【正文】 是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。為零表示１秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH 。 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 DJNZ：ＭＯＶ ＲＯ，＃１４Ｈ ；恢復(fù)Ｒ０值 MOV TH0, 3CH 。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)，這樣我們就可以通過(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)確定 1 秒的時(shí)間。系統(tǒng) 統(tǒng)采用 MSC51 系列單片機(jī) Intel8051 和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際 車(chē)流量通過(guò) 8051 芯片的 P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能； 紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩 5秒時(shí)黃燈閃爍警示（ 交通燈信號(hào)通過(guò) PA 口輸出 ， 顯示時(shí)間直接通過(guò) 8255 的 PC口 輸出 至雙位數(shù)碼管） ； 車(chē)輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車(chē)流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò) 程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。這是由于本身地理位子以及車(chē)流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 27 顯示程序設(shè)計(jì) 顯示原理 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1 秒，時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 MOV IE, 82H ＲＥＴ１ ＥＮＤ 軟件延時(shí) MCS51的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機(jī)的工作頻率為 6MHZ。開(kāi)Ｔ０中斷 SEBT TＲ O ；啟動(dòng)Ｔ０計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H 。 初值： ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) ＝２ １６ －５０ ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。在方式 0 時(shí) M為 213 ；在方式 1 時(shí) M的值為 216；在方式 2和 3為 28 計(jì)算公式 T=（ M－ TC） T 計(jì)數(shù) 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 25 或ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) T 計(jì)數(shù) 是單片機(jī)時(shí)鐘周期Ｔ ＣＬＫ 的１２倍；ＴＣ為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為Ｔ ＣＬＫ １２ＭＨＺ，經(jīng)過(guò)１２分頻 方式０ ＴＭＡＸ＝ 213 ＊１微秒＝８．１９２毫秒 方式１ ＴＭＡＸ＝ 216 ＊１微秒＝６５．５３６毫秒 顯然１秒鐘已經(jīng) 超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題． １秒的方法 我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為２０的軟件計(jì)數(shù)器和使Ｔ０定時(shí)５０毫秒．這樣每當(dāng)Ｔ０到５０毫秒時(shí)ＣＰＵ就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。 R4 存放黃燈時(shí)間 5 03H R5 存放紅燈時(shí)間 60 3CH R6 存放綠燈時(shí)間 80 50H PC0 顯示黃燈信號(hào) PC1 顯示紅燈信號(hào) PC2 顯示黃燈信號(hào) 8255 工作于方式 0 8255 PA、 PB、 PC 口輸出 PC 控制字為 10000000B （ 80H） 每秒鐘的設(shè)定 延時(shí)方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來(lái)確定 1 秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 23 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì) 圖 程序總流程圖 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，程序就跳到按鍵子 程序處理，當(dāng)檢測(cè)到 K2 鍵按下的時(shí)候就自動(dòng)返回到主程序。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(hào)燈的顯示都 要用到一個(gè) I/O 端口，顯然 8051的端口是不夠，需要擴(kuò)展。交通燈的運(yùn)行狀態(tài)共有四種，分別為：東西方向綠燈亮、東西方向黃燈亮、南北方向綠燈亮和南北方向黃燈亮。 圖 數(shù)碼管顯示圖 圖 晶閘管和數(shù)碼管 要是行人能看見(jiàn)信號(hào)燈的情況，必須把 8255輸出的信號(hào)進(jìn)行放大 VT為雙向晶閘管，當(dāng)門(mén)極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門(mén)極為低電平時(shí)晶閘管管斷，該支路指示燈滅。 所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。特別是發(fā)光二極管（ LED）和液晶顯示器（ LCD），由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用。 /RESET 是復(fù)位信號(hào)輸出腳，接到 CPU 的復(fù)位輸入腳。 對(duì)于沒(méi)有看門(mén)狗定時(shí)器的單片機(jī)或是認(rèn)為內(nèi)部看門(mén)狗不可靠時(shí)，可以采 用外部看門(mén)狗定時(shí)器。這種方式中，看門(mén)狗能否可靠有效地工作，與硬件組成及軟件的控制策略都有密切的關(guān)系 。在單片機(jī)系統(tǒng)中，看門(mén)狗的設(shè)計(jì)一般采用硬件和軟件結(jié)合兩種方式。這種外界干擾輕者導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯(cuò)，重者將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 看門(mén)狗硬件電路 由于單片機(jī)自身的抗干擾能力比較差，尤其在一些條件比較惡劣、噪聲大的場(chǎng)合，常會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)因?yàn)槭芡饨绺蓴_而導(dǎo)致死機(jī)的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不能正常工作。 圖 鍵盤(pán)接口電路 圖 是一種簡(jiǎn)易鍵盤(pán)接口電路，該鍵盤(pán)是由 8051 P1 口的高、低字節(jié)構(gòu)成的 4 4鍵盤(pán)。因此，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，可以節(jié)省I/O 口線。由此可見(jiàn)，鍵盤(pán)輸出經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，輸出已變?yōu)橐?guī)范的矩形方波。