chǔ)器（ROM），用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)表格。</p><p>　　（4）

27、定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：</p><p>　　8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，可用中斷方式控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　?。?）并行輸入輸出(I/O)口：</p><p>　　8051共有4個(gè)8位的并行I/O口(P0、P1、P2、P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。（6）全雙工串行口：</p><

28、;p>　　8051內(nèi)置一個(gè)全雙工異步串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 </p><p><b>　?。?）中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　8051具備較完善的中斷功能，有五個(gè)中斷源（兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷），可基本滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。&

29、lt;/p><p><b>　?。?）時(shí)鐘電路：</b></p><p>　　8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的時(shí)序脈沖，但接晶體振蕩器和振蕩電容。</p><p>　?。?）74LS373簡介：</p><p>　　圖2-2 74LS373芯片</p><p>

30、　　D0～D7為8個(gè)輸入端。 Q0～Q7為8個(gè)輸出端。 </p><p>　　OE為輸出允許端；當(dāng)OE=“0”時(shí)，三態(tài)門打開；當(dāng)OE=“1”時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。在MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)中，常采用74LS373作為地址鎖存器使用 。其中輸入端D0~D7接至單片機(jī)的P0口，輸出端提供的是低8位地址，LE端接至單片機(jī)的地址鎖存允許信號(hào)ALE。輸出允許端OE接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。 </p&

31、gt;<p>　　2.3 8255芯片介紹</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路?！　?</p><p>　　8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)

32、相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。</p><p>　　2.3.1 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　?。?）與CPU連接部分　 8255能并行傳送8位數(shù)據(jù)，所以其數(shù)據(jù)線為8根D0～D7。由于8255具有3

33、個(gè)通道A、B、C，所以只要兩根地址線就能尋址A、B、C口及控制寄存器，故地址線為兩根A0～A1。此外CPU要對(duì)8255進(jìn)行讀、寫與片選操作，所以控制線為片選、復(fù)位、讀、寫信號(hào)。各信號(hào)的引腳編號(hào)如下：　　</p><p>　?、?數(shù)據(jù)總線DB：編號(hào)為D0～D7，用于8255與CPU傳送8位數(shù)據(jù)?！　?lt;/p><p>　?、?地址總線AB：編號(hào)為A0～A1，用于選擇A、B、C口與控制寄存器?！?/p>

34、　 </p><p>　?、?控制總線CB：片選信號(hào)、復(fù)位信號(hào)RST、寫信號(hào)、讀信號(hào)。當(dāng)CPU要對(duì)8255進(jìn)行讀、寫操作時(shí)，必須先向8255發(fā)片選信號(hào)選中8255芯片，然后發(fā)讀信號(hào)或?qū)懶盘?hào)對(duì)8255進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操作。</p><p>　?。?）與外設(shè)接口部分 8255有3個(gè)通道A、B、C與外設(shè)連接，每個(gè)通道又有8根線與外設(shè)連接，所以8255可以用24根線與外設(shè)連接，若進(jìn)行開關(guān)量控制，

35、則8255可同時(shí)控制24路開關(guān)。各通道的引腳編號(hào)如下：　　</p><p>　　A口：編號(hào)為PA0～PA7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)?！　?lt;/p><p>　　B口：編號(hào)為PB0～PB7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)?！　?lt;/p><p>　　C口：編號(hào)為PC0～PC7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)，當(dāng)8255工作于應(yīng)答I/O方式時(shí)

36、，C口用于應(yīng)答信號(hào)的通信。</p><p>　?。?）控制器 8255將3個(gè)通道分為兩組，即PA0～PA7與PC4～PC7組成A組，PB0～PB7與PC0～PC3組成B組。如圖7.5所示，相應(yīng)的控制器也分為A組控制器與B組控制器，各組控制器的作用如下：</p><p>　　A組控制器：控制A口與上C口的輸入與輸出。</p><p>　　B組控制器：控制B口與下C口

