單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></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)Intel8051和可編程并行I/O接口芯片8255A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8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功

2、能；為了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠采用了MAX629“看門狗”芯片，避免了系統(tǒng)因?yàn)樗罊C(jī)而停止工作的情況發(fā)生；顯示時(shí)間直接通過8255的PA、PB口輸出；交通燈信號(hào)通過PC口輸出；交通燈的點(diǎn)亮采用VT雙向晶閘管來控制，直接采用220V交流電源驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展性強(qiáng)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī),交通燈,控制器,設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　目 錄</b

3、></p><p><b>　　本人聲明I</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　1 引言2</b></p><p>　　2 交通燈的總體方案設(shè)計(jì)與論證2</p><p>　　1.1單片機(jī)與外圍接口

4、部件3</p><p><b>　　1.2電源提供3</b></p><p>　　1.3 倒計(jì)時(shí)顯示界面3</p><p>　　1.4 輸入鍵盤3</p><p>　　1.5 交通燈顯示5</p><p>　　1.6 理論分析與計(jì)算5</p><p>　　1.6

5、.1交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算5</p><p>　　1.6.2 交通燈顯示時(shí)間的理論分析與計(jì)算7</p><p>　　2 硬件的選擇與簡介9</p><p>　　2.1 8051芯片簡介9</p><p>　　2.1.1 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)    9</p><p>　　2

6、.1.2 8051的引腳說明：10</p><p>　　2.2 8255芯片簡介10</p><p>　　2.2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)11</p><p>　　2.2.2 引腳功能說明11</p><p>　　2.3 其他器件12</p><p>　　2.3.1 數(shù)碼管與交通信號(hào)燈12</p><

7、;p>　　2.3.2 看門狗MAX69212</p><p>　　3 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案13</p><p>　　3.2 系統(tǒng)工作原理15</p><p><b>　　結(jié) 論17</b></p><p><b>　　致

8、 謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)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，然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對(duì)高速道

9、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(diǎn)，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。人們的消費(fèi)水平不斷的提高，私人車輛不斷的增加。人多、車多道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。如果將每個(gè)交通十字路口的多余交通警察撤回，安排在最不利于管理和事故高發(fā)的地方，不但可以大大的降低交通事故的發(fā)生率，而且可以節(jié)省大量的人力財(cái)力?；谛滦鸵?guī)則的可編程交通控制系統(tǒng)（以下簡稱交通控

10、制系統(tǒng)）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛、行人的控制，使的交通便于管理。所以，采用單片機(jī)自動(dòng)控制交通燈有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)意義。</p><p>　　本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤、LED顯示、交通燈顯示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)包括人行道、左傳、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)，時(shí)間設(shè)置，緊急情況處理、及根據(jù)具體情況手動(dòng)控制等功能。在緊急情況下，設(shè)置交通燈狀態(tài)為：</p><p>　　全紅：東南

11、西北所有方向禁止通行。 </p><p>　　南北紅、東西綠：南北方向禁行；東西方向通行。 </p><p>　　東西紅、南北綠：東西方向禁行；南北方向通行。</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　單片機(jī)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)簡稱單片機(jī)，特

12、別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。</p><p>　　通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：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)。</p><p>　　在今天，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。這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。</p>&

13、lt;p>　　信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，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</p><p>　　2 交通燈的總體方案設(shè)計(jì)與論證</p><p>　　根據(jù)課題任務(wù)的要求，該系統(tǒng)具有交通燈的顯示功能，倒計(jì)時(shí)功能，改變時(shí)間設(shè)定功能，所以把系統(tǒng)分為幾個(gè)模塊，包括倒計(jì)時(shí)顯示器、鍵盤、交通信號(hào)燈、控制模塊和看門狗電路。系統(tǒng)硬件框圖如下</p><

14、;p>　　圖1.1 系統(tǒng)硬件連接框圖</p><p>　　1.1單片機(jī)與外圍接口部件</p><p>　　該系統(tǒng)主控芯片單片機(jī)采用MCS-8051，它內(nèi)部具有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，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)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向，可以滿足該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　鎖存器選用74LS37

