【正文】 行到外部 ROM 時，會自動尋址外接程序存儲器。 程序地址空間原則上可由用 戶任意安排，但復(fù)位和中斷源的程序入口地址在 51 系列單片機中是固定的，用戶不能改變。入口地址見表 。復(fù)位后， CPU 從 0000H 地址鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 8 頁 共 37 頁 開始執(zhí)行程序。其他地址為中斷服務(wù)程序入口地址，響應(yīng)某個中斷時，將自動從其對應(yīng)的入口地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序。 表 51 單片機復(fù)位、中斷入口地址 操 作 入口地址 復(fù)位 0000H 外部中斷 0 0003H 定時器 /計數(shù)器 0 溢出 000BH 外部中斷 1 0013H 定時器 /計數(shù)器 1 溢出 001BH 串行口中斷 0023H 定時器 /計數(shù)器 2 溢出或 T2EX 端負(fù)跳變（ 52 子系列） 002BH ② 數(shù)據(jù)存儲器 MCS51 系列單片機數(shù)據(jù)存儲器也有內(nèi)部、外部之分。但與程序存儲器不同，片內(nèi)、片外存儲器是分別獨立編址的，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器除 RAM 塊外，還有特殊功能寄存器（ SFR）塊，其中片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器有 128 個字節(jié)，其編制為 00H～ FFH；特殊功能寄存器也占 128 個字節(jié)，其編制為 80H~FFH；二者連續(xù)而不重疊。外部 RAM地址范圍 0000H～ FFFFH，共 64KB。內(nèi)部存儲器可直接尋址。盡管片內(nèi)、片外地址空間的低 256B 有重疊，但尋址并不 會造成混亂。這是因為片內(nèi)、片外存儲器使用不同的指令 (MOV 和 MOVX)。擴展的 I/O 地址也占用數(shù)據(jù)存儲器空間。對 I/O 端口操作無須特殊指令且訪問程序存儲器是用 P E S N——————信號選通，而訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，由 RD————信號（讀）和 WR————信號（寫）選通。 ③ 寄存器區(qū) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器分為 4 個區(qū)域，數(shù)據(jù) RAM 用于存放臨時變量，下面介紹其他三個寄存器區(qū)： a) 工作寄存器區(qū) 它占用地址 00～ FFH 的 32 個內(nèi)存單元，又分成 4 個區(qū)。每個區(qū)有 R0～ R7 共 8 個工作寄存器。工作寄存器區(qū)的選擇又由程序狀態(tài)寄存器 PSW 的第4 位和第 3 位 (RS1 和 RS0)共同指定。單片機復(fù)位時， RS1 和 RS0 為零，故指向 0 區(qū)。通過位操作改變 RS1 和 RS0 的值，可以方便地指向任一個區(qū)間。 b) 位尋址區(qū) 每位都有一個獨立的 8 位地址 (占據(jù)空間 00～ 7F)，共 128 位。此外，在專用寄存器 SFR 中還有一部分是可以位尋址的 (有些位可能無定義 )。 c) 專用寄存器區(qū) 共有 21 個專用寄存器 SFR，位于 80～ FFH 地址空間。這些寄存器又可以分為 CPU 專用寄存器和接口專用寄存器。 CPU 專用寄存器前面己經(jīng)提過，鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 9 頁 共 37 頁 而接口專用寄存器包括兩部分。一部分就是單片機的 I/O 端口 P0～ P3，分別編址為 80H、90H、 A0H、 B0H，共 4 個單元， 32 位， 每一位都可以獨立尋址。另一部分為定時 /計數(shù)器，串行口、中斷的一些控制寄存器。 定時 /計數(shù)器 89C51 有兩個 16 位定時 /計數(shù)器 (T0， T1)。在定時功能中，每個機器周期定時器加1，由于 l 個機器周期包含 12 個振蕩周期，因而它的計數(shù)頻率為 1/12，即由定時器計數(shù)到的脈沖為振蕩周期頻率的 1/12。 在計數(shù)器功能中，在外部事件相應(yīng)輸入腳 (T0 或 T1)產(chǎn)生負(fù)跳變時，計數(shù)器加 1。由于計數(shù)器的計數(shù)過程需要 2 個機器周期 (24 個振蕩周期 )，所以，最高的計數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。 這兩個定時 /計數(shù)器的工作狀態(tài) (定時 /計數(shù) )及工作方式 (方式 0～方式 3)的選擇是由定時 /計數(shù)器方式寄存器 (TMOD)中的每位值所決定的。定時 /計數(shù)器的控制由控制寄存器 (TCON)完成。 I/O 口 89C51 不僅有 4 個 8 位并行口，供單片機和外部 RAM、 EEPROM 等擴展連接用或與其它設(shè)備交換信息用，它還有一個全雙工串行口，能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在前面的引腳功能中已對并行口作了簡要介紹，在此就主要介紹一下串行口。 串行口也就是 和 的第二功能。