城市智能交通灯系统(2)

沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）

1.2 单片机概述

单片机是智能交通灯系统的核心部分，他在系统的控制与检测环节发挥了主要作用。当系统要改变红绿灯状态时就是由单片机来检测状态和控制过程的。

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

单片机经过1、2、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压低功耗。

1.3 芯片简介

本次设计采用ATMEL公司的AT89S52芯片。

1.3.1 AT89S52芯片简介

AT89S52单片机内部结构：

AT89S52单片机具有：8KB Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路，现在说明如下： ?中央处理器

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 ?数据存储器(RAM)

AT89S52内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存

2

沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）

放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 ?程序存储器(ROM)：

AT89S52共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ?定时/计数器(ROM)：

AT89S52有三个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ?并行输入输出(I/O)口：

AT89S52有32位I/O口，用于对外部数据的传输。 ?全双工串行口：

AT89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。

另外，AT89S52 可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

1.3.2 中断系统

AT89S52具备较完善的中断功能，它有6个中断源：两个外部中断（INT0 和INT1），三个定时中断（定时器0、1、2）和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。

1.3.3 AT89S52的引脚说明

AT89S52单片机均采用40Pin封装的双列直插DIP结构，图1.1是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英晶体振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。

3

沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）

图1.1 AT89S52引脚图

1.3.4 8255芯片简介

8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。 8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明:

8255有两种控制命令字；一个是方式选择控制字；另一个是C口按位置位／复位控制字。其中C口按位置位／复位控制字方式使用较为繁难，说明也较冗长，故在此不作叙述。

方式控制字格式说明如表：

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D7：设定工作方式标志，1有效。 D6、D5：A口方式选择

4

沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）

0 0 —方式0 0 1 —方式1 1 ×—方式2

D4：A口功能 （1=输入，0=输出） D3：C口高4位功能 （1=输入，0=输出） D2：B口方式选择 （0=方式0，1=方式1） D1：B口功能 （1=输入，0=输出） D0：C口低4位功能 （1=输入，0=输出） 8255可编程并行接口芯片工作方式说明:

方式0：基本输入／输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。

方式1：选通输入／输出方式。这时A口或B口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。

方式2 ：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。

本次设计我主要用到了8255的A口控制来实现语音提示功能。A口独有的双向传送方式，一般使用中断传送方式。本次设计主要将A口的8个接口P0到P7与语音芯片的8个口相连实现传输语音数据的功能。

1.4 功能描述

本系统由单片机系统、LED 显示、交通灯演示系统组成，单片机作为主控制器用于十字路口的车辆及行人的交通管理，每个方向具有左转、右转、直行3种通行指示灯，数码管倒计时牌显示路口通行转换剩余时间。另外，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可手动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，12s后系统自动恢复正常管理。并有手动控制分时段25s与30s通行管理转换等功能，当车流量变化较大时系统可以经过控制改变时间切换的时间。另外伴随着交通灯的绿灯点亮，十字路口将出现提示语音，使行人尤其盲人得到提示。

5

沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）

2 方案比较、设计与论证

2.1 电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案。

方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。

经过综合比较，选择第二种方案。

2.2 显示界面方案

该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案： 方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，无法胜任题目要求。

方案二：完全采用LED显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。

方案三：采用数码管与LED相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，所以决定采用方案三以实现系统的显示功能。

2.3 输入方案：

题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理，讨论了两种方案：

方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。该方案的优点是：

使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。

6

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库城市智能交通灯系统(2)在线全文阅读。