15、3，用于單片機(jī)輸出地址信號(hào)鎖存。</p><p><b>　　1.2電源提供 </b></p><p>　　為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案 </p><p>　　方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。</p>

16、<p>　　方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。</p><p>　　1.3 倒計(jì)時(shí)顯示界面</p><p>　　該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈?，我們考慮了三種方案：</p><p>　　方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字苻，無法勝任題目要求。<

17、/p><p>　　方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED 顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。</p><p><b>　　1.4 輸入鍵盤</b></p><p>　　鍵盤在系統(tǒng)作用手動(dòng)設(shè)燈亮?xí)r間、緊急情況處理。按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類：一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；

18、另一類是無觸點(diǎn)開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。</p><p>　　按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識(shí)別。</p><p>　　獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路

19、，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵的典型應(yīng)用如圖1.2所示：</p><p>　　獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。</p><p>　　按恢復(fù)鍵對(duì)上兩者進(jìn)行恢復(fù)到正常狀態(tài)。鍵盤的按鍵由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的。當(dāng)開關(guān)K未被按下時(shí)，P1口輸入為低電平，

20、K閉合后，與之對(duì)應(yīng)的P1口 輸入為高電平。由于按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，會(huì)有抖動(dòng)，P1口 輸入端的波形會(huì)有尖鋒脈沖出現(xiàn)。如圖1.3所示。</p><p>　　為了使CPU 能正確地讀出P1 口的狀態(tài)，對(duì)每一次按鍵只作一次回應(yīng)，就必須考慮如何去除抖動(dòng)，常用的去抖動(dòng)的方法有兩種：硬體方法和軟體方法。</p><p>　　鍵盤采用獨(dú)立式鍵盤，單片機(jī)的I/O口數(shù)可以滿足該鍵盤，并且可

21、以完成題目中的所要求的設(shè)定時(shí)間、緊急情況控制功能。 </p><p><b>　　1.5 交通燈顯示</b></p><p>　　采用信號(hào)燈拼成箭頭狀作為人行提示/左右轉(zhuǎn)提示，清晰明了。VT為雙向晶閘管，當(dāng)門極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門極為低電平時(shí)晶閘管關(guān)斷，該支路指示燈滅。用220交流電驅(qū)動(dòng)交通燈，這樣就滿足了在陽光下

22、或者在霧天也可以看清楚交通燈信號(hào)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用專用芯片MAX692作為外部看門狗電路。</p><p>　　1.6 理論分析與計(jì)算</p><p>　　1.6.1交通燈顯示時(shí)序的理論分析與計(jì)算</p><p>　　對(duì)于一個(gè)交通路口來說，能在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的車流量，就算是達(dá)到了最佳的性能，我們稱在單位時(shí)間內(nèi)多能達(dá)到的最

23、大車流為車流量，用公式：車流量= 車流 / 時(shí)間 來表示。 圖2－1 所示為一種紅綠燈規(guī)則的狀態(tài)圖，分別設(shè)定為S1、S2、S3、S4，交通燈以這四的狀態(tài)為一個(gè)周期，循環(huán)執(zhí)行（見圖2－2）。</p><p>　　請(qǐng)注意圖2－1b和圖2－1d，它們?cè)谝粋€(gè)時(shí)間段中四個(gè)方向都可以通車，寫出相鄰路口的燈的邏輯表；根據(jù)圖2－3 可以看出，相鄰路口的燈它們的狀態(tài)在相位上相差180°。因此最終只需寫出一組S1、S

24、2、S3、S4的邏輯狀態(tài)表。如表2－1 所示。</p><p>　　表中的“×”代表是紅燈亮（也代表邏輯上的0），“√”是代表綠燈亮（也代表邏輯上的1），依上表，就可以向相應(yīng)的端口送邏輯值。</p><p>　　1.6.2 交通燈顯示時(shí)間的理論分析與計(jì)算</p><p>　　東西和南北方向的放行時(shí)間的長短是依據(jù)路口的各個(gè)方向平時(shí)的車流量來設(shè)定，并且S1、S