它既能工作在異步方式，又能工作在同步方式。該串行口是全雙工的，它在物理上分為兩個獨立的發(fā)送緩沖 器和接收緩沖器SBUF，但它們占用一個特殊功能寄存器的地址 99H，只需對 SBUF 進(jìn)行寫或讀的操作，就可以同時發(fā)送和接收了。串行口的工作方式選擇、波特率選擇、串行通信協(xié)議的完成，由兩個特殊功能寄存器，即串行口控制寄存器 SCON 和功耗控制寄存器 PCON 完成。 中斷 89C51 單片機提供了 6 個中斷源，而每一個中斷源都能被程控為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級。其中 5個中斷源包括 2個外部中斷和 3個內(nèi)部中斷。兩個外部中斷源為 INT0和 INT1，外部設(shè)備的中斷請求信號、掉電等故障信號都可以從 INT0 而和 INT1 引腳輸入，向 CPU提 出中斷申請， INT0 和 INT1 的中斷請求標(biāo)志 IE0、 IE1 分別設(shè)在 TCON 寄存器的、 。 3 個內(nèi)部中斷源為 T0、 Tl 溢出中斷源及片內(nèi)串行發(fā)送或接收中斷源， T0、 Tl 中斷請求標(biāo)志 TF0 和 TF1 分別設(shè)在 TCON 寄存器的 、 ，串行發(fā)送或接收中斷標(biāo)志 TI 或 RI 設(shè)在 SCON 寄存器的第 、 。 5 個中斷源鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 10 頁 共 37 頁 中的一個、幾個或全部中斷源的開、關(guān)由中斷允許寄存器 (IE)完成，而每個中斷源的優(yōu)先級別的高低由中斷優(yōu)先級控制寄存器 (IP)完成。 89C51 單片機中斷源簡要特性 見表。 表 中斷源特性表 名稱 符號 標(biāo)志符號 標(biāo)志符號位置 矢量地址 優(yōu)先級別 外部中斷 INT0 IE0 0003H 最高 最低 定時器 0 溢出中斷 TF0 TF0 000BH 外部中斷 1 INT1 IE1 0013H 定時器 1 溢出中斷 TF1 TF1 001BH 串行口中斷 R1+T1 R1 0023H T1 各模塊電路 主控制系統(tǒng) 主控器采用 AT89C51，是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的一款性能穩(wěn)定、低功耗的單片機，兼容 MCS51 系列產(chǎn)品指令系統(tǒng)及引腳。片內(nèi)含 4KB 的可重復(fù)編程的 Flash程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，使用 5（ 1177。20﹪） V 的電源電壓， 1288 位的內(nèi)部 RAM， 4 個 8 位的雙向可位尋址的 I/O 端口， 2 個 16 位定時 /計數(shù)器， 6 個中斷源， AT89C51 單片機可提供許多高性價比的應(yīng)用，靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域 。 單片機的 P1口及 P2口分別應(yīng)用于控制 南北及東西方向的通行燈， P0口及 ~口應(yīng)用于 4 組 LED 計時器的控制， T0 和 T1 分別作為東西方向和南北方向和車流量流量控制， INT0 和 INT1 分別用于東西方向和南北方向的特種車輛通行緊急轉(zhuǎn)換電路 [11]。 車輛檢測電路 為了達(dá)到對紅綠燈開啟時間的控制，需要對十字路口 各個方向的車輛 進(jìn)行檢測， 本文研究的 是用 CCD 圖像傳感器實時 拍攝 （本文選取 距 十字路口 100m 內(nèi)）路況 ，采用微分二支電路處理 CCD 信號，使成二值化信號，單片機再讀入數(shù)據(jù)，判斷車隊長度。實現(xiàn)對路口紅綠燈時間進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié) 。 這樣就 可以大大提高車輛通過率，有效緩解交通壓力。 車輛檢測 電路 如圖 所示。 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 11 頁 共 37 頁 圖 車輛檢測 電路 通行燈輸出控制 道口交通燈指示采用高亮度紅綠雙色發(fā)光二極管，左拐、右拐、直行及行人各一個。當(dāng)發(fā)光電流為 6mA 時，可按公式 R=（ 5－ ）／ 計算，限流電阻為 510Ω。因為南北通行時雙向指示牌相同，所以每個端口應(yīng)具有 12mA 的吸收電流的能力，而人行道口按 4 個燈算，因此需 24mA 的吸收電流，在單片機的輸出口接驅(qū)動電路 74HC244，保護單片機的輸出端口 [12]。 道口指示燈電路如圖 所示 。 圖 城市道口交通指示燈電路 時間顯示電路 紅綠燈通行時間采用數(shù)碼管顯示，這是一種很好的方法。通行剩余時間采用高亮 7段 LED 發(fā)光數(shù)碼管，采用共陽數(shù)碼管。 由于 每個道口時間顯示相同， 4 組 三極管 就需192mA,所以設(shè)計中采用三極管 9012。因為每段輸出口需吸收 24mA 電流，所以電路設(shè)計中使用驅(qū)動集成塊 74HC244。 LED 顯示接口硬件電路由 74HC244 緩沖器、 LED 顯示器組成。如圖 所示 74HC244 用來提高 LED 顯示器的驅(qū)動能力。 在實際使用中 LED 顯示器都是多位的。