基于模糊控制的智能交通燈控制系統(tǒng)

1、一、課題訓練內容1.使學生進一步鞏固和加深對基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的認識和掌 握，使之條理化、系統(tǒng)化和綜合化。了解和熟悉交通燈控制的方法，掌握AT89S51 單片機的使用方法。2.培養(yǎng)學生綜合運用基礎知識和基本技能進行分析問題和解決實際問題的 能力，將理論與實踐結合，培養(yǎng)觀察生活和體驗生活的能力。3.培養(yǎng)學生的設計計算、工程繪圖、實驗方法、數(shù)據(jù)處理、文件編輯、文 字表達、文獻查閱、MS Office. PROTEL、Keil C51等專業(yè)軟件應用和程序調試 等基本實踐能力，以及外文資料的閱讀和翻譯的基本技能，使學生初步掌握科學 研究的基本方法。4.培養(yǎng)學主利用單片機進行應用系統(tǒng)開發(fā)的能力

2、，掌握單片機應用系統(tǒng)設 計的一般方法和步驟，達到能夠進行單片機系統(tǒng)設計的日的。熟悉和掌握 AT89S51單片機的調試方法繼而系統(tǒng)設計。5.使學生樹立符合國情和生產(chǎn)實際的正確設計思想和觀點，培養(yǎng)嚴謹、負 責、實事求是、刻苦鉆研、用于探索、具有創(chuàng)新意識、善于與他人合作的工作作 風。6.使學生獲得從事科研工作的初步訓練，培養(yǎng)學生獨立工作、獨立思考和 綜合運用已學知識解決實際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學生獨立獲取新知識的能 力。二、設計（論文）任務和要求1.設計任務1） 以MSC-51系列單片機和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件， 設計一個智能交通燈控制系統(tǒng)。2） 設計能動態(tài)檢測道口車流量的

3、系統(tǒng)，使十字路口的紅綠燈能根據(jù)車流量 的大小自動改變紅綠燈的顯示時間。3） 設計對應紅綠燈的顯示電路，并采用倒計時顯示。4） 設計系統(tǒng)應用程序以及各功能模塊子程序。2、設計要求1）系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。2） 車流量自動檢測功能，并達到準確和有效作用。3） 實時顯示紅綠燈時間，并采用倒計時方式。4） 系統(tǒng)框圖和詳細原理圖，并對各部分進行詳細說明。5） 要考慮經(jīng)濟性、實用性和可靠性。6）武漢科技學院畢業(yè)設計（論文）格式模板要求書寫設計報告。三、畢業(yè)設計（論文）主要參數(shù)及主要參考資料1.主要參考資料1謝維成，楊加國.單片機原理與應用及C51程序設北京:淸華技大學岀版社,2006.2余錫存，曹國華.單片機

4、原理及接口技術M.陜西：西安電子科技大學岀版設社，2000.7.3求是科技.單片機典型模塊設計實例導航M.北京:人民郵電出版社,2004.4邊海龍，孫永奎.單片機開發(fā)與典型工程項目實例詳解M.北京：電子工業(yè)出版社，200&閻石.數(shù)字電子技術基礎（第三版）M.北京：高等教冇出版社，1989.馀吉萬.城市文通的汁算機控制和管理M.北京測繪出版杜，1985.7張輝.8051單片機控制交通信號燈的方法研究J.邵陽師范髙等專科學校學報，2001, 23（5）.8李靜.單交叉口交通燈信號模糊控制及英仿真J.微計算機信息，2006, 22（7）.9李明.基于微波檢測器交通燈智能控制系統(tǒng)的研究與設南民族大學學

5、報（自然科 學版），2007, 33.10田海，薛艷春.基于模糊控制的十字路口交通燈控制系統(tǒng)J.自動化與信息工程，200&29(4).畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱基于模糊控制的智能交通燈控制系統(tǒng)院系名稱電子信息學院專業(yè)自動化班級學生姓名一、 課題的意義和依據(jù)隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關注。人、車、路三者 關系的協(xié)調，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是 用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統(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。當今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業(yè)的設備都與計算機密切相 關。因

6、此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術革 新。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么黑什么 來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。智能的交通信號燈指揮 著人和各種車輛的安全運行，實現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動指揮是城鄉(xiāng)交通管理現(xiàn)代化 的重要課題。在城鄉(xiāng)街道的十字交義路口，為了保證交通秩序和行人安全。一般在 每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號燈，其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行; 黃燈亮，表示該條道路上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行; 綠燈亮，表示該條道路允許通行。交通燈控制電路自動控制十字路口兩組紅、黃、 綠交通燈的

7、狀態(tài)轉換，指揮各種車輛和行人安全通行，實現(xiàn)十字路口城鄉(xiāng)交通管理 自動化。二、智能交通燈的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀城市道路交通自動控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號控制技術為前導，與汽車 工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個發(fā)展階段，山于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡 可能地把各個歷史階段當時的最新科技成果應用到交通自動控制中來，從而促進了 交通自動控制技術的不斷發(fā)展。早在1850年,城市交義口處不斷增長的交通就引發(fā)了人們對安全和擁堵的關注。 世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，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敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控 制交義路口馬車的通行

8、，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈兒乎銷聲匿跡了 近半個世紀。1914年及稍晚一些時候，美國的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn) 了交通信號燈，它們采用電力驅動，與現(xiàn)在意義上的信號燈已經(jīng)相差無兒。1926年 英國人第一次安裝和使用自動化的控制器來控制交通信號燈，這是城市交通自動控 制的起點。1917年，在美國鹽湖市開始使用聯(lián)動式信號系統(tǒng)，把六個交義路口作為一個系 統(tǒng)，以人工方式加以集中控制。1922年，美國休斯頓市建立了一個同步系統(tǒng)，它以 一個交通亭為中心控制十二個交叉路口。1928年，上述系統(tǒng)經(jīng)過改進，形成“靈活 步進式”定時系統(tǒng)；由于它簡單、可鼎、價格便宜，很快在美國推廣普及。這種系統(tǒng)