25、2、S3、S4各個(gè)狀態(tài)保持的時(shí)間之有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其公式如下所示： T-S1+T-S2=T-S3 T-S2=T-S4 T-S1=T-S3 我們可以依據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)來改變車輛的放行時(shí)間。按照一般的規(guī)則，一個(gè)十字路口可分為主干道和次干道，主干道的放行時(shí)間大于次干道的放行時(shí)間，我們?cè)O(shè)定值時(shí)也應(yīng)以此為參考。1.6.3電路圖及設(shè)計(jì)文件（1）燈控制電路設(shè)計(jì) 由于32個(gè)LED 來實(shí)現(xiàn)紅綠燈狀態(tài)，

26、若直接接在單片機(jī)的口線，路口倒計(jì)時(shí)的顯示就不能實(shí)現(xiàn)，所以本次設(shè)計(jì)中采用一種新型的電路如圖3－1 所示。</p><p>　　圖中74LS04的作用是倒相和驅(qū)動(dòng)，它輸出的電流大約48mA，實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)足以滿足要求，而且發(fā)光管也能達(dá)到足夠的亮度。觀察圖可以看出：兩組發(fā)光管（一組紅、一組綠）由于反相器的作用，其邏輯狀態(tài)恰恰相反。圖中和電阻串聯(lián)的二極管的作用是為了分壓，防止因上下兩組發(fā)光管分壓不同導(dǎo)致邏輯的錯(cuò)誤。共四組

27、和上述相同的電路分別代表東西南北四個(gè)方向的紅綠燈，使用兩片74LS04 作為驅(qū)動(dòng)。（2）倒計(jì)時(shí)顯示電路設(shè)計(jì) 前面已經(jīng)分析過相向的燈的狀態(tài)和倒計(jì)時(shí)都是相同的，所以為了節(jié)省，采用兩組四個(gè)數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)的顯示；同時(shí)為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。見圖3－2 所示。</p><p>　　2 硬件的選擇與簡介</p><p>　　2.1 8051芯片簡介</p>

28、;<p>　　2.1.1 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)    8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如右所示：</p><p>　　由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖可知：8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(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、中斷系統(tǒng)和時(shí)鐘電路等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：</p

29、><p><b>　　·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><b>　　·中斷系統(tǒng)：</b></p

30、><p>　　8051具備較完善的中斷功能，有兩個(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，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。</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)行的脈沖時(shí)序，</p><p><

31、;b>　　圖2.3</b></p><p>　　但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　2.1.2 8051的引腳說明：</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)

32、中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。</p><p>　　2.2 8255芯片簡介</p><p>　　8255可編程并行接口芯片簡介： 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PA7～

33、PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，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。</p><p>　　2.2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) </p><p>　　8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：</p>

34、;<p><b>　　圖2.5</b></p><p>　　由上圖可知：8255包括三個(gè)端口，二個(gè)工作方式控制電路，一個(gè)讀寫控制邏輯電路和8位總線緩沖器，現(xiàn)將各部件功能分別加以簡單介紹：</p><p>　　端口A、B、C </p><p>

35、　　2.2.2 引腳功能說明</p><p>　　RESET：復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外接高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。</p><p>　?。浩x信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中</p><p>　　允許8255與CPU進(jìn)行通信。</p><p>　?。鹤x信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引

36、腳為低電平時(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8255讀取信息或數(shù)據(jù)。</p><p>　?。簩懭胄盘?hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。</p><p>　　A1、A0：端口地址總線，8255中有端口A、B、C和一個(gè)內(nèi)部控制寄存器，共4個(gè)端口，由A0、A1輸入地址信號(hào)來尋址。 </p><p><

37、b>　　2.3 其他器件</b></p><p>　　2.3.1 數(shù)碼管與交通信號(hào)燈</p><p>　　顯示器是最常用的輸出設(shè)備。特別是發(fā)光二極管（LED）和液晶顯示器（LCD），由于結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用?，F(xiàn)在簡單介紹 發(fā)光二極管。</p><p>　　圖2.6 晶閘管與數(shù)碼管示意圖</p

