畢業(yè)設(shè)計(jì)----交通燈控制系統(tǒng)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　姓 名： 系（部）：應(yīng)用電子與通信技術(shù)系專(zhuān) 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 班 號(hào)： 任務(wù)起至日： 2010年 3 月 24日至 2010年 月 日</p><p>　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：交通燈控制系統(tǒng)</p><p>　立題的目的

2、和意義：</p><p>　技術(shù)要求與主要內(nèi)容：(1) 利用單片機(jī)、數(shù)碼管及發(fā)光二極管制作成十字路所使用的交通燈，要求A車(chē)道和B車(chē)道兩條交叉道路上的車(chē)輛交替運(yùn)行，A車(chē)道車(chē)輛行進(jìn)60S,B車(chē)道車(chē)輛行進(jìn)30S.(2) 當(dāng)還有5秒車(chē)輛禁止時(shí)，綠燈閃3秒，黃燈亮2秒。(3) 在十字路口設(shè)置時(shí)鐘來(lái)顯示A,B道停止和行進(jìn)的時(shí)間 。(4) 當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)，A,B道紅燈同時(shí)亮，以讓特殊車(chē)輛通過(guò)。 (5) 并對(duì)單片機(jī)的特點(diǎn)，

3、各部分的工作原理及功能加以闡述。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子技術(shù)已經(jīng)深入了我們的生活，手機(jī)、電視、電腦、霓虹燈等等，單片機(jī)技術(shù)是電子技術(shù)中一個(gè)重要部分，例如我們常說(shuō)的帶電腦的電飯鍋，其實(shí)就是用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電子技術(shù)已經(jīng)深入到了各個(gè)領(lǐng)域。</p><p>　　人們的生活隨著科技便得

4、發(fā)展，變得更加舒適方便，隨著汽車(chē)的誕生，我們過(guò)去需要幾個(gè)月才能到達(dá)的地方現(xiàn)在只需要幾天甚至幾個(gè)小時(shí)。人們的生活越來(lái)越好了，道路上的汽車(chē)也越來(lái)越多了。交通燈應(yīng)運(yùn)而生，它負(fù)責(zé)控制疏導(dǎo)交通，保證交通的正常運(yùn)行，不會(huì)產(chǎn)生混亂。</p><p>　　紅綠燈控制疏導(dǎo)交通這項(xiàng)技術(shù)早在19世紀(jì)就已經(jīng)產(chǎn)生了，正因?yàn)榧t綠控制交通的高效，所以幾乎每個(gè)路口都會(huì)安裝有紅綠燈來(lái)疏導(dǎo)過(guò)往車(chē)輛，紅綠燈是怎么實(shí)現(xiàn)的呢，實(shí)現(xiàn)交通燈控制的方式有很多，

5、這里我采用是通過(guò)atmel公司生產(chǎn)的AT89S51最為中央處理器來(lái)控制交通燈。通過(guò)P0口來(lái)控制紅綠燈轉(zhuǎn)換，P1口來(lái)控制輸入，P2、P3作為數(shù)碼倒計(jì)時(shí)輸出。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89S51；交通燈；控制系統(tǒng)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p&g

6、t;<p><b>　　第1緒論1</b></p><p>　　第2章 交通燈設(shè)計(jì)方案論證3</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)3</b></p><p>　　2.2 方案介紹3</p><p>　　2.2.1方案一設(shè)計(jì)思想4</p><p>

7、　　2.2.2方案二設(shè)計(jì)思想4</p><p>　　2.2.3 方案比較并選擇方案4</p><p>　　2.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)5</p><p>　　2.4 實(shí)驗(yàn)步驟5</p><p>　　2.4.1 編寫(xiě)程序源代碼5</p><p>　　2.4.2 開(kāi)發(fā)板模擬測(cè)試5</p><p>　

8、　第3章 交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1單片機(jī)概述7</p><p>　　3.2硬件系統(tǒng)構(gòu)成8</p><p>　　3.3 AT89s51芯片介紹8</p><p>　　3.4元件列表與電路原理圖11</p><p>　　3.4.1 電路原理圖11</p><p>

9、;　　3.4.2元件列表12</p><p>　　第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖13</p><p>　　4..2定時(shí)器初值計(jì)算14</p><p>　　4.3程序源代碼14</p><p>　　第5章 調(diào)試功能說(shuō)明15</p><p>　　5.