9、以后不斷改進、完善，成為當今的協(xié)調控制系統(tǒng)。20世紀30年代初，美國最早開始用車輛感應式信號控制器，之后是英國，當時 使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測器。車輛感應控制器的特點是它能根據(jù)檢測器 測量的交通流量來調整綠燈時間的長短，使綠燈時間更有效地被利用，減少車輛在 交義口的時間延誤，比定時控制方式有更大的靈活性。車輛感應控制的這一特點刺 激了車輛檢測器技術的發(fā)展。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達、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。當今在城市道路交通自 動控制、交通監(jiān)測和交通數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)中，應用最廣的是環(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

10、應用。伴隨著城市交通信號控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展。人們認識到，要更好地提高城市管 理水平，不僅僅依黑硬件設備的更新和改進，還必須同時在控制邏輯和方法上有所 突破，即城市交通的區(qū)域協(xié)調控制。傳統(tǒng)的城市道路交通控制指的是區(qū)域交義口信 號燈控制，而城市交通的區(qū)域協(xié)調控制，是在整個城市范圉內對交通進行控制，這 無論是從理論角度還是實踐角度，都是一個極其復雜的大系統(tǒng)控制問題。進入20世紀80年代后期，隨著城市化進程的加快和汽車的普及，城市交通擁 擠、阻塞現(xiàn)象日趨惡化，由此引發(fā)的事故、噪聲和環(huán)境污染己成為日益嚴重的社會 問題，交通問題成為困擾世界各國的普遍性難題。人們對交通系統(tǒng)的規(guī)模復雜性和 開放性特征有了更深

11、一層的認識，并開始意識到單獨考慮車輛或道路方面很難從根 本上解決交通擁擠現(xiàn)象，只有把路口交通流運行與信號控制的藕合作用綜合考慮， 且賦以現(xiàn)代的各種高新技術方可徹底消除有關問題。于是，智能交通系統(tǒng)（ITS）應運 而生，并得到迅猛發(fā)展?？梢哉f，在近白年的發(fā)展中，道路交通信號控制系統(tǒng)經(jīng)歷了無感應控制到有感 應控制、手動控制到自動控制再到智能控制、單點控制（點控）到干線控制（線控）再 到區(qū)域控制和網(wǎng)絡控制（面控）的過程。目前設計交通燈的方案有很多，有應用CPLD設計實現(xiàn)交通信號燈控制器方法； 有應用PLC實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設計；有應用單片機實現(xiàn)對交通信號燈設訃的 方法。H前，國內的交通燈一般設在十

12、字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色 的指示燈。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。對于一般情況下的安全行車, 車輛分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實際行車過程中出現(xiàn)的悄況，還存在缺點：兩車道 的車輛輪流放行時間相同且固定，在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道，車輛較多， 放行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些。針對道路交通擁擠，交義路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵。利用單片機控制技術，提出了軟 件和硬件設汁方案及改進措施：根據(jù)各道路路口車流量的大小自動調節(jié)通行時間。三、研究的基本內容設計一個單片機控制的交通燈系統(tǒng)，使其能模仿城市十字路口的交通燈功能； 運用模糊控制原理設計能根據(jù)十字路口車流量

13、來自動調整紅綠燈時間的交通控制 器，并能進行特殊控制，這就是研究的基本內容。設計的要求如下：1設計一個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交義路口 的車輛交替運行，兩個方向能根據(jù)車流量的大小自動調節(jié)運行時間，車流量大，通 行時間長；車流量小，通行時間短。2. 該設計能控制東，南，西，北四個道口紅，綠信號燈正常工作。3.當東西方向準行，南北方向禁行時，東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈。當 南北方向準行，東西方向禁行時，南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈。4. 東西方向，南北方向車道除了有紅、綠燈指示燈外，每種燈亮的時間都用數(shù)碼 管顯示器顯示，并釆用倒計時方法。5. 同步設置人行橫道紅、

14、綠燈指示。要解決的主要問題是：1兩車道車輛輪流放行時間相同且固定，而在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道, 車輛較多，放行時間應該長些，另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些; 這是要解決的第一個問題。2. 要考慮緊急車通過時，兩車道應該釆取的措施。3. 運用模糊控制理論來檢測道口的車流量來控制系統(tǒng)紅綠燈的顯示時間。四、研究步驟、方法及措施：單片機控制交通燈系統(tǒng)需要軟件和硬件結合。硬件：采用MCS-51系列單片機AT89S51 片與可編程并行1/0接口芯片8255A 為中心器件來設計交通燈控制器。利用到單片機內部資源有定時計數(shù)器、單片機與 鍵盤接口、串并行接口、時鐘電路、系統(tǒng)顯示電路等。共陰

15、極的七段數(shù)碼管8個， 雙向晶閘管若干，紅綠交通燈，開關鍵盤及連線若干。軟件：交通信號燈控制管理，基本上涉及到單片機系統(tǒng)中擴展簡單接口的方法；緊急車輛通行車輛傳感器或多I 路開關最小系統(tǒng)外圍接口電路數(shù)據(jù)輸出程序的設計方法；模擬交通燈控制的方法。在此基礎上可對其進行改進， 加入中斷的要求，從而涉及外部中斷技術的基本使用方法和編程方法。8051內部定 時/計數(shù)器的使用和編程方法。主要包括：每秒鐘的設定程序，訃數(shù)器硬件延時程序, 軟件延時程序，時間及信號燈的顯示程序，最后再綜合成程序源代碼。系統(tǒng)總框圖如下：需要研究的主要內容：1.掌握單片機的原理，熟悉匯編語言或者C語言；2.選擇合適的擴展器件，搭建控