38、><p>　　要使行人能看見信號(hào)燈的情況，必須把8255輸出的信號(hào)進(jìn)行放大VT為雙向晶閘管，當(dāng)門極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門極為低電平時(shí)晶閘管關(guān)斷，該支路指示燈滅。</p><p>　　2.3.2 看門狗MAX692</p><p>　　由于單片機(jī)自身的抗干擾能力比較差，常會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)因?yàn)槭芡饨绺蓴_而導(dǎo)致死機(jī)的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不能正常工作。</p&g

39、t;<p>　　一個(gè)完整的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)軟、硬件的結(jié)合體，在系統(tǒng)正常工作時(shí)，會(huì)受到各種外界干擾因素的影響。這種外界干擾輕者導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯(cuò)，重者將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。因此單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)一定要考慮系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到來自單片機(jī)或其他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)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，看門狗的設(shè)計(jì)一般采用硬件和軟件結(jié)合兩種方式。<

40、/p><p>　　3 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案</p><p>　　東西方向或者南北方向的交通燈在通常工作條件中有四種狀態(tài)：前行燈＋人行道（ 狀態(tài)1）、前行燈＋右轉(zhuǎn)（狀態(tài)2）、左轉(zhuǎn)（狀態(tài)3）、紅燈（狀態(tài)4）這四種狀態(tài)（在每個(gè)燈變化時(shí)還有閃爍狀態(tài)，這在軟件中實(shí)現(xiàn)）。</p><p><b>　　狀態(tài)

41、說明： </b></p><p>　　(狀態(tài)1)前行燈＋人行道：車輛前行；行人可通過人行道； </p><p>　　(狀態(tài)2)前行燈＋右轉(zhuǎn)：車輛可向前、向右行駛； </p><p>　　(狀態(tài)3)紅燈＋左轉(zhuǎn)：車輛向左行駛；但不能前行； </p><p>　　(狀態(tài)4)紅燈：禁止通行與轉(zhuǎn)彎；</p><p>

42、　　上面所述4種狀態(tài)是南北或者東西方向的一條道上的四種狀態(tài)，根據(jù)交通規(guī)則與十字路口的實(shí)際情況，可以把南北和東西路口的總控制系統(tǒng)的狀態(tài)分為6種：</p><p>　　S1：南北（狀態(tài)1）+東西（狀態(tài)4）</p><p>　　S2：南北（狀態(tài)2）+東西（狀態(tài)4）</p><p>　　S3：南北（狀態(tài)3）+東西（狀態(tài)4）</p><p>　　S4：

43、南北（狀態(tài)4）+東西（狀態(tài)1）</p><p>　　S5：南北（狀態(tài)4）+東西（狀態(tài)2）</p><p>　　S6：南北（狀態(tài)4）+東西（狀態(tài)3）</p><p>　　所以按照上面所分析的交通規(guī)則方案，可以得出每個(gè)方向的交通燈數(shù)目為4個(gè)，分別為：</p><p>　　直行箭頭燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、人行道燈。分別用字母Z、L、R、M表示。根據(jù)分析

44、的九種狀態(tài)，可以分析出控制系統(tǒng)的九種工作狀態(tài)的真值表。如表3.1：</p><p>　　表3.1 狀態(tài)真值表</p><p>　　各個(gè)交通狀態(tài)的時(shí)間設(shè)定：假設(shè)路口兩個(gè)交叉道路車流量相當(dāng)，可以把正常通行下的六個(gè)狀態(tài)時(shí)間設(shè)定為：S1 30秒、S2 30秒、S3 20秒、S4 30秒、S5 30秒、S6 20秒。時(shí)間設(shè)定如果需要改變，可以通過鍵盤輸入設(shè)定。</p><p>

45、;　　3.2 系統(tǒng)工作原理</p><p>　　（1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間，通過8051單片機(jī)P1輸入到系統(tǒng)。鍵盤編號(hào)為K1，K2，K3，K4，K5分別連接單片機(jī)的P1。0，P1。1，P1。2，P1。3，P1。4主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，程序就跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理，當(dāng)檢測(cè)到K2鍵按下的時(shí)候就自動(dòng)返回到主程序。</p><p>　　按緊急預(yù)案鍵K5后，先出現(xiàn)全紅

