C34P145P156P1678P12P13S6SW SPST1312151431191南北绿灯3.2 车量检测模块设计 S5SW SPST东西绿灯作为智能交通灯系统的重要组成部分，车流量检测装置是必不可少的。目前有多种方法检测车流量，例如电磁感应装置法、车流信息的超声波检测法，S1还有基于机器视觉的车流量检测法等等。超声波检测精度不高，容易受车辆遮挡和行S2西向东1716人的影响，检测的距离短(一般不超过12 m)，因此，本设计的车辆检测器采用地东向西感线圈检测方案。地感线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。B地感线圈Ll埋在路面下，通有一定工作电流的环形线圈，由多匝导线绕制而成，S3埋设在道路中。地感线圈构成的耦合电路如图3.3所示。 南向北S4VC1R36.2KR56.2k北向南C6330uFR16.2KQ1PNPQ2PNPR26.2KC1LMR41KR61KC20.1uF473pFTL1INDUCTORAC4C322uFTRANS113振荡输出 图3.3 耦合振荡电路 123T为隔离变压器，匝数比为1：1，三极管Ql和Q2组成共射极振荡器，电阻R3是两只三极管的公共射极电阻，并构成正反馈。地感线圈作为检测器谐振电路中的一个电感元件，与车辆检测器的振荡回路一起形成L C谐振。当有车辆通过时，将会使线圈中单位电流产生的磁通量增加，从而导致线圈电感值发生微小变化，进而改变LC谐振的频率，这个频率的变化就作为有汽车经过地感线圈的输入信号。为了检测这个变化，常用的办法是通过单片机计算单位时间内的振荡脉冲个数来确定车是否到来。在本设计中，需要检测两个地感线圈的频率变化，
东向西805210KD4R?yellowVC110KS3D7red南向北R?如果利用单片机同时对两路信号频率的变化量进行测量，则系统相对较大，程序比较复杂，使得单片机负担较重。这里介绍一种新的检测方法：利用锁相环音频北向南D8R?10KC6R10S410Kred译码器LM567检测频率的变化，应用电路图如图3.4所示。 green330uFQ2PNPLM567JP1RES4信号输出接单片机R94K7VC1C4130uFC322uFC51uF振荡信号输入 34 图3.4 锁相环电路5LM567的第5、6脚外接的电阻、电容决定了IC内部压控振荡器的中心频率，fo=1／1．1RC。第1、2脚通常是分别对地接电容，形成输出滤波网络和环路低通滤波网络，其中第2脚所接电容决定锁相环电路的捕捉带宽，带宽的理论值可用此公式计算：
BW 1070 2 ( )f0C2U11( 3.1)
式3.1中U1是输入信号的有效值，C2是滤波电容（单位为uF），其值再乘上100%则是锁相环电路的实际捕获带宽。
当音频译码器LM567工作时，若输入的信号频率落在给定的通频带时，锁相环即将这个信号锁定，同时LM567的内部晶体管受控导通，8脚输出低电平，否则输出高电平。当输入信号频率处于通频带内，LM567锁定，输出低电平。通常在无车情况下，耦合电路的振荡频率会在一定的范围内保持不变，当车经过地感线圈时，使得耦合电路震荡频率发生变化，并且，随着车型的不同以及车本
身的铁质不均匀，使这个频率的变化也在一定的范围内浮动。因此，通过实验，选择合适的LM567捕获带宽值，使得当无车时，输入信号频率虽有微小变化，但使这个浮动的频率都处于通频带内，LM567锁定，8脚输出低电平；有车到来时，频率发生剧烈的变化已不在通频带内，8脚就会输出高电平。这时，对车辆是否到来的检测转化为对电平高低的检测，通过触发单片机的外部中断即可感知车辆的到来，而无需通过复杂的程序来区分此时的频率变化是否由车辆的到来所引起，大大降低了编程的难度。 看门狗电路设计
在工业现场运行的单片机应用系统，由于坏境恶劣，常 有强磁场、电源尖峰、电火花等外界干扰，这些干扰可能造成仪表中单片机的程序运行出现“跑飞”现象，引起程序混乱，输出或显示不正确，甚至“死机”。系统无法继续正常的运行，处在一种瘫痪状态，它的硬件电路并没有损坏，只是内部程序运行出现了错误，这时，即使干扰消失，系统也不会恢复正常，这就需要采取一些措施来保障系统失控后能自动恢复正常，“程序运行几天来视系统”（Watchdog看门狗）就是常用的一种抗干扰措施，用以保证系统因干扰失控后能自动复位。为了提高仪表可靠性及抗干扰能力，通常在智能仪表中采用“看门狗”技术。