對多位 LED 顯示器，通常采用動態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即逐個循環(huán)點亮各位顯示器。雖然這樣在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但由于視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示器同時點亮效果完全一樣。為了顯示 LED顯示器的動態(tài)掃描，不僅要給顯示器提供段（字形代碼）的輸入之外，還要對顯示器加鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 12 頁 共 37 頁 位控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多位 LED 顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出 8 條段控線（有小數(shù)點顯示）；另一個用于輸出位控線，位控線的數(shù)目等于顯示器的位數(shù)。 時間 顯示驅(qū)動電路如圖 所示。 圖 時間顯示驅(qū)動電路 特種車輛自動 通行電路 一般情況下交通燈都按車流量大小分配通行時間，按固有規(guī)律變化，但有特殊車輛（如 11 120）急需通行時，如何控制呢？本文中設(shè)計緊急通行開關(guān)，當(dāng)特種車輛到來時能自動關(guān)閉所有綠燈，讓特種車輛通過。設(shè)計中特種車輛可采用紅外線發(fā)生器為發(fā)信器，用實時中斷來響應(yīng)特種車的通行要求。接收的紅外信號通過內(nèi)部的集成電路來進(jìn)行放大、解調(diào)，由輸出端的輸出編碼脈沖信號經(jīng)過三極管反相放大送至接收器，解調(diào)模塊再進(jìn)行譯碼。紅外接收器采用的是一體化紅外接收器，具有靈敏度高和抗干擾能力強的性質(zhì) [13]。紅外遙控接收電路原理框圖如圖 所示。 圖 紅外接收原理框圖 盲人提示音電路 為方便盲人通過行人道，在道口自動控制系統(tǒng)中設(shè)計了聲音提示電路，該聲音控制信號接收 信號放大 電源驅(qū)動 單片機控制 紅外接收裝置 信號解調(diào) 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 13 頁 共 37 頁 電路與人行道控制燈的綠燈是同步的，當(dāng)綠燈亮?xí)r響一次，在結(jié)束通行前 10s 綠燈閃爍 ,期間盲人提示音會間隔響 5 次，每次 1s。盲人提示音采用的是悅耳、柔和的低音。盲人提示音電路如圖 所示。 圖 盲人提示音電路 電源電路 整個系統(tǒng)采用的是 +5V 電壓，因此采用不可調(diào)的 3 端穩(wěn)壓器件，用 LM7850 就可以滿足系統(tǒng)電源的要求。 LM7850 內(nèi)部是由基準(zhǔn)電壓回路、恒流源、過流保護、過壓保護和短路保護回路等 8 部分組成的三端集成穩(wěn)壓電源，且其低功耗，高效率，紋波系數(shù)小，輸出電壓穩(wěn)定。 LED 顯示接口電路 LED 顯示器簡介 通常所說的 LED 顯示器由 7 個發(fā)光二極管組成因此也稱之為七段 LED 顯示器，其排列形狀如圖 所示。此外，顯示器中還有一個圓點型發(fā)光二極管（在圖中以 dp 表示），用于顯示小數(shù)點。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其他符號。 LED 顯示器中的 發(fā)光二極管共有兩種連接方法： (1) 共陽極接法 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時公共陽極接 +5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入高電平的則不點亮。 (2) 共陰極接法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入低電平的則不點亮。 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 14 頁 共 37 頁 圖 LED 顯示器結(jié)構(gòu)圖 使用 LED 顯示器時要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或符號，要為 LED顯示器提供代碼，這些代碼是為顯示字形的，因此稱之為字形代碼。七 段發(fā)光二極管，再加上一個小數(shù)點位，共計八段。因此提供給 LED 顯示器的字形代碼正好一個字節(jié)。各代碼位的對應(yīng)關(guān)系如表 。 表 代碼對應(yīng)關(guān)系表 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b A 74HC244 緩沖器芯片介紹 74HC244 是一種三態(tài)輸出的八緩沖器和線驅(qū)動器，該芯片的引腳圖如圖 38 所示。由圖可見，該緩沖器有 8 個輸入端，分為兩路 ——1A1～ 1A4， 2A1～ 2A4，同時 8 個輸出端，也分為兩路 ——1Y1～ 1Y4， 2Y1～ 2Y4， 分別由 1G 和 2G 作為它們的選通工作信號。當(dāng)記為低電平時， 1Y1～ 1Y4 的電平與 1A1～ 1A4 的電平相同，即輸出反映輸入電平的高低；同樣，當(dāng) 2G 為低電平時， 2Y1～ 2Y4 的電平與 2A1～ 2A