16、制電路：3.系統(tǒng)軟件和硬件設計；4.實現(xiàn)交通信號控制，并將紅綠燈的時間在LED上顯示出來。5.模糊控制器的設計和實現(xiàn)。五、主要參考文獻：11張毅坤.單片微型計算機原理及應用切.陜西：西安電子科技大學出版社，1998.2余錫存，曹國華.單片機原理及接口技術M.陜西：西安電子科技大學出版社， 2000. 7.3雷麗文.微機原理與接口技術M.北京：電子工業(yè)出版社，1997.4葉挺秀.應用電子學M.杭州：浙江大學出版社，1994.5朱承高.電子及電子技術基礎（第三版）如.北京：高等教育出版社，1990.6閻石.數(shù)字電子技術基礎（第三版）切.北京：高等教育出版社，1989.7周潤景.PE0TEUS在MC

17、S-51&ARM7系統(tǒng)中的英語那個白例M.北京：電子工業(yè)出 版社，2006.8李朝青.單片機原理及接口技術（第三版）M.北京：北京航空航天大學出版社, 2005.9楊佩昆.交通管理與控制H.北京：人民文通出版社，1992.并行接口擴 展時間 顯示交通燈 顯示10馀吉萬.城市文通的計算機控制和管理M.北京:測繪出版杜,1985.Ill張輝.8051單片機控制交通信號燈的方法研究J.邵陽師范高等專科學校學 報，2001, 23(5).12 李廣弟.單片機基礎M.北京：北京航空航天大學出版社，2001.13 趙佩華.單片機接口技術及應用J.北京：0t械工業(yè)出版社，2003.指導教師簽名：_年 月 日

18、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長， 城市交通網(wǎng)絡中交通擁擠日益嚴重，道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán) 境污染等負面效應也日益突出，逐步成為經(jīng)濟和社會發(fā)展中的全球性共同問題。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器 件來設計交通燈控制器，進行交通路口的管理。它用簡單的硬件電路模擬交通信 號燈的交替變換，實現(xiàn)紅綠燈循環(huán)點亮，用LED數(shù)碼管作為倒計時指示。本次設 計中增加了車流量檢測電路，運用模糊控制算法來自動調整紅綠燈時間，實時的 控制當前交通燈時間使LED顯示器進行倒訃時工作并與狀態(tài)燈保持同步，在保持 交通安全的同時最大限

19、度的提高交通能順暢交替運行，大大提高交通運輸?shù)倪\行 效率，還可以減少交通事故，節(jié)省能源消耗，具有巨大的現(xiàn)實意義。 關鍵詞：路口管理；模糊控制；51單片機；車流量檢測；交通燈ABSTRACTABSTRACTWith the development of economy and the improvement of urban modernization level, the demand of traffic and the number of cars have been growing rapidly. As the traffic congestion, traffic accidents

20、 and environment pollution has become more obvious, that, it has become the global economic and social problemThis system uses MSC-51 series microcontroller and 8255A to design the traffic controller to manage the traffic road. It uses simple hardware circuit to simulate the alternative transformati

21、on of the traffic lights and to realize the circular illumination of the lights We use the LED as the countdown instructions. In this project, we add the traffic detection circuit, which uses the fuzzy control algorithm to change the time of the traffic lights automatically to control the traffic li

22、ghts time. This design can make sure that the LED keeps the pace with the state lamp. What is more, while it can keep the traffic safe, at the same time, it can make the traffic running smoothly, operation efficient, and also can reduce the number of traffic accidents, save energy consumption. Above

23、 all, this system has great realistic signification.Keywords: Intersection management; Fuzzy logic control; MCU51;traffic detection ; Traffic light1緒論.111.1交通燈研究的背景和意義.111.2國內外交通燈研究的發(fā)展概況.112系統(tǒng)的總體方案設計與分析.132.1交通燈總體設計的描述.132.2交通燈控制系統(tǒng)的工作原理.142.2.1十字路口調度系統(tǒng)模糊控制器的設計.142.2.2路口管理系統(tǒng)模糊控制器.152.2.3十字路口車輛通行模式.18

24、2.2.4交通燈的工作原理.183系統(tǒng)硬件電路設計.193.1單片機最小系統(tǒng)外圍電路.193.1.1AT89S51芯片內部結構 .193.1.2AT89S51單片機主要引腳功能 .203.1.3看門狗電路.233.1.48255A 芯片簡介.233.1.574LS373 簡介 .243.2顯示電路.253.2.1時間顯示電路的設計.253.2.2紅綠燈的顯示電路.263.3車流量檢測電路.274.2.4緊急狀態(tài)控制模塊.313.4緊急車通行電路.284系統(tǒng)軟件設計.284.1軟件總體設計思想.284.2軟件主要模塊程序流程圖.284.2.1系統(tǒng)初始化程序 .284.2.2模糊控制器程序 .30

25、4.2.3系統(tǒng)顯示模塊程序設計 .305總結與展望.31參考文獻.33附錄 .錯誤!未定義書簽。外文資料 .錯誤!未定義書簽。中文譯文 .錯誤!未定義書簽。致謝 .錯誤!未定義書簽。1緒論1.1交通燈研究的背景和意義隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關注。人、車、路三 者關系的協(xié)調，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系 統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)檢測、交通信號燈控制與交通疏導的訃算機綜合管理系 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。交通燈是城市經(jīng)濟活動的命脈，對城市經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高起著 十分重要的作用。城市交通問題是困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)