看门狗电路它实质上是一个可由CPU复位的定时器，它的定时时间是固定不变的，一旦定时时间到，电路就产生复位信号或中断信号。当程序正常运行时，在小于定时时间隔内，单片机输出一信号刷新定时器，定时器处于不断的重新定时过程，因此看门狗电路就不会产生复位信号或中断信号，反之，当程序因出现干扰而“跑飞”时，单片机不能刷新定时器，产生复位信号或产生中断信号使单片机复位或中断，在中断程序中使其返回到起始程序，恢复正常。
它的工作原理如同图3-4所示的两个计时周期不同的定时器T1和T2是两个时钟源相同的定时器，设T1=1.0s，T2=1.1s，而用T1定时器的溢出脉冲P1同时对T1和T2定时器清零，只要T1定时器工作正常，则定时器T2永远不可能计时溢出。当T1定时器不在计时，定时器T2则会计时溢出，并产生溢出脉冲P2。一旦产生溢出脉冲P2，则表明T1出了故障。这里的T2即是看门狗。利用溢出脉冲P2并进行巧妙的程序设计，可以检测系统的出错，而后使“飞掉”的程序重新恢复运行。
图3-4 看门狗工作原理示意图
看门狗电路的应用，使单片机可以在无人关态下实现连续工作。看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连，该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平（或低电平），这一程序语句是分散地放在单片机其它控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段不进入死循环状态时，写看门狗引脚的程序便不能被执行，这个时候，看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号，便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，使单片机发生复位，即程序存储器的起始位置开始执行，这样便实现了单片机的自动复位。
“看门狗”技术既可由硬件实现，也可由软件实现。在系统成本允许的情况下，就选择专门的看门狗芯片或片内带看门狗的单片机。若条件不允许，应加软件“看门狗”。
所谓软件“看门狗”，就是对程序中可能出现这种条件不满足而无法退出的一个模块、一个非正常结束的任务等，在运行时间上进行约束，将理论计算得到的最大时间跨度，作为这个模块或任务的最大执行时间，如果超过了这个时间跨度，则强制退出（结束）本模块、本次任务，把MCU的时间交给下一个模块或恢复有关资源的初始状态，供下一次任务使用。
“看门狗”电路可以分为内“看门狗”和外“看门狗”电路两大类。内“看门狗”电路是指“看门狗”的硬件电路包含在单片要内部。对于没有内“看门狗”定时器的单片机或认为内“看门狗”不可靠时，可以采用外部“看门狗”定时器。外部“看门狗”电路既可以用专用“看门狗”芯片，也可用普通芯片搭成。
专用硬件看门狗是指一些集成化的或集成在单片机内的专用看门狗电路，它实际上是一个特殊的定时器，当定时时间到时，发出溢出脉冲。从实现角度上看，该方式是一种软件与片外专用电路相结合的技术，硬件电路连接好以后，在程序中适当地插入一些看门狗复位的指令（即“喂狗”指令），保证单片机的RESET
引脚使单片机复位。在这种方式中，看门狗能否可靠有效地工作，与硬件组成及软件的控制策略都有密切的关系。目前常用的集成看门狗电路很多，如MAX705～708、MAX791、MAX813L、X5043/5045等。
本系统采用MAX813L看门狗电路监控单片机的工作，如果单片机工作不正常，看门狗电路在规定时是内得不到刷新复位，就输出信号强制单片机复位重新启动工作，保证仪器正常工作。
1. MAX813L芯片功能原理
MAX813L主要有以下几个功能：
(1) 上电、掉电以及降压情况下具有RESET输出。 (2) 的“看门狗”电路。“看门狗”定时时间为1.6s。
(3) 1.25V门限检测器，用于低压报警，适时监视+5V以外的电源电压。 (4) 具有手工复位输入端。
MAX813L是MAXIM公司推出的低成本微处理器监控芯片，封装形式为8脚双列直插式（DIP）和小型（SO）式封装，引脚图如图3-5所示。
