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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 5 頁(yè)
智能交通燈簡(jiǎn)述
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車輛的數(shù)目不斷增加，道路堵車現(xiàn)象日益嚴(yán)重，智能交通燈就應(yīng)運(yùn)而生了。目前世界上的智能交通系統(tǒng)存在的問(wèn)題是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大、管理困難、維護(hù)投入大等。為了改善現(xiàn)有的交通狀況，并克服現(xiàn)有智能交通系統(tǒng)的缺點(diǎn)我設(shè)計(jì)了城鄉(xiāng)交通燈模擬控制小型化的智能交通燈。它具有小型化、智能化、維修投入小、易于安裝等特點(diǎn)。與其他的智能交通系統(tǒng)相比該系統(tǒng)更適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，符合目前科技發(fā)展的現(xiàn)狀。
智能交通燈是一項(xiàng)綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通訊計(jì)算機(jī)技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)來(lái)管理交通燈具的自動(dòng)控制系統(tǒng)。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分?？傊绾尾捎煤线m的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與坡道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)亟待解決的主要問(wèn)題。為此，本文就城鄉(xiāng)交通燈模擬控制系統(tǒng)的電路原理、設(shè)計(jì)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)調(diào)試等問(wèn)題來(lái)進(jìn)行具體分析討論。
AT89C51
AT89C51概況
單片機(jī)控制器被用來(lái)在眾多的商業(yè)應(yīng)用，如調(diào)制解調(diào)器，電機(jī)控制系統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和其他領(lǐng)域。高處理速度和增強(qiáng)型微控制器的外設(shè)集，使它們適合這樣高速的基于事件的應(yīng)用程序。然而，這些關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域也需要這些單片機(jī)控制器性能是高度可靠的?？纱_保高可靠性和低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)由一個(gè)強(qiáng)大的測(cè)試過(guò)程和一個(gè)適當(dāng)?shù)墓ぞ?，為這些微控制器在組件和系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證環(huán)境。 Intel平臺(tái)工程部門(mén)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證它的AT89C51的汽車微控制器面向?qū)ο蠖嗑€程的測(cè)試環(huán)境。這種環(huán)境下的不僅為AT89C51的汽車微控制器提供一個(gè)寬廣的測(cè)試環(huán)境，而且發(fā)展的環(huán)境可以很容易地?cái)U(kuò)展和其他幾個(gè)未來(lái)的微控制器的驗(yàn)證重用。環(huán)境與Microsoft基礎(chǔ)類（AT89C51）為共同發(fā)展。本文介紹了本次測(cè)試環(huán)境的設(shè)計(jì)和機(jī)制，與各種軟/硬件環(huán)境組成部分的相互作用，以及如何使用AT89C51的。
MCS - 51簡(jiǎn)介
8位單片機(jī)AT89C51?CHMOS微控制器的設(shè)計(jì)用于處理高速計(jì)算和快速輸入/輸出的操作。MCS - 51單片機(jī)通常用于高速事件控制系統(tǒng)。商業(yè)應(yīng)用包括調(diào)制解調(diào)器，電機(jī)控制系統(tǒng)，打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，空調(diào)控制系統(tǒng)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，醫(yī)療器械。汽車行業(yè)使用MCS 51單片機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，安全氣囊，懸架系統(tǒng)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）。 AT89C51從效益上特別適合于應(yīng)用程序，其處理速度和增強(qiáng)型外設(shè)功能，如在汽車動(dòng)力傳動(dòng)控制，車輛動(dòng)態(tài)懸架，防抱死制動(dòng)，穩(wěn)定控制系統(tǒng)的應(yīng)用。因?yàn)檫@些關(guān)鍵的應(yīng)用，市場(chǎng)需要一個(gè)可靠的成本低的中斷延遲響應(yīng)，服務(wù)能力大的需要驅(qū)動(dòng)時(shí)間和事件在實(shí)時(shí)應(yīng)用中的集成外設(shè)，以及一個(gè)高于平均處理能力水平的CPU控制器的軟件包。設(shè)備操作的財(cái)務(wù)和法律風(fēng)險(xiǎn)是很難預(yù)測(cè)的。