當(dāng)開(kāi)關(guān)沒(méi)有穩(wěn)定到達(dá) b端時(shí)，因與非門(mén) 2輸出為 0反饋到與非門(mén) 1的輸入端，封鎖了與非門(mén) 1，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會(huì)改變，輸出保持為 1，輸出 Q不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 17 圖 去抖動(dòng)電路 在硬件上可采用在鍵輸出端加 RS觸發(fā)器 (雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 )或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動(dòng)電路。 在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)，即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許 出現(xiàn)的。 各個(gè)模塊電路設(shè)計(jì) 選用設(shè)備： 8051彈片機(jī)一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片，MAX692‘看門(mén)狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線若干。 （ 4）通過(guò) 8051 單片機(jī)的 位來(lái)控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng) .牌位 0就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1系統(tǒng)就開(kāi)始工作。 /RESET：復(fù)位輸出引腳，低電平有效。 GND：接地。 74ls373 是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊 74ls373 芯片， MAX692 簡(jiǎn)介 MAX692 是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門(mén)狗監(jiān)控等功能。 51單片機(jī)的 ALE 信號(hào)可以直接與 74LS373 的 C連接。是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D觸發(fā)器，其引腳圖如 圖 所示 ： 圖 74ls373 引腳圖 (1).1 腳是輸出使 能 (OE),是低電平有效 ,當(dāng) 1腳是高電平時(shí) ,不管輸入 1 1 1 18 如何 ,也不管 11腳 (鎖存控制端 ,G)如何 ,輸出 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài) (或者叫浮空狀態(tài) )。 74LS373 簡(jiǎn)介 74LS373 是一種帶三態(tài)門(mén)的 8D 鎖存器，其管腳示意圖如圖 所示： 其中： 1D8D為 8 個(gè)輸入端。 方式 1：選通輸入／輸出方式。 D D5： A口方式選擇 0 0 — 方式 0 0 1 — 方式 1 1 — 方式 2 D4： A口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D3： C口 高 4 位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D2： B口方式選擇 （ 0=方式 0， 1=方式 1） D1： B口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D0： C 口低 4 位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） 8255 可編程并行接口芯片工作方式說(shuō)明 : 方式 0：基本輸入／輸出方式。 C口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4 位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè) 4位鎖存器。 A組控制和 B組控制結(jié)合，組成控制字寄存器 ，接收 CPU 寫(xiě)入的方式控制字和對(duì) C口按位置位 /復(fù)位控制字。 并行 I/O 端口（ A、 B、 C口）： 除 C口輸入沒(méi)有鎖存器外，其余 A口、 B 口輸入輸出都有緩沖器和鎖存器， C口輸出也都有緩沖器和鎖存器， C口輸入只有緩沖器。顯 然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的 8031,EA 端必須接地。Pin29: 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)， 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(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。 8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖 ?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： 如圖 圖 引腳圖 Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛 8051 程序存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 定時(shí)計(jì)數(shù)器 中斷系統(tǒng) 串行通信口口 并行 I/O 口 時(shí)鐘 數(shù)據(jù) 總線 地址 總線 控制 總線 第 3 章 系統(tǒng)的芯片簡(jiǎn)介 8 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 第 3 章 系統(tǒng)的芯片簡(jiǎn)介 7 圖 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明： 東西方向車(chē)流大 通行時(shí)間長(zhǎng)。時(shí)間為 60 秒。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。過(guò)一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，東西綠燈滅，黃燈閃幾下，南北還是紅燈。 交通管理的方案論證 圖 十字路口圖 首先了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。使 CPU 能夠具有應(yīng)變的功能，能夠秩序的工作，從而提高了工作效率和系統(tǒng)的可靠性。并制定了 道路交通安全法實(shí)施條例 第三十八條明確規(guī)定：綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車(chē)輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車(chē)第 1 章 緒論 3 輛不得妨礙被放行的直行車(chē)輛、行人通行，黃燈亮?xí)r，已越過(guò)停止線的車(chē)輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車(chē)輛通行。在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，隨之而來(lái)交通問(wèn)題也越來(lái)越多，如交通堵塞和交通事故時(shí)常發(fā)生，這不但給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了威脅，同時(shí)還制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家面臨的形勢(shì)更是嚴(yán)峻。 從最早的手牽皮帶到20世紀(jì) 50 年代的電氣控 制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈 (紅、黃、綠三種標(biāo)志 )于 1918 年誕生。 可靠性及應(yīng)用越來(lái)越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。本論文是基于單片機(jī)的交通燈控制設(shè)計(jì)。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。 電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的