10、1 硬件調(diào)試15</p><p>　　5.1.1最小系統(tǒng)調(diào)試15</p><p>　　5.1.2 故障點(diǎn)分析15</p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p><b>　　致謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19<

11、/b></p><p>　　附錄一 電路原理圖20</p><p>　　附錄二 程序源代碼21</p><p><b>　　第1緒論</b></p><p>　　紅綠燈這以技術(shù)在十九世紀(jì)時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)了，時(shí)至今日，用紅綠燈控制交通的手段已經(jīng)是最常見(jiàn)且有效地手段，全世界幾乎都采用這種方式來(lái)控制疏導(dǎo)交通了。</

12、p><p>　　在1858年英國(guó)倫敦，就已經(jīng)再主要街道上安裝了以燃燒煤氣為光源的紅、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。它由紅綠兩塊以旋轉(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。</p><p

13、>　　1914年，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，安裝在紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。</p><p>　　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，當(dāng)車(chē)輛接近時(shí),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)按一下喇叭，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

14、的路面時(shí)，它就能察覺(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。</p><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。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)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正在路

15、口內(nèi)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)輛必須在交叉路口的停車(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)線而不能安全停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問(wèn)題。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越大，并一直保持大比例的增長(zhǎng)?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。由于生活水平的提高，人

16、們對(duì)交通運(yùn)輸?shù)陌踩约胺?wù)水平提出了更高的要求。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴⑻岣呓煌ü芾淼姆?wù)質(zhì)量，并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也減小了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 </p><p>　　中國(guó)車(chē)輛數(shù)量不斷增加，交通控制在未來(lái)的交通管理中起著越來(lái)越重要的作用。智能交通燈的管

17、理無(wú)論在經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行速率上都有很好的效益，更加節(jié)約資源，會(huì)使交管人員有更多的精力投入到管理整個(gè)城市交通控制，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。</p><p>　　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。那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)交通的井然秩序呢？靠的是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)交通的井然有序。交通信號(hào)燈控制方式很多，本系統(tǒng)采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的單片機(jī)AT89

18、S51，作為中央處理器制作控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了通過(guò)AT89S51芯片的P0口設(shè)置紅、綠燈點(diǎn)亮的功能，通過(guò)AT89S51芯片的P1口進(jìn)行輸入控制，P2、P3口輸出倒計(jì)時(shí)。交通燈的點(diǎn)亮采用發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)，時(shí)間的顯示采用七段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)系統(tǒng)采用的直流供電。系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性好。</p><p>　　第2章 交通燈設(shè)計(jì)方案論證</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)&l

19、t;/b></p><p>　　A車(chē)道與B車(chē)道相交于一個(gè)十字路口，道路交叉中央點(diǎn)設(shè)置紅綠控制交通，市A車(chē)道通行60秒B車(chē)道通行30秒，并設(shè)置數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)。A車(chē)道綠燈55秒閃爍3秒黃燈亮2秒，切換到紅燈。B車(chē)道綠燈25秒閃爍3秒黃燈亮2秒切換至紅燈。同時(shí)設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)特殊車(chē)輛通過(guò)時(shí)，交警閉合開(kāi)關(guān)A、B車(chē)道紅燈同時(shí)亮，直到開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，重新開(kāi)始循環(huán)。</p><p><b&g

20、t;　　2.2 方案介紹</b></p><p>　　將紅綠等的轉(zhuǎn)換過(guò)程分割為幾個(gè)模式之間的轉(zhuǎn)換。模式一：A車(chē)道綠燈亮55S綠燈閃爍3S黃燈亮2S；模式二：B車(chē)道綠燈亮25S綠燈閃爍3S 黃燈亮2S；模式三：控制開(kāi)關(guān)閉合 A、B車(chē)道紅燈同時(shí)亮。當(dāng)午特殊情況時(shí)模式一和模式二不斷循環(huán)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)紅綠燈交通控制。</p><p>　　圖2-1 模式轉(zhuǎn)示意圖</p><