一旦在市場(chǎng)上，尤其是在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，如自動(dòng)駕駛儀或防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的失誤將使財(cái)政望而卻步。為50萬(wàn)美元的設(shè)計(jì)成本可以運(yùn)行高得多，如果修復(fù)意味著2回注釋整個(gè)產(chǎn)品系列共享相同的核心和/或外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷。此外，更換零部件領(lǐng)域是極其昂貴的，因?yàn)檫@些設(shè)備通常是密封模塊組件的幾次，總價(jià)值。為了減輕這些問(wèn)題，單片機(jī)控制器是必不可少的，同時(shí)在最壞情況下的環(huán)境和電壓條件下的組件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行全面的測(cè)試控制器。這種全面，徹底的驗(yàn)證，不僅需要一個(gè)定義良好的過(guò)程，也需要一個(gè)適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和工具，以方便和成功地執(zhí)行任務(wù)。英特爾錢德勒平臺(tái)工程組提供各種微控制器和處理器后硅系統(tǒng)驗(yàn)證（SV）。系統(tǒng)驗(yàn)證過(guò)程可分為三個(gè)主要部分。設(shè)備的類型及其應(yīng)用的要求，確定在哪些類型的測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行。窗體頂端
AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：
4KB的閃存，128字節(jié)RAM，32 條I / O線，兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)兩級(jí)五向量中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)完整的全雙工串行口，片上振蕩器和時(shí)鐘電路。此外，AT89C51的靜態(tài)邏輯運(yùn)行可下降到零頻率，并支持兩種軟件可選的節(jié)電模式?？臻e模式時(shí)CPU停止工作，同時(shí)允許的RAM，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。掉電模式保存RAM的內(nèi)容，但凍結(jié)振蕩器，禁用所有其他芯片功能，直到下一次硬件復(fù)位。
1-3引腳描述
VCC電源電壓。
GND接地。
端口0：端口0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向I / O端口。作為一個(gè)輸出端口，每個(gè)引腳可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL輸入。當(dāng)1寫(xiě)入端口0引腳，引腳可以用作高阻抗輸入，為了在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址/數(shù)據(jù)總線，這種模式下P0具有內(nèi)部上拉電阻，端口0也可以被配置為低8位地址使用。端口0接收FLASH編程的代碼字節(jié)期間，方案論證過(guò)程中輸出代碼字節(jié)。外部上拉的過(guò)程中需要核查程序。
端口1：端口1是一個(gè)8位雙向內(nèi)部上拉I / O端口。端口1的輸出緩沖器可以吸收來(lái)自四個(gè)TTL的輸入。當(dāng)1寫(xiě)入端口1他們會(huì)被內(nèi)部上拉拉高，并可以用作輸入引腳。端口1，被外部拉低，因?yàn)榈蛯?huì)使電流源（IIL）引腳內(nèi)部上拉。端口1還可以接收低地址字節(jié)的flash編程和校驗(yàn)。
端口2：端口2是一個(gè)8位雙向內(nèi)部上拉I / O的端口。端口2輸出緩沖器可以吸收來(lái)自四個(gè)TTL的輸入。當(dāng)1寫(xiě)入端口2他們會(huì)被內(nèi)部上拉拉高，并可以用作輸入引腳。作為輸入，端口2引腳在外部被拉低將源電流（IIL）由于內(nèi)部上拉。端口2發(fā)出的高階地址字節(jié)在從外部程序存儲(chǔ)器獲取和訪問(wèn)端口2引腳被外部拉低時(shí)，低源電流（IIL）由于內(nèi)部上拉。在從外部程序存儲(chǔ)器獲取和訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，端口2排放高階地址字節(jié)，使用16位地址（MOVX @ DPTR）。在此應(yīng)用中，它使用了強(qiáng)大的內(nèi)部上拉發(fā)送1時(shí)。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，使用8位地址，端口2發(fā)出的P2特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口也接收高地址位在flash編程和校驗(yàn)和一些控制信號(hào)。
端口3：端口3是一個(gè)8位雙向I / O的端口內(nèi)部上拉UPS。端口3輸出緩沖器可以吸收/源四個(gè)TTL輸入。當(dāng)1寫(xiě)入端口3他們拉高的內(nèi)部上拉，并可以用作輸入引腳。低將作為輸入，3口被外部拉低的引腳源電流（IIL）的上拉。 端口3也有軟下面列出的AT89C51的各種特殊功能的功能。
RST：復(fù)位輸入。該引腳上高一兩個(gè)機(jī)器周期，而振蕩器運(yùn)行的設(shè)備復(fù)位。