37、的輸入與輸出。</p><p><b>　　2.3.2 特性</b></p><p>　　(1) 一個(gè)并行輸入/輸出的LSI芯片,多功能I/O器件,可作為CPU總線與外圍接口?！?lt;/p><p>　　(2) 具有24個(gè)可編程設(shè)置的I/O口,即3組8位的I/O口為PA口,PB口和PC口.它們又可分為兩組12位的I/O口,A組包括A口及C口(高4

38、位,PC4~PC7),B組包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A組可設(shè)置為基本的I/O口,閃控(STROBE)的I/O閃控式,雙向I/O3種模式;B組只能設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式,而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定。</p><p>　　2.3.3 引腳功能</p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均

39、被清除，所有I/O口均被置成輸入方式?！　?lt;/p><p>　　CS:芯片選擇信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即/CS=0時(shí),表示芯片被選中，允許8255與CPU進(jìn)行通訊;/CS=1時(shí),8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸.　</p><p>　　RD:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低跳變沿時(shí),即/RD產(chǎn)生一個(gè)低脈沖且/CS=0時(shí),允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從82

40、55讀取信息或數(shù)據(jù)?！　?lt;/p><p>　　WR:寫入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低跳變沿時(shí),即/WR產(chǎn)生一個(gè)低脈沖且/CS=0時(shí),允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。　</p><p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過它實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。　　8255具有3個(gè)相互獨(dú)立的輸入/輸出通

41、道端口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作：　</p><p>　　方式0————基本輸入輸出方式；</p><p>　　方式1————選通輸入/出方式；</p><p>　　方式2————雙向選通輸入/輸出方式?！　?lt;/p><p>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。

42、 工作于三種方式中的任何一種；　</p><p>　　PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個(gè)8位的I/O鎖存器， 一個(gè)8位的輸入輸出緩沖器。 不能工作于方式二；　　</p><p>　　PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個(gè)4位的端口，每個(gè)4位的端口包含一個(gè)4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使

43、用，可作為控制信號(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口，不能工作于方式一或二?！　?lt;/p><p>　　A1,A0:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器?！　?lt;/p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=0時(shí),PA口被選擇；　　</p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=1時(shí),PB口被選擇；　　</p><p>　　當(dāng)A1=1,A0=0時(shí)

44、,PC口被選擇；　　 </p><p>　　2. 4 交通燈簡介</p><p>　　交通燈是指由紅、黃、綠三種顏色燈組成用來指揮交通的信號(hào)燈，最早出現(xiàn)在19世紀(jì)初在英國中部的約克城的一個(gè)典故中，當(dāng)時(shí)交通燈只有兩種顏色紅綠，隨著各種交通工具的發(fā)

45、展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。</p><p>　　9世紀(jì)初，在英國中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。其中，著紅裝的女人表示我已結(jié)婚，而著綠裝的女人則是未婚者。后來，英國倫敦議會(huì)大前經(jīng)常發(fā)生馬車軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)，1868年12月10日，信號(hào)燈

46、家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會(huì)大廈的廣場上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國機(jī)械師德·哈設(shè)計(jì)、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈--煤氣交通信號(hào)燈，這是城市街道的第一盞信號(hào)燈。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來在信號(hào)燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。不幸的是只面世23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。 </p><p>　　從

47、此，城市的交通信號(hào)燈被取締了。直到1914年，在美國的克利夫蘭市才率恢復(fù)了紅綠燈，不過，這時(shí)已是“電氣信號(hào)燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。</p><p>　　黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，

48、他懷著“科學(xué)救國”的抱負(fù)到美國深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長的美國通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，當(dāng)他看到紅燈而正要過去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼地一聲擦身而過，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚幔磸?fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。</p><p>

49、;　　當(dāng)今,紅綠燈安裝在各個(gè)道口上,已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。綠燈是通行信號(hào),面對(duì)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先通行。紅燈是禁行信號(hào),面對(duì)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(hào),面對(duì)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(shí)可以進(jìn)入交叉路口。</p><p>　