26、濟將設的重要因素。 城市道路增長的有限與車輛增加的無限這一對矛盾事故導致城市交通擁擠的根 本原因。城市街道網(wǎng)絡上的交通容量的不斷增加，表明車輛對道路容量的要求仍 然很高，短期內還不可能改變。自從開始使用計算機控制系統(tǒng)后，不管在控制硬 件里取得什么樣的實際發(fā)展，交通控制領域的控制邏輯方面始終沒能取得重大突 破?？梢钥隙ǖ恼f，對于減輕交通擁塞及其副作用特別是對于大的交通網(wǎng)絡而 言，仍然缺乏一種真正的交通響應控制策略。計算機硬件能力與控制軟件能力很 不相符，山此造成的影響是很多交通控制策略根本不能實現(xiàn)。在少數(shù)兒個例子中， 一些新的控制策略確實能得以實現(xiàn)，但他們卻沒能對早期的控制策略進行改進。 山于缺

27、乏能提高交通狀況、特別是缺乏擁塞網(wǎng)絡交通狀況的實時控制策略，兒乎 可以說真正成熟的控制策略仍然不存在。智能化和集成化是城市交通信號控制系 統(tǒng)的發(fā)展趨勢和研究前沿，而針對交通系統(tǒng)規(guī)模復雜性特征的控制結構和針對城 市交通瓶頸問題并代表智能決策的阻塞處理則是智能交通控制優(yōu)化管理的關鍵 和突破口。因此，研究基于智能集成的城市交通信號控制系統(tǒng)具有相當?shù)膶W術價 值和實用價值。把智能控制引入到城市交通控制系統(tǒng)中，未來的城市交通控制系 統(tǒng)才能適應城市交通的發(fā)展:門。從長遠來看，該研究具有巨大的現(xiàn)實意義。1.2國內外交通燈研究的發(fā)展概況隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長， 城市交通

28、網(wǎng)絡中交通擁擠日益嚴重，道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán) 境污染等負面效應也日益突出，逐步成為經(jīng)濟和社會發(fā)展中的全球性共同問題。 交通問題已經(jīng)日益成為世界性的難題，城市交通事故、交通阻塞和交通污染問題 愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接 的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，也就是修路。但是這兩個辦法都有 其局限性。交通是社會發(fā)展和人民生活水平提高的基本條件，經(jīng)濟的發(fā)展必然帶 來出行的增加，而且在我國汽車工業(yè)正處在起步階段的時期，因此限制車輛的增 加不是解決問題的好方法。而采取增加供給，即大量修筑道路基礎設施的方法， 在資源、環(huán)境矛盾越來越突出的今天

29、，面對越來越擁擠的交通，有限的源和財力 以及環(huán)境的壓力，也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設施之外 的其他方法來滿足日益增長的交通需求。交通系統(tǒng)正是解決這一矛盾的途徑之一。智能交通系統(tǒng)是將先進的信息技 術、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效 的集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圉內、全方位發(fā)揮作用 的實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。對城市交通流進行智能控制，可 以使道路暢通，提高交通效率。合理進行交通控制可以對交通流進行有效的引導 和調度，使交通保持在一個平穩(wěn)的運行狀態(tài)，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大 大提高交通運輸?shù)倪\行效率，

30、還可以減少交通事故，增加交通安全，降低污染程 度，節(jié)省能源消耗，本文就是通過對交義路口交通信號的智能控制，達到優(yōu)化路 口交通流的目的洌。交通系統(tǒng)作為一個時變的、具有隨機性的復雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的人為設定多種方 案或是建立各種預測模型均比較困難。城市交通控制研究的起源比較早。1868 年，英國倫敦燃汽信號燈的問世，標志著城市交通控制的開始。1913年，在美國 俄亥俄州的Cleveland市出現(xiàn)了世界上最早的交通信號控制。1926年美國的芝加 哥市采用了交通燈控制方案，每個交義口設有唯一的交通燈，適用于單一的交通 流。從此，交通控制技術和相關的控制算法得到了發(fā)展和改善，提高了交通控制 的安全性、有效性，

31、并減少了對環(huán)境的影響。進入20世紀70年代，隨著計算機技術和自動控制技術的發(fā)展，以及交通流理 論的不斷完善，交通運輸組織與優(yōu)化理論和技術水平不斷提高，控制手段越來越 先進，形成了一批商水平有實效的城市道路交通控制系統(tǒng)。早在1977年，Pappis 等人就將模糊控制運用到交通控制上，通過建立規(guī)則庫或是專家系統(tǒng)對各種交通 狀況進行模糊控制，并取得了很好的效果。近年來，歐美日本等相繼建立了智能 交通控制系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，大部分都在路口附近安裝磁性環(huán)路檢測器，還使 用了新型檢測器等技術和設備。這些現(xiàn)代化設備技術加上控制理論和現(xiàn)代化科學 管理技術，使得交通控制系統(tǒng)日益完善。隨著一些研究控制理論的學者投

32、身到交 通控制的研究中，在交通信號控制領域提出了一些新方法、新思路。如靜態(tài)多段 配時控制、準動態(tài)多段配時控制、最優(yōu)控制、大系統(tǒng)遞階控制、模糊控制、神經(jīng) 網(wǎng)絡控制，網(wǎng)絡路山控制等。模糊交通控制已經(jīng)成為了交通信號控制的主流方向 之一。雖然模糊控制能有效處理模糊信息，但是產(chǎn)生的規(guī)則比較粗糙，利用規(guī)則表 查表進行控制，運算速度雖然比較快，但沒有自學習功能。而且這些研究有些以 相序固定為前提。不能保證相序與實際交通流狀況的一致性，影響了綠燈時間的 利用率。有些研究則提出了可變相序的模糊控制方法,提高了綠燈時間的利用率, 彌補了相序固定的缺點，但同時也存在一些不足。例如U前應用比較好的交通系 統(tǒng)：SCOO