ALE / PROG：地址鎖存使輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)能訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。該引腳也是方案在Flash編程脈沖輸入（PROG鍵）。在正常運(yùn)作的ALE發(fā)出恒定速率的1/6振蕩器頻率，可以使用外部時(shí)鐘或定時(shí)。但是請(qǐng)注意，這一個(gè)ALE脈沖被跳過(guò)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。如果需要，可以禁止ALE操作設(shè)置位 0 SFR的位置8EH。位設(shè)置，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令。否則，腳弱拉高。設(shè)置的ALE禁止位有沒(méi)有效果，如果微處理器在外部執(zhí)行模式。
PSEN：程序存儲(chǔ)是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通，當(dāng)theAT89C51執(zhí)行代碼從外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，除了兩個(gè)PSEN的激活在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器跳過(guò)，PSEN是激活每個(gè)機(jī)器周期的兩倍。
EA / VPP：外部訪問(wèn)啟用。 EA必須綁到GND為了使設(shè)備開(kāi)始在0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器位置獲取代碼。但是請(qǐng)注意，如果鎖定位1編程，EA將在內(nèi)部復(fù)位鎖存。 EA應(yīng)綁到VCC內(nèi)部程序執(zhí)行。此引腳的所接收12伏的編程電壓（VPP），需要12伏VPP的零件，使Flash編程期間。
芯片擦除：
通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)組合，并通過(guò)控股的ALE / 10毫秒編低，電擦除整個(gè)Flash陣列。所有“1”寫(xiě)的代碼陣列芯片擦除操作前必須執(zhí)行的代碼存儲(chǔ)器可以重新編程。
編程接口
閃存陣列中的每一個(gè)代碼的字節(jié)可以被寫(xiě)入，并可以通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)組合擦除整個(gè)陣列。操作周期是自定時(shí)，而且一旦啟動(dòng)，將由時(shí)間來(lái)自動(dòng)來(lái)完成。微機(jī)接口之間的信息轉(zhuǎn)換微機(jī)電子系統(tǒng)處理的信息外兩種形式。存在一個(gè)物理信號(hào)，但該計(jì)劃之內(nèi)，它代表的是數(shù)值。任何接口的功能可以分為以某種方式修改數(shù)據(jù)的操作的數(shù)量，這樣的內(nèi)部和外部的形式之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)行了一些步驟。模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于連續(xù)可變的信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字形式，可采取的任何一個(gè)可能的固定的二進(jìn)制值。如果不是連續(xù)變化的傳感器的輸出，ADC是沒(méi)有必要的。在這種情況下，信號(hào)調(diào)理部分必須輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)可以直接連接到旁邊的接口部分的形式，微機(jī)本身的輸出接口輸入/輸出部分，采取了類似的形式，明顯的區(qū)別是，這里的信息是流在相反的方向，它是通過(guò)計(jì)劃從內(nèi)到外界，在這種情況下，該程序可能調(diào)用一個(gè)輸出子程序監(jiān)督操作界面和執(zhí)行的比例可用于數(shù)字 - 模擬轉(zhuǎn)換器所需的數(shù)字。這個(gè)子程序依次傳遞的信息，可以被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)輸出設(shè)備使用DAC模擬形式。最后信號(hào)的條件適合的形式經(jīng)營(yíng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在微電腦電路所使用的信號(hào)幾乎總是太小，直接連接到外界，必須使用某種接口翻譯。接口電路部分的設(shè)計(jì)是我們已經(jīng)看到，找到更合適他們的一個(gè)形式，是在微型計(jì)算機(jī)的信息離散位模式表示有意申請(qǐng)微機(jī)的工程師面臨的最重要的任務(wù)之一，這個(gè)數(shù)字的形式是最有用的微機(jī)連接到設(shè)備只可以開(kāi)啟或關(guān)閉，其中每個(gè)位代表一個(gè)開(kāi)關(guān)或調(diào)??節(jié)器。為了解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的狀態(tài)，有時(shí)微控制器必須超過(guò)只是一個(gè)CPU，一個(gè)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。此外，它必須包含硬件允許CPU訪問(wèn)來(lái)自外界的信息。一旦CPU收集信息和處理數(shù)據(jù)，還必須能夠應(yīng)對(duì)外界部分的某些的變化。
外設(shè)微控制器提供的最基本的形式是通用I70端口，每個(gè)I / O引腳可以作為輸入或輸出使用。每個(gè)引腳的功能是通過(guò)寄存器設(shè)置或清除相應(yīng)的位在相應(yīng)的決定數(shù)據(jù)方向。在程序的初始化階段，每個(gè)輸出引腳可驅(qū)動(dòng)所使用的CPU指令引腳可以被視為使用程序指令的CPU。某種類型的邏輯1或邏輯0。串行單位包括微控制器，讓CPU與外部設(shè)備進(jìn)行通信的串行格式，需要更少的I / O引腳進(jìn)行的通信功能，串行傳輸進(jìn)行同步或異步，這使得它更便宜，但速度較慢，而不是使用位并行格式。