50、　圖2-3 交通燈模擬控制</p><p>　　第三章 智能交通燈控制系統(tǒng)要求</p><p>　　3.1 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)通行方案設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過短暫的過渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。其具體狀態(tài)如下圖所示。說明：黑色表示亮，白色表示滅。交通狀態(tài)從狀態(tài)1開

51、始變換，直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀1，周而復(fù)始，即如圖（圖3-1）所示：直至狀態(tài)6然后循環(huán)至狀態(tài)1，通過具體的路口交通燈狀態(tài)的演示分析我們可以把這四個(gè)狀態(tài)歸納如下：</p><p><b>　　圖3-1交通狀態(tài)</b></p><p>　　東西方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。</p>

52、<p>　　東西方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)2秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　南北方向紅燈滅，同時(shí)綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時(shí)紅燈亮，倒計(jì)時(shí)20秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。</p><p>　　南北方向綠燈滅，同時(shí)黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計(jì)時(shí)2秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車

53、輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：</p><p>　　表3-1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)</p><p>　　東西南北四個(gè)路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個(gè)，在任一個(gè)路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止?fàn)顟B(tài)將變換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表2.1所示。說明：0表示滅，1表示亮。</p>

54、<p>　　3.2 總控制要求</p><p>　?、僭O(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個(gè)交叉路口的車輛交替運(yùn)行，兩個(gè)方向能根據(jù)車流量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)通行時(shí)間，車流量大，通行時(shí)間長，車流量小，通行時(shí)間短。</p><p>　?、诿看尉G燈變紅燈時(shí)，要求黃燈先亮5S，才能變換運(yùn)行車輛。</p><p>　　圖3-2 模擬交通運(yùn)行

55、</p><p>　?、蹡|西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。</p><p>　?、芡皆O(shè)置人行橫道紅、綠燈指示。</p><p>　?、菘紤]到特殊車輛情況，設(shè)置緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)。</p><p>　　3.3 車檢測電路(設(shè)東西道比南北道的車流量大)</p>

56、<p>　　用來判斷各方向車輛狀況。比如：60秒內(nèi)可以通過的車輛為50輛，當(dāng)60秒內(nèi)南往北方向車輛通過車輛達(dá)不到50輛時(shí)，判斷該方向?yàn)樯佘嚕?dāng)60秒內(nèi)北往南方向車輛通過車輛也達(dá)不到50輛時(shí)，判斷該方向也少車，下一次通 行仍為60秒，當(dāng)60秒時(shí)間內(nèi)南往北或北往南任意一個(gè)方

57、向通過的車輛達(dá)50輛時(shí)證明該狀態(tài)車輛較多，下一次該方向綠燈放行時(shí)間改為80秒，當(dāng)80秒內(nèi)通過的車輛數(shù)達(dá)100輛時(shí)車輛判斷為擁擠，下一次綠燈放行時(shí)間仍改為80秒，當(dāng)80秒車輛上通過車輛達(dá)不到100輛時(shí)，判斷為少車，下次綠燈放行時(shí)間改為60秒，依此類推。綠燈下限時(shí)間為60秒，上限值為80秒，初始時(shí)間為60秒。這樣檢測，某次可能不準(zhǔn)確，但下次肯定能彌補(bǔ)回來，累積計(jì)算是很準(zhǔn)確的，這就是人們常說的“模糊控制”。因?yàn)槁飞系能嚥豢赡芡蝗辉龆啵嚩加?/p>

58、一個(gè)累積過程。這樣控制可以把不斷增多的車輛一步一步消化，雖然最后由于每個(gè)路口的綠燈放行時(shí)間延長而使等候的時(shí)間變長，但比塞車等候的時(shí)間短得多。</p><p>　　為了達(dá)到對(duì)紅綠燈的時(shí)間控制，需要對(duì)道路上的車流量進(jìn)行檢測。當(dāng)前比較流行的車流量檢測器件，是一種自感式的車輛傳感器。其工作原理是當(dāng)車輛經(jīng)過傳感器時(shí)，引起其自感的變化，考慮到單片機(jī)系統(tǒng)的便利性，本次設(shè)計(jì)用一種手動(dòng)的操作方式，即車流量的檢測電路用撥斷開關(guān)代替。