21、;p>　　2.2.1方案一設(shè)計(jì)思想</p><p>　　采用程序延時(shí)的方法來(lái)計(jì)時(shí)，在一個(gè)較小的時(shí)間基數(shù)下進(jìn)行倒計(jì)時(shí)送數(shù)，采用動(dòng)態(tài)送數(shù)的方法，由P1口的兩個(gè)輸出端控制控制選擇的數(shù)碼管送數(shù)因?yàn)闀r(shí)間短，所以肉眼看上去就是一直亮著的。</p><p>　　紅綠燈也采用程序的延時(shí)的方法進(jìn)行控制，P0口需要使用6個(gè)輸出端，來(lái)控制Led紅綠燈，在程序需要插入開(kāi)是否閉合的查詢(xún)出語(yǔ)句。</p&g

22、t;<p>　　2.2.2方案二設(shè)計(jì)思想</p><p>　　采用定時(shí)器中斷方式來(lái)計(jì)時(shí)，讓定時(shí)每50ms中斷一次，計(jì)數(shù)變量加一，計(jì)數(shù)滿20次為一秒，另一變量加一。設(shè)置一個(gè)模式變量，來(lái)控制顯示那個(gè)模式，在模式變量等于0的時(shí)候?yàn)槟Ｊ揭?，模式變量等?的時(shí)候?yàn)槟Ｊ蕉?，模式變量等?的時(shí)候?yàn)槟Ｊ饺?shù)碼管用P2、P3口分別控制個(gè)位和十位。每一秒種送數(shù)一次，根據(jù)計(jì)數(shù)變量的數(shù)值控制輸出Led紅綠燈變化信息。在主

23、程序中設(shè)置開(kāi)關(guān)的查詢(xún)語(yǔ)句并循環(huán)查詢(xún)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合將模式變量設(shè)置為2，同時(shí)鎖定清零計(jì)數(shù)變量，AB紅燈同時(shí)亮。</p><p>　　2.2.3 方案比較并選擇方案</p><p>　　方案一，節(jié)省P口，只需使用少量P口就可以達(dá)到目標(biāo)，但程序復(fù)雜計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確，容易出現(xiàn)故障，或燈的變化與倒計(jì)時(shí)不一致。</p><p>　　方案二，占用P口資源多，但是計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，程序代碼較少，維護(hù)

24、方便，運(yùn)行穩(wěn)定不會(huì)出現(xiàn)燈與實(shí)踐變化不同步的問(wèn)題。</p><p>　　比較以上兩種方案，決定選擇方案二，P口資源足夠使用所以無(wú)需擔(dān)心P口不夠用，且其運(yùn)行穩(wěn)定維護(hù)簡(jiǎn)單，擴(kuò)展性相對(duì)較差，但硬件連線 簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障維修方便。</p><p>　　圖2-2 方案二方框圖</p><p><b>　　2.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)</b></p><

25、;p>　　我采用的是Wave 6000 for windows編寫(xiě)程序，并對(duì)程序進(jìn)行編譯。</p><p>　　采用RZ-51開(kāi)發(fā)板，進(jìn)行模擬仿真測(cè)試。</p><p><b>　　2.4 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　2.4.1 編寫(xiě)程序源代碼</p><p>　　程序分為兩個(gè)模塊，循環(huán)、中斷。分析程序所

26、需完成的任務(wù)，并根據(jù)方案二進(jìn)行簡(jiǎn)單編寫(xiě)。</p><p>　　2.4.2 開(kāi)發(fā)板模擬測(cè)試</p><p>　　在開(kāi)發(fā)板中斷開(kāi)，不需要的模塊，將Isp下載線接到電腦上，將編寫(xiě)的好程序，燒寫(xiě)進(jìn)單片機(jī)中。單功能逐個(gè)測(cè)試。</p><p><b>　　燒錄步驟：</b></p><p>　　打開(kāi)偉福編譯器，寫(xiě)入源代碼。</

27、p><p>　　編譯程序生成2.hex文件</p><p>　　打開(kāi)燒錄程序，選擇調(diào)入Flash，選擇2.hex文件。選擇芯片型號(hào)AT89s51，點(diǎn)擊自動(dòng)將程序燒寫(xiě)進(jìn)單片機(jī)中。</p><p>　　觀察led模塊紅綠燈轉(zhuǎn)換是否正常。</p><p>　　將程序更改，測(cè)試倒計(jì)時(shí)是否正常</p><p>　　整合測(cè)試，將線路連

