【正文】 接尋址。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。當(dāng)程序計數(shù)器 PC 由內(nèi)部 ROM 開始執(zhí)行到外部 ROM 時，會自動尋址外接程序存儲器。在 89C51 單片機中，程序存儲器采用 EEPROM，而數(shù)據(jù)存儲器采用 RAM。各種算術(shù)、邏輯運算所涉及到的寄存器包括：累加器 ACC、寄存器 B、暫存器 1(TEMP1)和暫存器 2(TEMP2)、程序狀態(tài)字寄存器 PSW，程序計數(shù)器 PC，堆棧指針 SP，數(shù)據(jù)指針寄存器 DPTR 等。圖中 PC 是程序計數(shù)器； PSW 是程序狀態(tài)字寄存器； DPTR 是數(shù)據(jù)指針寄存器。此外，該引腳還用做 EPROM 編程電壓的輸入端。 當(dāng) VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)訪問內(nèi)部程序存儲器時， P S E N——————信號不跳變。另外，該引腳將被略微拉高。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fosc 的 1/6,可作為對外輸出的時鐘脈沖或用于定時目的。 XTAL2(18 腳 )：它在單片機內(nèi)部是片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。此時由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流 （ IIL） 。 P3 口（ 10~17 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P3 口。作輸入口使鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 5 頁 共 37 頁 用時，由于內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 （ IIL） 。 P2 口（ 21~28 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般作為準(zhǔn)雙向 I/O 使用。 P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時，可作為高阻抗輸入端用。 單片機控制系統(tǒng)模塊 CCD 時間顯示模塊 特殊車輛轉(zhuǎn)換模塊 二值化電路 驅(qū)動電路 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 4 頁 共 37 頁 圖 89C51 單片機引腳圖 各引腳功能說明如下： （ 1）主電源引腳 Vcc（ 40 腳）：接 +5（ 1177。指令集中 64 條為單周期指令，支持 6 種尋址方式，共 111 條指令； 全雙工方式的串行通道 (UART)； 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 2 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件組成及原理圖 根據(jù)要實現(xiàn)的具體功能，經(jīng)過比較，我選用 AT89C51 單片機及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)， 4 組雙色燈構(gòu)成信號燈指示模 塊，東西南北方向分別構(gòu)成倒計時顯示模塊，CCD 采集車輛數(shù)量 數(shù)據(jù)， 紅外線接收器接收中斷信號，使實時中斷來響應(yīng)特種車輛的通行要求， 接 LED 顯示器 [8]。 、鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 2 頁 共 37 頁 圖 系統(tǒng)硬件組成總框圖 交通燈控制系統(tǒng)工作原理 本系統(tǒng)運用單片機對交通燈控制系統(tǒng)實施控制，通過直接控制信號燈的狀態(tài)變化，指揮交通的具體運行，運用了 LED 數(shù)碼管顯示倒計時以提醒行駛者，更添加了盲人提示音 電路，方便視力障礙群體通行，更具人性化。系統(tǒng)電源采用獨立的 +5V 穩(wěn)壓電源，有各種成熟電路可供選用，使此方案可靠穩(wěn)定 [5]。本設(shè)計是以軟件和硬件相結(jié)合的方式來實現(xiàn) ， 文中給出了具體的硬件電路圖和軟件流程圖 及 程序源碼 。 關(guān)鍵詞 ： 智能 交通燈 ， AT89C51， 車輛 檢測 ， 74HC244， LED 1 方案設(shè)計及論證 方案設(shè)計論證 交通燈控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 本設(shè)計研究的是基于 AT89C51 單片機的交通燈智能控制系統(tǒng)。該設(shè)計可直接在 I/O 口上接按鍵開關(guān)，精簡并優(yōu)化了電路。在此基礎(chǔ)上，加入了特種車輛自動通行控制模塊和車流量檢測電路為系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機進(jìn)行具體處理，及時調(diào)整通行方向。硬件原理圖如圖 所示： P1 P2 AT89C51 P0 RST P3 南北通行燈 東西通行燈 LED 驅(qū)動器 3 位 LED 顯示器 特種車輛自動通行控制模塊 車輛 檢測電路 上電復(fù)位 自動 /手動鍵盤 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 3 頁 共 37 頁 圖 硬件電路原理圖 單片機 AT89C51 AT89C51 是 一種高效微控制器，它是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8位單片機，片內(nèi)含 4Kbytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 1288 位 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，該器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，它與 MCS51系統(tǒng)產(chǎn)品兼容， AT89C51 單片機功能強大，具有 8Kb 中央處理器（ CPU）和 4KbFlash 程序存儲器，性價比高，可應(yīng)用于很多要求高性價比的場合，靈活地應(yīng)用于各個控制領(lǐng)域 [9]。1288 位的內(nèi)部 RAM； 6 個中斷源； 低功耗空閑和掉電方式； 20﹪ ） V 電源正端； Vss（ 20 腳）：接地。