59、其基本思路為：當(dāng)車流量大時(shí)，有撥斷開關(guān)送出一個(gè)高電平。另外，再單片機(jī)和坡度按開關(guān)之間加了光電隔離。下面叫簡紹光電隔離，以TLP550為例。</p><p>　　圖3-3 車流量檢測電路</p><p>　　TLP550是日本東芝公司生產(chǎn)的一款光耦，該光耦沒有和基極連接，適合與再噪聲比較大的環(huán)境中應(yīng)用。TLP550的工作原理如下：當(dāng)2.3叫的電壓為正，且能時(shí)發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)，控制的發(fā)光二

60、極管發(fā)光，使得輸出端的光敏二極管導(dǎo)通。這樣輸出端的基極相當(dāng)于與8引腳連接，其電平為高，使得三極管導(dǎo)通，及5.6兩個(gè)引腳導(dǎo)通。由于5引腳接地，這樣輸出端6叫就為低電平。再實(shí)際使用中，6.8引腳通常會(huì)連接一個(gè)電阻。這樣當(dāng)2.3引腳的電壓不足使發(fā)光二級(jí)光發(fā)光時(shí)，輸出端三極管就不到同，就相當(dāng)于輸出端6引腳通過一個(gè)電阻接到了8腳上。相對(duì)于后面的連接電路來書，其為高電平。這樣就可以通過控制2.3引腳之間的電壓，來控制輸出6引腳的電平，達(dá)到電壓耦合的

61、隔離的作用。車流量檢測電路如上圖（圖3-3）所示。</p><p>　　3.4 信號(hào)燈電路</p><p>　　信號(hào)燈用來顯示車輛通行狀況。下面以一個(gè)十字路口為例，說明一個(gè)交通燈的四種狀態(tài)見圖3-4。每個(gè)路口的信號(hào)的的轉(zhuǎn)換順序?yàn)椋壕G→黃→紅。綠燈表示允許通行，黃燈表示禁止通行，但已經(jīng)駛過安全線的車輛可以繼續(xù)通行，是綠燈過渡到紅燈提示燈。紅燈表示禁止通行。綠燈的最短時(shí)間為60秒，最長時(shí)間

62、為80秒，紅燈最短時(shí)間為65秒，最長時(shí)間為85秒，黃燈時(shí)間為5秒（在通行時(shí)間方面控制設(shè)置為60s→5s→85s→80s→5s→65s→60s)為一個(gè)循環(huán)，根據(jù)車流量合理分配了通行時(shí)間）。</p><p>　　圖3-4 交通信號(hào)燈運(yùn)行狀態(tài)</p><p>　　3.5 時(shí)間顯示電路</p><p>　　圖3-5數(shù)碼管連接電路</p><p>

63、　　在交通信號(hào)燈的正上方安裝一個(gè)可以顯示綠燈通行時(shí)間，紅燈等待時(shí)間的顯示電路，采用數(shù)碼管顯示電路是一種很好的方法。由于東往西方向和西往東方向顯示的時(shí)間相同，南往北方向和北往南方向顯示的時(shí)間也相同，所以只需要考慮四位數(shù)碼管顯示電路，其中東西方向兩位，南北方向兩位，兩位數(shù)碼管可以時(shí)間的時(shí)間為0~99秒，完全可以滿足系統(tǒng)的要求，數(shù)碼管連接電路。</p><p>　　3.6 緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)電路</p>&

64、lt;p>　　一般情況下交通燈按照車流量大小合理分配通行時(shí)間，按一定規(guī)律變化，但考慮緊急車通行車況，設(shè)計(jì)緊急通行開關(guān)，下面簡述單片機(jī)的中斷原理：</p><p>　?。?） Mcs51的中斷源</p><p>　　8051有5個(gè)中斷源，它們是兩個(gè)外中斷INT0（P3.2）和INT1（P3.3）、兩個(gè)片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出中斷TF0和TF1以及一個(gè)片內(nèi)串行口中斷TI或RI，這幾個(gè)中斷源由