28、接好對(duì)程序完整測(cè)試。</p><p>　　第3章 交通燈系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1單片機(jī)概述</b></p><p>　　單片機(jī)是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共五個(gè)基本部分組成的。單片機(jī)是把包括運(yùn)算器、控制器、少量的存儲(chǔ)器、最基本的輸入輸出口電路、串行口電路、中斷和定時(shí)電路等都集成在一個(gè)尺寸有限的芯片上。

29、</p><p>　　通常，單片機(jī)由單個(gè)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>　　單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓、低功耗。</p&g

30、t;<p>　　可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成。還有一類(lèi)計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類(lèi)頭腦的作用，它出了毛病

31、，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱(chēng)前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 </p><p>　　目

32、前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。它主要是作為控制部分的核心部件。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算

33、機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。</p><p><b>　　3.2硬件系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p>　　電路板兩塊、排線一板（30根）、AT89s51一片、共陽(yáng)數(shù)碼管4個(gè)、Led紅黃綠燈各兩個(gè)（led綠燈1個(gè)電源指示）。Usb母口一個(gè)，Usb線（A對(duì)A）一根、開(kāi)關(guān)一個(gè)等等。</p><p>　　硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖如下：</p&g

34、t;<p>　　圖3-1硬件結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　系統(tǒng)由單片機(jī)直接控制，P0口控制紅綠燈轉(zhuǎn)換，P1口開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入，P2、P3口輸出數(shù)碼顯示信號(hào)。如此對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。</p><p>　　3.3 AT89s51芯片介紹</p><p>　　選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實(shí)現(xiàn)在線的編程。用于

35、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總的控制。其主要功能列舉如下：</p><p>　　1.為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機(jī)；</p><p>　　2.晶片內(nèi)部具有時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至33MHz）；</p><p>　　3.內(nèi)部程式存儲(chǔ)器（ROM）為 4KB；</p><p>　　4.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 128B；</p><p&

36、gt;　　5.外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB；</p><p>　　6.外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB；</p><p>　　7.32條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨(dú)做I/O的控制；</p><p>　　8.5個(gè)中斷向量源；</p><p>　　9.2組獨(dú)立的16位定時(shí)器；</p><p>　　10.1個(gè)全雙工串

37、行通信端口；</p><p>　　11.8751及8752單芯片具有數(shù)據(jù)保密的功能；</p><p>　　12.單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令。</p><p>　　圖3-2 AT89S51管腳圖</p><p>　　AT89S51各引腳功能介紹：</p><p>　　VCC：ATAT89S51 電源正端輸入，接+5V。&

38、lt;/p><p><b>　　VSS：電源地端。</b></p><p>　　XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸入端。</p><p>　　XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩個(gè)引腳與地之間加入一個(gè)20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干

39、擾而死機(jī)。 </p><p>　　RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開(kāi)始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。</p><p>　　EA/Vpp：&

40、quot;EA"為英文"External Access"的縮寫(xiě)，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來(lái)執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來(lái)輸入21V的燒錄高

41、壓（Vpp）。</p><p>　　ALE/PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫(xiě)，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S51可以利用這個(gè)引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊

42、晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。</p><p>　　PSEN：此為"Program Store Enable"的縮寫(xiě)，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，

43、使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。</p><p>　　PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開(kāi)路電極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類(lèi)推。其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序

44、代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一個(gè)鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一組完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。</p><p>　　PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，

45、此端口便能當(dāng)成輸入端口來(lái)使用。P2除了當(dāng)作一般I/O端口使用外，若是在ATAT89S51擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)作I/O來(lái)使用了。</p><p>　　PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地，若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052

46、或是8032的話，P1.0又當(dāng)作定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。</p><p>　　PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋?lt;/p><p>&l

47、t;b>　　其引腳分配如下：</b></p><p>　　P3.0：RXD，串行通信輸入；</p><p>　　P3.1：TXD，串行通信輸出；</p><p>　　P3.2：INT0，外部中斷0輸入；</p><p>　　P3.3：INT1，外部中斷1輸入；</p><p>　　P3.4：T0，計(jì)時(shí)

48、計(jì)數(shù)器0輸入；</p><p>　　P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入；</p><p>　　P3.6：WR，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)入信號(hào)；</p><p>　　P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。</p><p>　　3.4元件列表與電路原理圖</p><p>　　3.4.1 電路原理圖</p><