33、T（經(jīng)典交通系統(tǒng)），他們都是主要釆用統(tǒng)計模型和經(jīng)典算法。但城市交 通系統(tǒng)是一個復雜的、隨機性很強的巨型系統(tǒng)，要想建立實用性較強的數(shù)學模型 是十分困難。利用模糊控制智能控制技術進行交義口信號燈控制能取得比定時控 制與感應控制更好的效果，是今后單交義路口信號燈控制的主要研究方向。目前，國內的交通燈一般設在十字路門，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色 的指示燈。加上一個倒計時的顯示計時器來控制行車。對于一般情況下的安全行 車，車倆分流尚能發(fā)揮作用，但根據(jù)實際行車過程中出現(xiàn)的情況，還存在缺點： 兩車道的車輛輪流放行時間相同且固定，在十字路口，經(jīng)常一個車道為主干道, 車輛較多，放行時間應該長些；另一車道為副

34、干道，車輛較少，放行時間應該短 些。2系統(tǒng)的總體方案設計與分析2.1交通燈總體設計的描述目前設計交通燈的設計方案有很多，有應用CPLD實現(xiàn)交通信號燈控制器的 設計，有應用PLC設計實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)，同時還有應用單片機實現(xiàn)對交通 燈設訃的方法。針對道路擁擠，交義路口經(jīng)常出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象，我們提出利用單 片機控制技術，采用軟件和硬件結合的方案，以及一些改進措施，實現(xiàn)可以根據(jù) 各道路口車流量來自動調節(jié)通行時間的交通燈控制系統(tǒng)。由于AT89S51單片機自帶有2個定時計數(shù)器，5個中斷源，能滿足系統(tǒng)的設 計要求。用單片機設計不但涉及簡單，而且成本低。用其設計的交通燈能滿足要 求，所以本文采用單片機設計十

35、字路口的交通燈。本系統(tǒng)設計是基于模糊控制理論的單片機控制交通燈系統(tǒng)。采用AT89S51 單片機作控制器。根據(jù)實際生活中十字路口紅綠燈交替變換的特點，本系統(tǒng)的硬 件電路主要由單片機控制電路、車流量檢測電路以及時間和紅綠燈顯示電路。為 了使十字路口在最短的時間內達到最大的車流量，即達到最佳的性能和最高的效 率，我們釆用在各個路口檢測過往的車流量，通過車流量來決定紅綠燈的點亮時 間。當前比較流行的車流量檢測器件就是一種自感式的車輛傳感器。它的工作原 理是當車輛經(jīng)過傳感器時，引起其自感的變化?？紤]到畢業(yè)設計的資金和時間問 題，本系統(tǒng)采用一種手動的操作方式，即車流量的檢測電路用撥斷開關代替。本系統(tǒng)結合生

36、活實際，主要實現(xiàn)人行道、車輛直行、車輛左轉和右轉、緊急 情況處理、根據(jù)車流量自動調整時間等功能。紅燈亮表示車輛、行人禁止通行， 綠燈亮表示車輛行人可以通過。通行倒訃時顯示釆用LED數(shù)碼管，通行指示燈采 用發(fā)光二極管，LED顯示采用動態(tài)動態(tài)掃描，以節(jié)省端口數(shù)。特殊緊急車輛通行 采用實時中斷完成。車流量變大時，可通過模糊控制結果（本系統(tǒng)中采用撥斷開 關)來改變十字路口的各個方向的通車時間，使交通更順暢，減少堵塞。按以上 系統(tǒng)要求設計，該系統(tǒng)具有電路簡單，設計方便，耗電較少，可靠性高等特點。 緊急情況用外部中斷INTO控制，緊急情況結束后，再發(fā)一個終端來恢復以前的 狀態(tài)。根據(jù)以上介紹，得到系統(tǒng)硬件框

37、圖如圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)硬件框圖2. 2交通燈控制系統(tǒng)的工作原理2.2. 1十字路口調度系統(tǒng)模糊控制器的設計1.模糊控制系統(tǒng)的結構模糊控制能避開對象的數(shù)學模型(微分、狀態(tài)、傳遞函數(shù)等)?？梢哉f模糊 控制器是一種語言變量的控制器。模糊控制系統(tǒng)的示意圖如圖2. 2所示，圖中， 虛線框中為模糊控制器。其中y為系統(tǒng)設定值，y為系統(tǒng)輸出值，它們都是清晰 量。e和g也是清晰量，E和U是模糊量。從圖2.2可看出，模糊控制器的輸入 是系統(tǒng)的偏差量e,在計算機控制系統(tǒng)中它具有確定值數(shù)字量。經(jīng)過模糊化處理, 用模糊語言E來描述偏差，若以T (E)記作E的語言集合，則有T (E) = (NB,NM,NS,ZE

38、,PS,PM,PB)上式表示將E分為7段，其中：NB 負大(negative big) NM 負中(negative medium)NS 負小(negative small) ZE (zero)PS 止小(positive)PM 正中(positive medium)PB 正大(positive big)（1）模糊化模糊化是將模糊控制器輸入量的確定值轉換為相應模糊語言變量值的過程, 此相應語言變量值均由對應的隸屬度來定義。（2）模糊推理模糊推理包括三部分：大前提、小前提和結論。大前提是多個多維模糊條件 語句，構成規(guī)則庫；小前提是一個模糊判斷句，乂稱事實。以已知的規(guī)則庫和輸 入變量為依據(jù)，基于模

