【正文】 影響電路電平。 顯示界面方案 該系統(tǒng)要求完成倒計時功能。這種方案 雖然 功能強大， 并 可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等 ，但 實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作 。若用該方案，可提供較多 I/O 口 ,但操作起來稍顯復雜。每個路口的信號的的轉換順序為：綠 —— 黃 —— 紅 綠燈表示允許通行，黃燈表示禁止通行，但已經(jīng)駛過安 全線的車輛可以繼續(xù)通行，是綠燈過渡到紅燈提示燈。說明：黑色表示亮，白色表示滅。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉換。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉換。 單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求 本設計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的 信號發(fā)生，還能進行倒計時顯示，通行時間調整和緊急處理等功能。 （ 2）時間的設置 本設計中可通過鍵盤對時間進行手動設置，增加了人為的可控性，避免自動故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設置所有燈變?yōu)榧t燈。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且 I／ 0 口足夠，可直接采用獨立式。本系統(tǒng)在此基礎上，加入了緊急情況處理與時間調整功能。在此過程中隨時調用急停按鍵和時間調節(jié)中斷。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 INTEL 的 Z80 是最早按照 這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。基于這一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。而傳統(tǒng)的 8 位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍。 單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此 它得到了最多的應用。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。 它是一種 在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的 15 抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用 PC）的主要區(qū)別。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十 K 的尺寸！對于家用 PC 的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱 PC 機。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “智能型”，如智能型洗衣機等。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。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 AT89C51 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。在空閑模式下凍結 CPU 而 RAM 定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。 （ 2）有 128 字節(jié) 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM 8051 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以 ，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。 在 F1ash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 Flash 編程和程序校驗期間， Pl 接收低 8 位地址。在訪問 8 位地址的外 部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRi 指令）時， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。對 P3 口寫入“ l”時， 19 它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當振蕩器工作時， RST 引腳出 現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1／ 6 輸出固定的正脈 沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置位后，只有一條 M0VX 和 M0VC 指令 ALE 才會被激活。 EA——／ VPP：外部訪問允許。 F1ash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程電壓 Vpp。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 芯片擦除：整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。不同的中斷源、不同的中斷要求可能有不同的中斷處理方法，但它們的處理流程一般都如下所述： （ 1）現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復： 中斷是在執(zhí)行其它任務的過程中轉去執(zhí)行臨時的任務，為了在執(zhí)行完中斷服務程序后，回頭執(zhí)行原先的程序時，知道程序原來在何處打斷的，各有關寄存器的內(nèi)容如何，就必須在轉入執(zhí)行中斷服務程序前，將這些內(nèi)容和狀態(tài)進行備份—— 即保護現(xiàn)場。 如果在執(zhí)行中斷服務時不是按上述方法進行現(xiàn)場保護和恢復現(xiàn)場，就會是程序運行紊亂，程序跑飛，自然使單片機不能正常工作。在 MCS51 單片機中，中斷返回是通過 一條專門的指令實現(xiàn)的，自然這條指令是中斷服務程序的最后一條指令。 （ 4）中斷返回： 執(zhí)行完中斷服務程序后，必然要返回，即回交通燈信號回到中斷前狀態(tài)，顯示時間也和中斷前一樣。 