49、;p>　　電路原理圖采用Protel99se繪制，以截圖的方式保存為圖片。電路原理圖見(jiàn)附錄一</p><p><b>　　3.4.2元件列表</b></p><p>　　將設(shè)備所需要的電子元件，列出見(jiàn)表3-1元件列表。</p><p><b>　　表3-1 元件列表</b></p><p>　

50、　第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　圖4-1 軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　4..2定時(shí)器初值計(jì)算</p><p>　　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

51、設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為T(mén)C 可得到如下計(jì)算通式：</p><p><b>　　TC=M－C</b></p><p>　　式中，M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28 ； </p><p><b>　　算法公式：</b></p><

52、;p>　　T=（M－TC）T計(jì)數(shù) 或TC=M－T/T計(jì)數(shù)</p><p>　　T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期ＴＣＬＫ的12倍；ＴＣ為定時(shí)初值</p><p>　　如單片機(jī)的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ12ＭＨＺ　，經(jīng)過(guò)１２分頻</p><p>　　方式０　　　　TMAX＝213　×１微秒＝8.192毫秒</p><p>　　方式１　　　　T

53、MAX＝216　×１微秒＝65.536毫秒</p><p>　　顯然１秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)１秒的方法：我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使T1定時(shí)50毫秒。這樣每當(dāng)T1到50毫秒時(shí)CPU就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，CPU先使軟件

54、計(jì)數(shù)器減１，然后判斷它是否為零。為0表示１秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。</p><p><b>　　4.3程序源代碼</b></p><p>　　程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，大大的縮減了程序代碼多長(zhǎng)度，使得程序代碼更便于閱讀。在C語(yǔ)言中可以用幾行代碼解決的問(wèn)題，在匯編中可能需要很多很復(fù)雜的代碼進(jìn)行編寫(xiě)。</p><p>　　詳細(xì)程序代碼見(jiàn)附錄二&

55、lt;/p><p>　　第5章 調(diào)試功能說(shuō)明</p><p><b>　　5.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　5.1.1最小系統(tǒng)調(diào)試</p><p>　　首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測(cè)量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否是電源電壓，我們所用的電源電壓是5V。接下來(lái)就是檢查復(fù)位引腳電壓是否正常。分別測(cè)量按

56、下復(fù)位按鈕和放開(kāi)復(fù)位按鈕的電壓值，看是否正確。然后再檢查晶振是否起振了，一般用示波器來(lái)看晶振引腳的波形，注意應(yīng)該使用示波器探頭的“X10”檔。另一個(gè)辦法是測(cè)量復(fù)位狀態(tài)下的IO口電平，按住復(fù)位鍵不放，然后測(cè)量IO口（沒(méi)接外部上拉的P0口除外）的電壓，看是否是高電平，如果不是高電平，則多半是因?yàn)榫д駴](méi)有起振。另外還要注意的地方是，要將EA引腳拉高，因?yàn)槲覀冇玫氖瞧瑑?nèi)ROM,否則會(huì)出現(xiàn)程序亂跑的情況。有時(shí)用仿真器可以，而燒入片子不行，往往是因

57、為EA引腳沒(méi)拉高的緣故（當(dāng)然，晶振沒(méi)起振也是原因只一）。經(jīng)過(guò)上面幾點(diǎn)的檢查，一般即可排除故障了。如果系統(tǒng)不穩(wěn)定的話，有時(shí)是因?yàn)殡娫礊V波不好導(dǎo)致的。在單片機(jī)的電源引腳跟地引腳之間接上一個(gè)0.1uF的電容會(huì)有所改善。如果電源沒(méi)有濾波電容的話，則需要再接一個(gè)更大濾波電容，例如220uF的。遇到系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，就可以并上電容試試。</p><p>　　5.1.2 故障點(diǎn)分析</p><p>　　檢測(cè)

58、故障點(diǎn)的方法如下：</p><p>　　①測(cè)量電壓法。首先要確認(rèn)的是各芯片電源引腳的電壓是否正常，其次檢查各種參考電壓是否正常，另外還有各點(diǎn)的工作電壓是否正常等。</p><p>　?、谛盘?hào)注入法。將信號(hào)源加至輸入端，然后依次往后測(cè)量各點(diǎn)的波形，看是否正常，以找到故障點(diǎn)。有時(shí)我們也會(huì)用更簡(jiǎn)單的辦法，例如用手握一個(gè)鑷子，去碰觸各級(jí)的輸入端，看輸出端是否有反應(yīng)，</p><