46、狀態(tài)，再按一下該鍵，又出現(xiàn)一方通行狀態(tài)，再按，則另一方通行。如此循環(huán)。 </p><p>　　圖3.3 系統(tǒng)電路簡圖</p><p>　　按手動(dòng)控制鍵后，進(jìn)行手動(dòng)控制，每按一次，燈會(huì)轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)。按恢復(fù)鍵對(duì)上兩者進(jìn)行恢復(fù)到正常狀態(tài)。鍵盤的按鍵由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的。</p><p>　?。?） 由8051單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通過P0口向8255的數(shù)據(jù)口送信息，由82

47、55的PC 口顯示左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)、人行道燈的燃亮情況；由8255的PA、PB口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。</p><p>　?。?）8051通過設(shè)置各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過8051設(shè)置，狀態(tài)S1、狀態(tài)S2、狀態(tài)S3、狀態(tài)S4、狀態(tài)S5、狀態(tài)S6時(shí)間依次為30秒、30秒、20秒、30秒、30秒、20秒循環(huán)由8051的 P0口向8255的數(shù)據(jù)口輸出。</p><p>　?。?） 通過8051單

48、片機(jī)的P3。0位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng)該位電平為0就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為1系統(tǒng)就開始工作。</p><p>　?。?）8255ＰＡ口用于輸出時(shí)間的個(gè)位，ＰＢ口用于輸出時(shí)間的十位，由7446A驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)，而ＰＣ口用于輸出各個(gè)燈的情況，它的末段連接雙向晶閘管采用220V交流電壓驅(qū)動(dòng)。</p><p>　?。?）在交通控制程序中加入看門狗指令，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異?？撮T狗將發(fā)出溢出中斷。通過專

49、用端口輸入到MAX692看門狗芯片的WDI引腳引起RESET復(fù)位信號(hào)使系統(tǒng)復(fù)位。這樣，只要單片機(jī)只要程序跑飛或者死機(jī)，看門狗就可以利用溢出中斷對(duì)單片機(jī)重新起動(dòng)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本系統(tǒng)就是充分利用了8051和8255芯片的I/O引角。系統(tǒng)統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)Intel8051和可編程并行I/O接口芯片8255A

50、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8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；為了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠采用了MAX629“看門狗”芯片，避免了系統(tǒng)因?yàn)樗罊C(jī)而停止工作的情況發(fā)生；顯示時(shí)間直接通過8255的PA、PB輸出；交通燈信號(hào)通過平常PC口輸出；交通燈的點(diǎn)亮采用VT雙向晶閘管來控制，直接采用220V交流電源驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡便、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、程序設(shè)計(jì)簡便。系統(tǒng)不足之處不能控制車的左、右轉(zhuǎn)、以及自動(dòng)根據(jù)車流改變紅綠

51、燈時(shí)間等。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>　　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系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　

52、致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，指導(dǎo)老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，指導(dǎo)老師都給予了悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是老師廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。 <

53、/p><p>　　在論文的寫作過程中，也得到了汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)同學(xué)的寶貴建議，同時(shí)還得到許多同事的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。 </p><p>　　感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。 </p><p>　　最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！</p><p><b>　　參

54、考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 房小翠 王金鳳 單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。國防工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[2] 付家才 單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)。 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.5</p><p>　　[3] 潘新民 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。北京：人民郵電出版社，1999.9</p><p>　　[4] 余

55、錫存 曹國華 單片機(jī)原理及接口技術(shù)。陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，</p><p>　　[5] 雷麗文 等 微機(jī)原理與接口技術(shù)。北京：電子工業(yè)出版社，1997.2</p><p>　　[6] 蔣萬君 在論循環(huán)時(shí)序電路的簡便設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化，2005 第5期</p><p>　　[7] 胡漢才 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)。 北京：清華大學(xué)出版，1996</p>

56、<p>　　[8] 黃義源 機(jī)械設(shè)備電氣與數(shù)字控制。中央廣播電視大學(xué)出版社，1993</p><p>　　[9] 蔡美琴 張為民等MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用。高等教育出版社，1992</p><p>　　[11]李建中 單片機(jī)原理及應(yīng)用。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[12] 康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）。北京：高