65、TCON和SCON兩個(gè)特殊功能寄存器進(jìn)行控制，其中5個(gè)中斷源的程序入口地址如表所示：</p><p>　　表3.2 8051單片機(jī)中斷源</p><p>　?。?） 交通燈中的中斷處理流程</p><p>　　CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，就立即轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序。不同的中斷源、不同的中斷要求可能有不同的中斷處理方法，但它們的處理流程一般都如下所述：</p>

66、;<p>　?、?現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)：</p><p>　　中斷是在執(zhí)行其它任務(wù)的過程中轉(zhuǎn)去執(zhí)行臨時(shí)的任務(wù)，為了在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，回頭執(zhí)行原先的程序時(shí)，知道程序原來在何處打斷的，各有關(guān)寄存器的內(nèi)容如何，就必須在轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序前，將這些內(nèi)容和狀態(tài)進(jìn)行備份——即保護(hù)現(xiàn)場。我們舉個(gè)例子，在看書時(shí)，電話玲響需傳去接電話時(shí)，必須在書本上做個(gè)記號(hào)，以便在接完電話后回來看書時(shí)，知道從哪些內(nèi)容繼續(xù)往下看

67、。計(jì)算機(jī)的中斷處理方法也如此，中斷開始前需將有關(guān)寄存器的內(nèi)容壓入堆棧進(jìn)行保存，以便在恢復(fù)原來程序時(shí)使用。中斷服務(wù)程序完成后，繼續(xù)執(zhí)行原先的程序，就需把保存的現(xiàn)場內(nèi)容從堆棧中彈出，恢復(fù)積存器和存儲(chǔ)單元的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場恢復(fù)。 如果在執(zhí)行中斷服務(wù)時(shí)不是按上述方法進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場，就會(huì)是程序運(yùn)行紊亂，程序跑飛，自然使單片機(jī)不能正常工作。</p><p>　?、?中斷打開和中斷關(guān)閉：</p>

68、;<p>　　在中斷處理進(jìn)行過程中，可能又有新的中斷請(qǐng)求到來，這里規(guī)定，現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)的操作是不允許打擾的，否則保護(hù)和恢復(fù)的過程就可能使數(shù)據(jù)出錯(cuò)，為此在進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)的過程中，必須關(guān)閉總中斷，屏蔽其它所有的中斷，待這個(gè)操作完成后再打開總中斷，以便實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。</p><p><b>　?、?中斷服務(wù)程序：</b></p><p>　　既然有

69、中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容，一般以子程序的形式出現(xiàn)，所有的中斷都要轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，進(jìn)行中斷服務(wù)。</p><p><b>　?、?中斷返回：</b></p><p>　　執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，中斷返回就是被程序運(yùn)行從中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)回到原工作程序上來。在MCS-51單片機(jī)中，中斷返回是通過一條專門的指

70、令實(shí)現(xiàn)的，自然這條指令是中斷服務(wù)程序的最后一條指令。</p><p>　　第四章 智能交通燈的仿真</p><p>　　4.1 Proteus軟件介紹</p><p>　　Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真的軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析（SPICE）各種模擬器件和集成電路，軟件

71、的特點(diǎn)是：</p><p>　?。?）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、IIC調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能：各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器燈。</p><p>　?。?）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：6800系列、8051系列、AVR系列、P

72、IC14系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。</p><p>　?。?）提供軟件調(diào)試功能。硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVison4等軟件。</p><p>　　（4）具有強(qiáng)大的原理圖繪

73、制功能。總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能非常強(qiáng)大。</p><p>　　Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿

74、真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象</p><p><b>　　4.2 仿真過程</b></p><p>　　PROTEUS嵌入式系統(tǒng)仿真軟件在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)注意到和單片機(jī)各種編譯程序的整合了，如它可以和Keil ,Wave6000等編譯模擬軟件結(jié)合使用。由于Wave6000使用方便，具備強(qiáng)大的軟件仿真和硬件仿真功能。把Proteus和Wav