59、p>　?、郛?dāng)然，還有很多其它的尋找故障點(diǎn)的方法，例如看、聽(tīng)、聞、摸等?！翱础本褪强丛袩o(wú)明顯的機(jī)械損壞，例如破裂、燒黑、變形等；“聽(tīng)”就是聽(tīng)工作聲音是否正常，例如一些不該響的東西在響，該響的地方不響或者聲音不正常等；“聞”就是檢查是否有異味，例如燒焦的味道、電容電解液的味道等，對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的電子維修人員來(lái)說(shuō)，對(duì)這些氣味是很敏感的；“摸”就是用手去試探器件的溫度是否正常，例如太熱，或者太涼。一些功率器件，工作起來(lái)時(shí)會(huì)發(fā)熱，如果摸

60、上去是涼的，則基本上可以判斷它沒(méi)有工作起來(lái)。但如果不該熱的地方熱了或者該熱的地方太熱了，那也是不行的。一般的功率三極管、穩(wěn)壓芯片等，工作在70度以下是完全沒(méi)問(wèn)題的。70度大概是怎樣的一個(gè)概念呢？如果你將手壓上去，可以堅(jiān)持三秒鐘以上，就說(shuō)明溫度大概在70度以下（注意要先試探性的去摸，千萬(wàn)別把手燙傷了）。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本系

61、統(tǒng)采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的芯片AT89S51，實(shí)現(xiàn)了A車(chē)道綠燈燈亮55秒,閃爍3秒黃燈亮2秒，B車(chē)道綠燈亮25秒閃爍3秒黃燈亮2秒。AT89S51直接控制紅綠燈，以及數(shù)碼管顯示。</p><p>　　系統(tǒng)不足：時(shí)間設(shè)定中沒(méi)有黃燈的等待閃爍時(shí)間，以及自動(dòng)根據(jù)車(chē)流改變紅綠燈時(shí)間，此外，還沒(méi)有充分考慮的把現(xiàn)代管理、人工智能運(yùn)用到交通的控制中，來(lái)計(jì)算交通控制點(diǎn)之間的距離，來(lái)更合理地安排紅、綠燈的持續(xù)時(shí)間，使城市的交通

62、管理更加人性化。</p><p>　　通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)單片機(jī)又有了更深的認(rèn)識(shí)，讓我對(duì)其從硬件和軟件都有了實(shí)質(zhì)性的探究，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，組裝使自己的知識(shí)得到了系統(tǒng)化和產(chǎn)品化真正達(dá)到了學(xué)以致用。至此我要特別感謝學(xué)校和老師安排的這項(xiàng)活動(dòng)使我們脫離了高中只會(huì)理論不會(huì)實(shí)踐的階段而真正進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性的層次。使我們對(duì)將來(lái)的工作及研發(fā)奠定了一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致謝<

63、;/b></p><p>　　我由衷的感謝我的指導(dǎo)老師**老師對(duì)我的學(xué)習(xí)、工作、以及課題的研究和論文撰寫(xiě)過(guò)程中面臨的問(wèn)題所給的細(xì)心指導(dǎo)和無(wú)私幫助，在設(shè)計(jì)中及時(shí)提出一些問(wèn)題和幫助改正一些錯(cuò)誤，使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中獲得了豐富的知識(shí)，開(kāi)闊了視野，培養(yǎng)了我的思考能力，提升了個(gè)人解決問(wèn)題的能力，使自身的素質(zhì)有了極大的提高。也感謝***老師和同學(xué)對(duì)我的熱心幫助。</p><p><b>　

64、　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 高洪志.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)教程.人民郵電出版社，2009：</p><p><b>　　72-169</b></p><p>　　2 田淑清.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).高等教育出版社，2008：31-83</p><p>　　3 張毅剛.MCS-51系列單片機(jī)