39、糊變換推出新的模糊命題作為結論的過程叫做模糊推理。（3）清晰化清晰化是將模糊推理后得到的模糊集轉換為用作控制的數(shù)字值的過程：。2.模糊控制器的特點與傳統(tǒng)的控制器相比，模糊控制有以下特點：（1）適用于不易獲得精確數(shù)學模型的被控對象，其結構參數(shù)不是很清楚或難 以求得，只要求掌握操作人員或領域專家的經(jīng)驗或知識。（2）模糊控制是一種語言變量控制器，其控制規(guī)則只用語言變量形式定性的 表達，構成了被控對象的模糊模型。在經(jīng)典控制中，系統(tǒng)模型是用傳遞函數(shù)來描 述的；在現(xiàn)代控制領域中，則用狀態(tài)方程來描述。（3）系統(tǒng)的魯棒性強，尤其適用于非線性、時變、滯后系統(tǒng)的控制。2.2.2路口管理系統(tǒng)模糊控制器一般情況下，紅

40、綠燈設在十字路口或在多干道德岔口上，LI的是為了調整岔 口的交通秩序。而且，前國內使用的紅綠燈都是固定的工作時間，并且自動切 換。紅燈時間和綠燈時間是根據(jù)道口東西向和南北向的車流量。利用統(tǒng)計方法確 定的。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分復雜的，是高度非線性的、 隨機的，還經(jīng)常受人為因素的影響。釆用定時控制經(jīng)常造成道口有效時間應用的 浪費，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。在人工控制時，交通警察不 斷地觀察十字道口兩個方向的車輛密度和流速，并山此決定是否切換紅綠燈，以 保證最佳的道路交通控制狀態(tài)。用常規(guī)閉環(huán)控制技術，在自動紅綠燈管理中達到人工控制的最佳狀態(tài)是十分語言規(guī)則圖2.2模糊

41、控制系統(tǒng)結構困難的，這是山于十字路口交通動態(tài)模型是很難用數(shù)字方式表達的，交警的判斷 決策過程也難用簡單的程序實現(xiàn)，所以我們采用模糊控制來解決自動紅綠燈的最 佳控制問題。（1）工作原理根據(jù)前面對模糊控制器的介紹，實現(xiàn)紅綠燈模糊控制必須解決以下兒個問 題：1）對當前十字道口的交通狀況的檢測。2）輸入量的模糊化：確定每一輸入量的論域，模糊子集和從屬函數(shù)。3）輸出量及其模糊化：輸出量論域、模糊子集和從屬度函數(shù)。4）設計將輸入映照到輸出的模糊規(guī)則。決定被激活的模糊規(guī)則的組合方式和清晰化處理，生成精確的輸出控制信號。（2）系統(tǒng)采集兩個輸入量1）綠燈方向車流量一一單位時間通過道口的車輛數(shù)量。2）紅燈方向排隊

42、等候車輛數(shù)。為了采集上述數(shù)據(jù)，在十字道口的四側共設置了 8個傳感器。傳感器的設置 如圖2. 3所示。紅燈期間排隊等候的車輛數(shù)量有兩部分構成, 其一為上次綠燈期間遺留下來的車輛。返端傳感 器與道口距離100米，假設車輛平均長度為n, 則X內可能滯留的車輛最大數(shù)量為/n,如20輛， 因此，變量“紅燈方向排隊等候車輛數(shù)”的論域 為（0-20）,它將分為三個模糊子集：少、中、 多，其從屬度函數(shù)設計如圖2. 4所示。（3）輸出及其模糊分類1）南北向綠燈時間延時論從屬度從屬度圖2. 4紅綠燈期間車輛數(shù)的隸屬函數(shù)2）東西向紅燈延時時間現(xiàn)有紅綠交通燈自動系統(tǒng)設定綠燈時間為常值，通常每一秒方向綠燈35秒。 現(xiàn)將

43、每一方向綠燈時間分為兩部分，其一為固定的35秒。作為道口狀態(tài)參數(shù)采 集時間，其二為根據(jù)當前狀態(tài)，山模糊邏輯決策的延時，最大延時時間是隨著道 口交通情況而變化的，上限為20秒，結果每一方向綠燈時間間隔為30-55秒。由此,綠燈時間延時J、J的論域定義為（0-20）,將其分三個模糊子集：T長、T中、T短。輸入量和輸岀量的論域、模糊子集、從屬度函數(shù)的設訃關系、整個系統(tǒng)的控 制效果與性能，需要根據(jù)對整個控制系統(tǒng)的要求，采用試探一一修正法設訃，與 設計者的經(jīng)驗有密切關系。（4）模糊規(guī)則的確定此系統(tǒng)有兩個輸入和一個輸出。在沒有任何數(shù)據(jù)資料的情況下，我們只能根 據(jù)經(jīng)驗設計其模糊規(guī)則力。其結構如表2-1所示。

44、表2-1模糊規(guī)則結構表XY多中少多T.,THT.t.中T :T ：TK少T.TKT長根據(jù)以上得模糊規(guī)則圖，可以得出9條模糊規(guī)則，我們把它記為9種狀態(tài),如表2-2所示。表2-2 9種模糊狀態(tài)狀態(tài)XYTG1多多G2多中G3中多T短G4多少T.PG5中中T中G6中少T中G7中少T長G8少中T長G9少少T長其中，規(guī)定T更=30s、T中=40s、T氏=55so2.2.3十字路口車輛通行模式十字路口交通流在東南西北四個方向上均有左行、直行和右行三個車道車 流。為了確保交通的井然有序，十字路口車輛通行順序如圖2. 5所示，分別設定 為SI、S2、S3、S4,交通燈以這四種狀態(tài)為一個周期，循環(huán)執(zhí)行。在實際生活