75、e6000結(jié)合起來調(diào)試硬件就方便多了，這里筆者就是采用“Proteus+Wave6000”的仿真方法，具體步驟如下：</p><p>　　（1）首先運(yùn)行PROTEUS VSM 的ISIS，選擇Source→Define Code Generation Tool 菜單項(xiàng)，將出現(xiàn)如圖4-1所示定義代碼生成工具對(duì)話框。</p><p>　　圖4-1 定義代碼生成工具對(duì)話框</p>

76、<p>　　在Tool下拉列表框中選擇代碼生成工具，在這一示例中，電路中的微處理器為8051系列單片機(jī)，因此選擇ASEM51, 單擊Browse按鈕，選取Wave6000的安裝路徑。單擊OK按鈕，結(jié)束代碼生成工具的定義。</p><p>　　選擇Source→Add/Remove Source File 菜單項(xiàng)，將出現(xiàn)Add/Remove Source Code Files對(duì)話框，如圖4-2所示：<

77、;/p><p>　　圖4-2 添加/刪除源文件對(duì)話框</p><p>　　在Code Generation Tool 選項(xiàng)區(qū)，單擊下三角按鈕，選擇ASEM51工具。</p><p>　　（2）單擊New按鈕，將出現(xiàn)如圖4-3所示對(duì)話框。</p><p>　　圖4-3 創(chuàng)建源代碼對(duì)話框</p><p>　　選擇用Wave60

78、00創(chuàng)建好的AA.ASM文件，即完成了文件的創(chuàng)建。就這樣當(dāng)用Wave6000對(duì)AA.ASM 文件進(jìn)行更改時(shí)每一次運(yùn)行PROTEUS VSM 的ISIS對(duì)電路進(jìn)行仿真時(shí)Wave6000都會(huì)對(duì)AA.ASM進(jìn)行編譯，AA.HEX文件也會(huì)隨時(shí)更新。</p><p>　　電路圖繪制完成后, 再添加AT89C51 的應(yīng)用程序。將鼠標(biāo)移至AT89C51 上, 單擊鼠標(biāo)右鍵使之處于選中狀態(tài), 在該器件上單擊左鍵, 打開如圖4-4

79、所示的對(duì)話框。</p><p>　　圖4-4 AT89C51添加程序文件</p><p>　　在 Program File 欄添加編譯好的十六進(jìn)制格式的程序文件AA.hex(可以接受3種格式的文件) ,給AT89C51輸入晶振頻率，此處默認(rèn)為12MHZ， 單擊OK 按鈕完成程序添加工作, 下面就可以進(jìn)行系統(tǒng)仿真了。單擊主界面下方的按鈕開始系統(tǒng)仿真。PROTEUS VSM 所進(jìn)行的是一種交互

80、式仿真, 在仿真進(jìn)行中可以對(duì)各控制按鈕、開關(guān)等進(jìn)行操作, 系統(tǒng)對(duì)輸入的響應(yīng)會(huì)被真實(shí)的反映出來。仿真結(jié)果如圖4-5。在這個(gè)例子里, 開始仿真后，開關(guān)，按鈕通過鼠標(biāo)單擊來改變狀態(tài)，所改變狀態(tài)的狀態(tài)會(huì)在LED和數(shù)碼管顯示出來。由于篇幅所限, 以上僅舉一例簡單介紹了PROTEUS VSM 的使用, 但其強(qiáng)大的系統(tǒng)仿真功能已經(jīng)得到體現(xiàn), 用在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)方面, 能起到良好的教學(xué)效果。</p><p>　　圖4-5

81、交通燈仿真界面</p><p>　　單片機(jī)39接口是P0.0，連接D1和D7；38接口對(duì)應(yīng)的是P0.1，連接D2和D8；37接口對(duì)應(yīng)的是P0.2，連接D3和D9；36接口是P0.3，連接D4和D10；35接口是P0.4，連接D5和D11；34接口是P0.5，連接D6和D12。連接好電路接口連線，點(diǎn)擊開始即可調(diào)試電路，得出運(yùn)行結(jié)果</p><p><b>　　總結(jié)</b>