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 時，這組端口線分時轉(zhuǎn)換地址 （ 低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 P2 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在接有片外存儲器或擴(kuò)展 I/O 口且尋址范圍超過 256B 時， P2 口用作高 8 位地址總線。 P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。除作為準(zhǔn)雙向 I/O 口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨立定 義為第一功能的輸入輸出或第二功能。當(dāng)采用外部時鐘時， HMOS 單片機的該引腳作為外部振蕩信號的輸入端； CHMOS 單片機的該引腳應(yīng)懸空不接。但要注意的是：在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間 ， ALE 脈沖會跳空一個。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 RST/VPD (9 腳 )： RST 即 RESET， VPD為備用電源，該引腳為單片機的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。 EA————/VPP（ 30 腳）： EA————為片外程序存儲器選用端，訪問內(nèi)部程序存儲器控制信號。在編程期間，此引腳用作21V 編程電源 VPP 的輸入端。 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 7 頁 共 37 頁 圖 AT89C51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 它們位于 CPU 內(nèi)部，又稱 CPU 專用寄存器，以區(qū)別于 I/O 接口專用寄存器。它們又可以進(jìn)一步分成內(nèi)部或外部兩類。 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。 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。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。 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)。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。這些寄存器又可以分為 CPU 專用寄存器和接口專用寄存器。 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。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(kuò)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)。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。其中 5個中斷源包括 2個外部中斷和 3個內(nèi)部中斷。 89C51 單片機中斷源簡要特性 見表。 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 如圖 所示。 道口指示燈電路如圖 所示 。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。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。 時間 顯示驅(qū)動電路如圖 所示。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]。盲人提示音電路如圖 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。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。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。 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。經(jīng) 74HC244 緩沖后，輸入信號被驅(qū)動，輸出信號的驅(qū)動能力加大了。主程序流程圖如 圖 所示。通行時間為 1min。通行時間為 1min。定時器 T0 定時溢出的中斷周期設(shè)為 50ms,中斷累計 20 次時對 120s 倒計時單元進(jìn)行減 1 操作。 圖 T0 定時中斷服務(wù)程序流程圖 特種車輛自動放行中斷服務(wù) 程序 當(dāng)有特種車輛經(jīng)過時，車中就發(fā)射紅外線信號，其信號將被道口控制板上的紅外信號接收器接收，并有一個低電平輸出觸發(fā)外中斷。車輛檢測中斷流程圖如圖 所示。 特殊車輛通行時紅外線檢測電路的調(diào)試 可將示波器輸入端接在交通控制燈的紅外接收模塊的輸出引腳上，并在模擬小車中放一塊紅外線發(fā)射模塊，當(dāng)小車通過路口時，可檢測紅外線是否被接收。 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 20 頁 共 37 頁 4 心得體會 本文主要論述了基于 AT89C51 單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)，雖然智能交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)取得不少成就，且道路相對好的地方，傳統(tǒng)的固定時間的交通燈控制還是有一定的作用。 DISPLAY: MOV R1,70H ；指向顯示數(shù)據(jù)首址 MOV R5,0FEH ；掃描控制字初值 PLAY: MOV A,R5 ；掃描字放入 A MOV SCAN,A ；從 P2 口輸出 MOV A,R1 ；取顯示數(shù)據(jù)到 A MOV DPTR,TAB ；取段碼表地址 MOVC A,A+DPTR ；查顯示數(shù)據(jù)對應(yīng)段碼 MOV LEDOUT,A ；段碼放入 P0 口 LOOP6: LCALL DL1MS ；顯示 1MS INC R1 ；指向下一地址 MOV A,R5 ；掃描控制字放入 A JNB ,ENDOUT ； =0 時一次顯示結(jié)束 RL A ； A 中數(shù)據(jù)循環(huán)左移 MOV R5,A ；放回 R5 內(nèi) MOV LEDOUT,0FFH AJMP PLAY ；跳回 PLAY 循環(huán) ENDOUT: MOV LEDOUT,0FFH ；一次顯示結(jié)束， P2 口復(fù)位