45、 中，一般的右行車道是總閃綠燈的，但是為了便于行人過馬路，故在一定的時間 內會使右轉綠燈跳變?yōu)榧t燈，以便于行人過馬路。在本次設計中，我們在直行車 輛通過的一段時間內，同時也使行人過馬路。圖2. 2的S2和S4這兩種狀態(tài)在同一個時間段中四個方向都可以通車，這種 狀態(tài)可以在一定的時間內達到較大的車流量，效率特別高。圖2. 5交通燈的四種狀態(tài)其中：S1：東西方向人行道禁止，南北方向人行道通行；東西方向紅燈，南北方向 直行綠燈。S2：東西方向右轉綠燈，南北方向右轉綠燈，南北方向左轉綠燈。S3：南北方向人行道禁止，東西方向人行道通行；南北方向紅燈，東西方向 直行綠燈，S4：南北方向右轉綠燈，東西方向右轉

46、綠燈，東西方向左轉綠燈2. 2.4交通燈的工作原理本系統(tǒng)山AT89S51單片機控制，山8051單片機的定時器每秒鐘通過P0 口向 8255A的數(shù)據(jù)口發(fā)送信息，由單片機的P1 口和P2 口顯示紅綠燈的點亮情況；由 8255A的PC 口顯示每個燈的點亮時間。P3. 3 口接有按鈕開關，當有急行車需要 通過時，按下此按鈕，產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)使東西方向和南北方向所有燈都為紅燈， 當急行車通過后，系統(tǒng)恢復正常。本系統(tǒng)增加了每次綠燈時間車流量檢測的功能, 由此改變下一周期時的綠燈持續(xù)時間，采用手動開關實現(xiàn)，用單片機的 P3. 0-P3. 2來實現(xiàn)三種情況，具體見車輛檢測電路部分。3系統(tǒng)硬件電路設計3.1單片機

47、最小系統(tǒng)外圍電路單片機的最小系統(tǒng)包括電源（地），晶振（一般使用11.0592H或者12M）, 復位電路等，有了以上三塊內容，單片機就能夠工作了。AT89S51單片機是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CM0S8為單片機， 片內含4KB的可編程的FLASH只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、 非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲 器 既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯 片中,ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S51單片機可為您提供許多高性價比 的應用場合，可靈活應用于各種控制領域8。3. 1. 1

48、AT89S51芯片內部結構1.中央處理器中央處理器（CPU）是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能 處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPI；負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工 作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。2.存儲器單片機內部包含有程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAMo數(shù)據(jù)存儲器用于存放變化的數(shù)據(jù)。AT89S51中數(shù)據(jù)存儲器的地址空間為256 個RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用的僅有前面128個，后128 個被專用寄存器占用。程序存儲器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲器，且其 乂多種類型，在89系列單片機中全部采用閃存。AT89S51內部配置了 4

49、KB的程 序存儲器。單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即 哈佛（Harvard）結構，另一種是采用通用汁算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存 儲器合二為一的結構，即普林斯頓（Princeton）結構。INTEL的MCS-51系列單片 機采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機則采用普林 斯頓結構。3.定時計數(shù)器定時/計數(shù)器用于實現(xiàn)定時和計數(shù)功能。AT89S51有2個16位定時/計數(shù)器。4.并行輸入輸出（10） 口8051共有4組8位I/O 口（P0、Pl、P2或P3）,用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 每個口都111 1個鎖存器和一個驅動器組成。它們主要

50、用于實現(xiàn)與外部設備中數(shù)據(jù) 的并行輸入與輸出，有些I/O 口還有其他功能。(T2) P1.0C1 14040(T2 EX) P1.1E239P1.2C338Pl.3 匚437P1.4 匚536(MOSDP1.5C6AT8SS 牛51(MISO) P1.6L734(SCK) P1.7 匚833RSTC932(RXD) P3.0 匚101031(TXD) P3.1 匚111130(INTO) P3.2 匚121225（riTrr）円.3 匚131328(TO) P3.4 匚1427(TDP3.5r151526P3.6 匚161625(RD) P3.7 r171724XTAL2 匸181823XTAL

51、1 r1922GND匚2021VCCPo.o (ADO)P0.1 (AD1)P0.2 IAD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)P0.5 (AD5)P0.6(AD6)P0.7 (AD7)ALBFTALBFTO5O5P5ERP5ERJ P2.7 (A15)P2.6(A14)P2.5 (A13)P2.4 (A12)P2.3(A11)P2.2(A1O)P2.1 (P2.0 (AS)5.雙全工串行口A89S51內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送， 該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。6 .中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或內部的終端請求進行管理與處

52、理。AT89S51 共有5個中斷源，其中又2個外部中斷源和3個內部中斷源。7.時鐘電路8051內置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖 時序，但8051單片機需外置振蕩電容何。3. 1.2 AT89S51單片機主要引腳功能AT89S51單片機釆用4OPin封裝的雙列直接DIP結構，40個引腳中，正電源 和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O 口，中斷口 線與P3 口線復用。其引腳圖3. 1如圖所示。圖3. 1 AT89S51單片機引腳圖各引腳說明為：1輸入輸出引腳POD：為雙向8位三態(tài)I/O接口。在不接片外存儲器與不擴展I/O接口時, 可作為準雙