65、系統(tǒng)及其應(yīng)用.高等教育出版社，2003： </p><p><b>　　29-89</b></p><p>　　4 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試.華中理工大學(xué)出版社,2000: 107-111</p><p>　　5 郭培源.電子電路及電子器件.高等教育出版社,2004: 65-6</p><p>　　6 潘

66、新民.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).人民郵電出版社，1999.9: 55-70</p><p>　　7 余錫存.單片機(jī)原理及接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社，2000.7: 65-69</p><p>　　8 周立功.增強(qiáng)型80C51單片機(jī)速成與實(shí)戰(zhàn).北京航空航天大學(xué)出版社，2004.5：91-95</p><p><b>　　附錄一 電路原理圖</b>

67、</p><p><b>　　附錄二 程序源代碼</b></p><p>　　#include"reg51.h"/*包含51單片機(jī)內(nèi)部資源定義*/</p><p>　　sbit a_r=P0^0;/*定義可位尋址變量*/</p><p>　　sbit a_y=P0^1;</p><

68、p>　　sbit a_g=P0^2;</p><p>　　sbit b_r=P0^3;</p><p>　　sbit b_y=P0^4;</p><p>　　sbit b_g=P0^5;</p><p>　　sbit keyup=P1^0;</p><p>　　int num=0,num1=0,ab=0;/*聲明

69、全局變量*/</p><p>　　unsigned char code LEDDis[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xFF,0xBF};</p><p>　　/*數(shù)碼管顯示信息0-9*/</p><p>　　void teshu(){while(!keyup){a_r=0;a_g=1;a_

70、y=1;b_r=0;b_y=1;b_g=1;ab=3;}ab=0;}</p><p>　　/*特殊情況發(fā)生 后運(yùn)行*/</p><p>　　void timer0(void) interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(ab==3) {num=0;num1=0

71、; return; TH0=0x3c; TL0=0xb0;}/*模式3時(shí)中斷程序運(yùn)行此部分*/</p><p>　　if(num<20) {num++;}/*當(dāng)num小于20時(shí)每50毫秒num計(jì)數(shù)加一*/</p><p>　　if(num==20){num1++; num=0;}/*每秒鐘num1計(jì)數(shù)加一，并將Num清零*/</p><p>　　if(ab=

72、=0)/*如果為模式零執(zhí)行*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=LEDDis[(60-num1)/10];/*數(shù)碼管十位送數(shù)*/</p><p>　　P3=LEDDis[(60-num1)%10];/*數(shù)碼管個(gè)位送數(shù)*/</p><p>　　if(num1<=55){a_g=0;b

73、_r=0;a_r=1;b_y=1;a_y=1;b_g=1;}/*根據(jù)不同數(shù)值確定Led紅綠燈的亮滅*/</p><p>　　if(num1>55&&num1<=58){if(num==0||num==10){a_g=!a_g;}}</p><p>　　if(num1>58&&num1<=60){a_g=1;a_y=0;}</p&

74、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　if(ab==1)/*模式2時(shí)執(zhí)行*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=LEDDis[(30-num1)/10];</p><p>　　P3=LEDDis[(30-num1)%10];</

75、p><p>　　if(num1<=25){a_g=1;b_g=0;a_y=1;b_y=1;a_r=0;b_r=1;}</p><p>　　if(num1>25&&num1<=28){if(num==0||num==10){b_g=!b_g;}}</p><p>　　if(num1>28&&num1<=30){

76、b_g=1;b_y=0;}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(num1==60&&ab==0){ab=1;num1=0;}</p><p>　　if(num1==30&&ab==1){ab=0;num1=0;}</p><p>　　TH0=0x3c;/*定時(shí)

77、器重新裝載*/</p><p><b>　　TL0=0xb0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*中斷程序，大部分功能都再次程序中完成*/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b&

78、gt;</p><p>　　TMOD=0x01;/*設(shè)定定時(shí)器工作方式*/</p><p><b>　　TH0=0x3c;</b></p><p><b>　　TL0=0xb0;</b></p><p>　　EA=1;/*打開(kāi)中斷*/</p><p>　　ET0=1;/*定時(shí)

79、中斷0打開(kāi)*/</p><p>　　TR0=1;/*定時(shí)器0開(kāi)始運(yùn)行*/</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(keyup!=1){teshu();}</p><p>　　}/*循環(huán)查詢(xún)開(kāi)關(guān)狀態(tài)