MAX813L引脚说明如下： 1脚（○的抖动。
）：手动复位输入端（
），当该端输入低电平保持140ms以上，
MAX813L就输出复位信号。该输入端的最小输入脉宽要求可以有效地消除开关
与TTL/CMOS兼容。
2脚（VCC）：5V电源。 ○
3脚（GND）：电源地。 ○
4脚（PFI）：电源检测输入端。可将需要检测的电源连接于此，不用时接○地或电源。
5脚（○出低电平。
）：电源检测输出端。被检测电源正常时，输出高电平，否则输
6脚（WDI）：“看门狗”输入端，俗称“喂狗”信号。程序正常运行时，○
必须在小于1.6s的时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号，以清除芯片内部的看门狗定时器。若超过1.6s该输入端收到脉冲信号，则内部定时器溢出，8号引脚由高电平变为低电平。
7脚（RESET）：上电时自动产生200ms的复位脉冲；手动复位端输入低○
电平时，该端也产生复位信号输出。
8脚（○
）：“看门狗”输出端“喂狗”信号在1.6s内不能及时送入时，
该脚即产生1个低电平信号。
2. 硬件实现电路图
图3-6给出了MAX813L在系统中的线路图。此电路可以实现上电、瞬时掉电以及程序运行出现“死机”时的自动复位和随时的手动复位；并且可以实时地监视电源故障，以便及时地保存数据。
本电路巧秒地利用了MAX813L的手动复位输入端。只要程序一旦跑飞引起程序“死机”，
端电平由高到低，当
变低超过140ms，将引起MAX813L
脚变成高电平。
产生一个200ms的复位脉冲。同时使看门狗定时器清0和使
也可以随时使用手动复位按扭使MAX813L产生复位脉冲，由于为产生复位脉冲
端要求低电平至少保持140ms以上，故可以有效地消除开关抖动。
该电路可以适时地监控电源故障（掉电、电压降低等）。图3-6中RI的一端接未经稳压的直流电源。电源正常时，确保R2上的电压高于1.26V，即保证MAX813L的PFI输入端电平高于1.26V。当电源发生故障，PFI输入端的电平低于1.25V时，电源故障输出端
电平由高变低，引起单片机
中断，CPU
响应中断，执行相应的中断服务程序，保护数据，断开外部用电电路等。
3. 软件设计
(1) 程序运行“死机”及相应对策
程序正常运行时，由主程序在小于1.6s的时间间隔内周期性地从P1.7端向MAX813L的P1.7输入端发送一个脉冲信号，以消除芯片内部的看门狗定时器。实现指令为：若超过1.6s该输入端收不到脉冲信号，则内部看门狗定时器溢出，8号引脚由高电平变为低电平。引起MAX813L产生一个200ms的复位脉冲。同时使看门狗定时器清零和使8号引脚变成高电平。
需要引起注意的是，整个单片机系统完成复位后，在PC指针的指针下整个程序将从0000H地址处重新开始初始化运行，而这在很多情况下是不允许的（如连续的工艺流程），为此必须采取相应的措施。首先在对单片机系统完成复位后，程序应该先判断是开机运行（冷启动）还是运行过程中“死机”之后的重新加载运行（热启动）。因此一般情况下在这两种启动方式下，系统程序在进入主流程在进入主流程前所要做的工作往往不同。如冷启动后，系统程序在初始化程序往往要进行系统资源的自检以及将各外围设备修改设置，只是对单片机系统本身的一些资源进行必要的设置工作。其次，在大多数情况下，我们总可以把一个连续的过程分解开来，把它变成一个个的子过程（状态）组成的连续过程。在主程序运行过程中，适时保存相应状态和该状态下的相关参数。
这样当程序运行出现“死机”，在MAX813L作用下系统复位和初始化后，将首先查询事先保存的状态参数，然后根据此参数决定程序的流向。同时把该状态下事先保存的参数取出，对系统外围设备进行必要的恢复设置工作和引导程序继续运行。根据这一思想设计的系统程序流程图如图3-7所示。
图3-7 看门狗软件流程图 (2) 电源故障及相应对策 Kzy425043238 2825296 。
实现指令为：
SETB IP.0：设置PX0=1 SETB IE.7：设置EA=1 SETB IE.0：设置EX0=1
http://wenku.baidu.com/view/45201e6bd97f192279e957.html 基于单片机的智能交通灯控制系统设计论文