82、;</p><p>　　本系統(tǒng)就是充分利用了8051和8255 芯片的I/O引腳。系統(tǒng)采用MCS-51系 列 單 片機(jī)8051和可 編 程 并 行I/O接 口8255A芯 片 為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器 ，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過8031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PA 口輸出，顯示時(shí)間直接通過8255 的PC 口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛

83、闖紅燈報(bào)警，綠燈時(shí)間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)不足之處不能控制車的左、右轉(zhuǎn)等。這是由于本身地理位子以及車流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)完成了具有中斷緊急通車，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示，車輛通行功能的交通智能控制系統(tǒng)。而且在理論基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了軟件匯編程序設(shè)計(jì)和實(shí)物焊接制作。實(shí)物與計(jì)算機(jī)連接，USB接口提供直流電，利用軟件將程序下載到單片機(jī)中。通過觀察實(shí)物

84、的運(yùn)行狀態(tài)，修改軟件程序，不斷調(diào)試，從而完善了實(shí)物的交通的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　設(shè)計(jì)中實(shí)物所呈現(xiàn)的交通燈狀態(tài)清晰明了，倒計(jì)時(shí)顯示醒目易懂，緊急剎車模式對(duì)于現(xiàn)實(shí)中的最大事故處理有一定的保護(hù)意義。</p><p>　　交通燈控制在交通運(yùn)輸領(lǐng)域有著非常重要的作用。本系統(tǒng)采用以單片機(jī)為中心控制器，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的紅綠燈顯示和倒讀秒功能，并能根據(jù)車流量的變化自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)間。</p&g

85、t;<p>　　首先通過信息采集，主要是對(duì)路口各方向的車流量進(jìn)行采集。本設(shè)計(jì)采用比例的方法利用紅外線傳感器只計(jì)算出需比較兩個(gè)相對(duì)通行路口車流量的比值即可。該系統(tǒng)可完成紅綠燈傳統(tǒng)的控制功能，紅綠黃燈按一定的規(guī)律依次循環(huán)顯示，并采用LED顯示器，以動(dòng)態(tài)掃描的方式完成倒計(jì)時(shí)功能。在此基礎(chǔ)上，通過傳感器對(duì)車流量的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。將采集的數(shù)據(jù)以脈沖信號(hào)的方式傳送還給控制中心，進(jìn)行分析比較。根據(jù)比較的結(jié)果，將具體的車流量轉(zhuǎn)換成兩車流

86、量大小的比值。根據(jù)比值與紅綠燈時(shí)長的關(guān)系輸出時(shí)長控制信號(hào)，使交通信號(hào)燈可根據(jù)車流量改變，提高了交叉口的通行效率。</p><p>　　本論文以現(xiàn)有智能交通燈理論為基礎(chǔ)，突破傳統(tǒng)思路，使問題簡化。將難點(diǎn)不再放在具體的車輛數(shù)的獲得，以及車輛數(shù)與紅綠燈時(shí)間的數(shù)學(xué)模型的建立。通過傳感器取得兩路口車輛數(shù)的比值。因紅綠燈以秒為單位，這在控制中是精度很低的，將比值和秒數(shù)對(duì)應(yīng)化數(shù)學(xué)模型很容易建立，便于實(shí)現(xiàn)，使智能交通信號(hào)燈從理論

87、進(jìn)入實(shí)踐成為一種可能。并且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。經(jīng)進(jìn)一步研究和完善，有望推向?qū)嶋H應(yīng)用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 曹克澄.單片機(jī)原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,2009年.</p><p>　　[2] 眭 玲.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬篇).安徽科學(xué)技術(shù)出版社,2008年.</p><

88、;p>　　[3] 楊林國.電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字篇).安徽科學(xué)技術(shù)出版社,2008年.</p><p>　　[4] 雷麗文.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,1997年.</p><p>　　[5] 張志良.單片機(jī)原理與控制技術(shù).北京機(jī)械工業(yè)出版社,2001年.</p><p>　　[6] 何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京航空航天大學(xué)出版社

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