53、向輸入/輸出口；在接有片外存儲器或擴展I/O接口時，P0 口地址總 線低8位及數(shù)據(jù)總線分時復用口，可驅動8個TTL負載。一般作為擴展時的地址 /數(shù)據(jù)總線口使用。P1 口：為8位準雙向I/O接口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或者 輸出線（作為輸入時，要對端口寫1,即口鎖存器必需置1）,可啟動4個TTL 負載。P2 口：為8位準雙向I/O接口，當它作為I/O接口使用時，可直接連接外 部I/O設備；在接有片外存儲器或擴展I/O 口且尋址范圍超過256字節(jié)時，P2 口用做高8位地址總線。一般作為擴展時地址總線的高8位使用。P3 口：為8位準雙向I/O接口，輸出緩沖級可以驅動（吸收或輸出電流）4 個

54、TTL邏輯門電路。對P3 口寫入1時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入 口。作輸入端時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流。P3 口除了作為一 般的I/O 口線外，更重要的用途是它們的第二功能，而且P3 口的每一條引腳均 可以獨立定義為第一功能的輸入/輸出或第二功能。P3 口的第二功能定義見表 3-1。表3-1具有第二功能的P3 口引腳引腳第二功能P3. 0RXD 串行口輸入端P3. 1TXD串行口輸出端P3. 2/INTO外部中斷0請求輸入端，低電平有效P3. 3/INT1外部中斷1請求輸入端，低電平有效P3.4T0定時/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端P3. 5T1定時/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入

55、端P3. 6/WR外部數(shù)據(jù)存儲器及I/O 口寫選通信號輸出端，低電平有效P3. 7/RD外部數(shù)據(jù)存儲器及I/O 口讀選通信號輸出端，低電平有效2.控制線ALE/PR0G（30引腳）：地址鎖存信號輸出端。當訪問外部程序器時，ALE（地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內部程序存儲器時，ALE端將 有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也 可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳 過一個脈沖。如果單片機是EPROM,在編程其間，該引腳將用于輸入編程脈沖。PSEN （29引腳）：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。當訪

56、問 外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0 和P2 口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0 口上，由CPU讀入并執(zhí)行。RESET/Vpd（9引腳）：復位信號復用腳。該引腳為單片機的上電復位或掉電 保護端。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就 可實現(xiàn)復位操作，使單片機回復到初始狀態(tài)。上電時，考慮到振蕩器有一定的起 振時間，該引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復位。該引腳若接上備用電源，當Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或者掉電時,該備用電源為內部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。EA/Vpp (31引腳)：EA為片

57、外程序存儲器選用端。該引腳低位低電平時，選 用片外程序存儲器，高電平或者懸空時選用片內程序存儲器。在編程期間，該引 腳用作2IV編程電源Vpp的輸入端肌。3.外接晶體引腳XTAL1、XTAL2 (19、18引腳)：當使用單片機內部振蕩電路時，這兩個引 腳用來外接石英晶體和微調電路，如圖3.2 (a)所示。在單片機內部，它是一 個反向放大器的輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。當采用外部時鐘時，其 原理圖如圖3.2(b)所示。圖3.2(a)內部時鐘方式圖3. 2(b)外部時鐘方式4.復位方式計算機在啟動運行時的都需要復位，復位使中央處理器CPU和內部其他部件 處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開

58、始工作。AT89S51單片機有一個復位引 腳RST,高電平有效。在時鐘電路工作以后，當外部電路使得RST端出現(xiàn)2個機 器周期以上得高電平，系統(tǒng)內部復位凹。復位有兩種方式：上電復位和按鈕復位, 如圖3.3。圖3. 3 MCS-51復位電路XT.U1 XTAL2連。其連接如圖3. 5所示。圖3.4 DS1232引腳邏輯圖3. 1.3看門狗電路山于單片機控制器自身抗干擾能力較差，尤其在一些條件比較惡劣.噪聲比 較大的場合，常會出現(xiàn)單片機因受外界干擾，輕者導致系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)出錯，重者 將嚴重影響程序的運行而死機，造成系統(tǒng)不能正常工作。設置看門狗是為了防止 單片機死機、提高單片機系統(tǒng)抗干擾性的一種重要途徑

59、?？紤]系統(tǒng)可靠性設訃， 滿足苛刻環(huán)境下的正常運行，本設計中采用硬件看門狗電路，集成電路U2是一個看門狗定時芯片，此時我們采用型號為DS1232的芯片, 其引腳如圖3. 4所示。它的結構很簡單，只有8個引腳。它的 RST管腳與單片機的RST管腳直接相連，這樣, 單片機的復位被看門狗定時器DS1232掌握 著DS1232的/ST管腳是看門狗定時器芯片的 控制輸入，它可與單片機的任意一個I/O 口相圖中的看門狗定時器TC1232的操作很簡單：如果單片機的Pl. 1沒有在看門 狗定時器溢出時間之內向/ST管腳輸出一個下降沿，看門狗就會發(fā)揮作用，向單 片機的復位端RST管腳輸岀一個復位信號使單片機復位。

60、VCCZSTOO -5VTOL1 GNDPBRST TDDS1232RST1P1.18051RST圖3.5單片機系統(tǒng)與看門狗電路通過硬件看門狗電路設計，可以有效防止運行程序進入死循環(huán)，從而保證系 統(tǒng)不受惡劣天氣及環(huán)境條件造成的干擾3. 1.4 8255A芯片簡介8255A是在單片機應用系統(tǒng)中廣泛釆用的可編程I/O接口擴展芯片。它有3 個8位并行I/O接口 PA、PB、PC,有三種基本工作方式。8255可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即A 口、B 口和CD,對應 于引腳PA7PAO、PB7PBO和PC7PCO。其內部還有一個控制寄存器，即控制 口。通常A 口、B 口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。