其中 P0 用于送顯兩片 LED 數(shù)碼管， P1 用于控制紅綠黃發(fā)光二極管， XTAL1和 XTAL2 接入晶振時鐘電路， REST 引腳接上復位電路， 與 對數(shù)碼管進行片選， 即 INT0 緊急情況處理按鍵， 即 INT1 接時間調整中斷按鍵。 時間顯示電路 在交通信號燈的正上方安裝 一個可以顯示綠燈通行時間，紅燈等待時間的顯示電路，采用數(shù)碼管顯示電路是一種很好的方法。依此類推分別送完第一位 2，第二位 0，第三位 2，第四位 5，每一位點亮 1MS 一個掃描周期為 4MS，一秒時間就要掃描 250 次其程序如下： MOV R6,滅 第一位 MOV P0,3FH 。送 2 的共陰極碼 CLR ；第三位顯示 2 ACALL D1MS 。延時 1MS SETB 。以八段共陽管為例，它有 8 個發(fā)光二極管 (比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示 dP，即點 )，每個發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖 所示。 25 顯示數(shù)值 dp,g,f,e,d,c,b,a 驅動代碼 0 11010000 C0H 1 11111001 F9H 2 10100100 A4H 3 10110000 B0H 4 10011001 99H 5 10010010 92H 6 10000010 82H 7 11111000 F8H 8 10000000 80H 9 10010000 90H 表 5 驅動代碼表 相應在程序軟件上，可以通過調用程序給定的秒值經(jīng)過特定計算算出需要顯示的個位和十位，然后有 DPTR 調取 LEDMAP 的代碼。如圖 所示，其中 A， B 分別是 P0，P1 的網(wǎng)絡標號。 圖 信號燈的連接 26 按鍵控制 本設計設置了有 5 個鍵： K1 鍵 ,K2 鍵 ， K3 鍵 ， K4 鍵 ，K5 鍵 ，每個按鍵一端接地，另一端接對應的 P3 端口。 圖 系統(tǒng)總流程圖 設計說明：該智能交通燈控制系統(tǒng)的軟件設計采用的是順序執(zhí)行并反復循環(huán)的方法。 理論基礎知識 定時器原理 定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值 ，這個初值是送到 TH 和 TL 中的。計算通式變?yōu)椋? T=（ M－ TC） T0 模值和計數(shù)器工作方式有關。這就是為什么掃描周期為 50ms 的原因， 若使用軟件則會耽擱程序流程，顯然不可行。 中斷原理 本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號有引腳 INT0 和 INT1 輸入，低電平有效， CPU每個時鐘周期都會檢測 INT0 和 INT1 上的信號， 8051 允許外部中斷以電平方式或負邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請求信號，可由用戶通過設置TCON 中 IT0 和 IT1 位的狀態(tài)來實現(xiàn)。 子程序模塊設計 狀態(tài)燈顯示及判斷 在本設計中，實際控制 的燈只有 6 個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。 29 用于顯示發(fā)光二極管時，部分程序如下： 。顯示部分 MOV DPTR,TAB MOV A,50H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR LCALL DELAY SETB MOV A,51H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR LCALL DELAY SETB 30 RET 緊停及調整時間中斷子程序 緊停按鍵連接到外部中斷引腳 ，即 INT0 捕獲到一個低電平，則進入該中斷進行相關處理。只允許東西方向車輛通行 NH: MOV P1,0DEH SETB SETB ACALL DELAY JNB ,B0 JMP JE 。加 1 程序 ZINC: 。程序如下： 。緊急情況處理 IINT0: CLR EA JB ,$ PUSH 60H PUSH P1 PUSH P2 B0: JNB ,NH JNB ,DH 。具體程序如下： BCD: 。 H_RED BIT H_YELLOW BIT H_GREEN BIT L_RED BIT L_ YELLOW BIT L_ GREEN BIT 共有 4 鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（ 0F3H）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（ 0F5H）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（ 0DEH）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（ 0EEH）。 IE 中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開啟， EX0 為外部中斷允許控制位，為 1 開啟。 軟件延時原理 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機器周期與主頻有關，機器周期是主頻的12 倍，所以 一個機器周期的時間為 12*（ 1/12MHZ） =1us。就此可以算出各種方式的最大延時。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值，即所要求的計數(shù)值設定為 C，把計數(shù)初值設定為 TC 可得到如下計算通式： TC=MC 式中， M 為計數(shù)器模值。每個循環(huán)周期在還剩 5s 時，正在通行路口的黃燈同時點亮并開始閃爍，以提醒路人上的行人及車輛，交通燈即將發(fā)生變化。 整個軟件程序方面主要分兩大部分：主程序部分和中斷處理程序。每個方向上設置紅綠黃燈，總共 4 組。四個方位上總共用8 個 LED 接在單片機 的 IO 口上。為方便起見，本文主要討論共陽八段 LED數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。1MS 延時程序 STAT1： MOV R4， 2 MOV R3,250 DJNZ R3,$ DJNZ R4， STAT1 RET 其他硬件介紹及連接 八段 LED 數(shù)碼管 LED 顯示屏作為大型顯示設備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護簡便等優(yōu)點。滅第三位 24 MOV P0,6DH 。延時 1MS SETB 。送 2 的共陰極碼 CLR ；第一位顯示 2 ACALL D1MS 。 23 12345678J1S IL 1 0 0 0 8X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2