【正文】 ： 基于 C51 單片機(jī)的簡單交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)時(shí)間 ：自 2020 年 07 月 02 日起至 2020 年 07 月 13 日 。 （ 2）確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能。因此考慮了兩種電源方案： 方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。 綜上所述，我們選擇第二種方案。 方案二： 直接在 I/O 口線上接上按鍵開關(guān)。其具體狀態(tài)如下圖所示。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表 1 所示。由此在交通控制中增設(shè)禁停按鍵，就可達(dá)到想此目的。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 AT89C51 單片機(jī)的主要特性 與 MCS51 兼容， 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ， 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年，全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz，三級程序存儲(chǔ)器鎖定， 128*8 位內(nèi)部 RAM， 32 可編程 I/O 線， 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 5個(gè)中斷源（兩個(gè)外部中斷源和 3 個(gè)內(nèi)部中斷源） ， 可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 圖 31 AT89C51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 遼東學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 6 主要引腳功能 圖 32 AT89C51 引腳圖 ? VCC：電源電壓 ? GND：接地 ? P0 口： P0 口是一組 8 位雙向 I／ 0口。 ? P1 口： Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8準(zhǔn)位雙向 I／ O口， P1 作為通用的 I/O 口使用。 表 31 具有第二功 能的 P3 口引腳 端口引腳 第二功能： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外中斷 0） / INT1（外中斷 1） T0（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 1 外部輸入） / WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） / RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 遼東學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 7 ? RST：復(fù)位輸入。 ? ALE／ PROG ：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。如有必要，可通過對特殊功能 寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器，沒有兩次有效的 PSEN 信號。 F1ash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程電壓 Vcc。 遼東學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 8 ? 中斷打開和中斷關(guān)閉 為了使特殊車輛通行按一下打開中斷開關(guān)就可以打開中斷，關(guān)閉中斷開關(guān)就關(guān)閉中斷。 圖 33 硬件電路總圖 其中 P1 用于控制紅綠黃發(fā)光二極管， XTAL1 和 XTAL2 接入晶振時(shí)鐘電路， REST 引腳接上復(fù)位電路， 即 INT0 緊急情況處理按鍵。 其它硬件介紹 （ 1） 發(fā)光二極管 根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。 K 鍵一端接地，另一端接對應(yīng)的 P3端口。 圖 41 系統(tǒng)總流程圖 設(shè)計(jì)說明：該智能交通燈控制系統(tǒng) 的軟件設(shè)計(jì)采用的是順序執(zhí)行并反復(fù)循環(huán)的方法。 （二）理論基礎(chǔ)知識 定時(shí)器原理 定時(shí)器工作的基本原理其實(shí)就是給初值，讓它不斷加 1 直至減完為模值，這個(gè)初值是送到TH 和 TL 中的。計(jì)算通式變?yōu)椋? T=（ M－ TC） T0 模值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 軟件延時(shí)原理 MCS51 的工作頻率為 12MHZ，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12 倍，所以一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間為 12*（ 1/12MHZ） =1us。 IE中的 EA 為允許中斷的總控制位，為 1 開啟， EX0 為外部中斷允許位，為 1開啟。南北紅，東西綠 SETB SETB MOV R5,125 ACALL DELAY 遼東學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 12 MOV P1,00H 。程序如下： INT0: 。用戶不需要搭建硬件電路就可以對程序進(jìn)行驗(yàn)證，特別適合于偏重算法的程序。 集成開發(fā)環(huán)境 KEIL KEIL uVision2 集成開發(fā)環(huán)境主要由以下部分組成： ? KEIL uVision2 包括：一個(gè)工程管理器，一個(gè)功能豐富并有交互式錯(cuò)誤提示的編輯器選項(xiàng)設(shè)置生成工具，以及在線幫助。 KEIL C51 編譯器遵照 ANSI C 語言標(biāo)準(zhǔn)支持 C 語言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性，另外還增加了幾個(gè)可以直接支持 80C51 結(jié)構(gòu)的特性。 利用 KEIL 開發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)軟件流程大致如下： ? 啟動(dòng) uVision2，進(jìn)入 KEIL 軟件的集成開發(fā)環(huán)境； ? 利用 KEIL 內(nèi)置的文本編輯器進(jìn)行程序源文件的編輯，因?yàn)?KEIL 集成的文本編輯器對中文支持不是很好，可以選擇其他的編輯器 (本文使用的文本編輯器是 Ultraedit— 32)，uVision2 能夠自動(dòng)識別外部改變了的源文件； ? 建立工程，指定針對哪種單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)，指定對源程序的編譯、鏈接參數(shù)，指定調(diào)試方式 (本文采用外部硬件仿真器仿真調(diào)試的方式，即使用 PROTUES 仿真器仿真 )，然后對工程進(jìn)行相關(guān)設(shè)置； ? 設(shè)置好工程后即可進(jìn)行編譯、鏈接。 遼東學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 14 ? 功能子程序的調(diào)試。例如，調(diào)試 PID 算法子程序時(shí)，先調(diào)通其包含的各個(gè)運(yùn)算子程序和參數(shù)處理子程序，然后將它們連起來進(jìn)行通調(diào)。序流程的調(diào)試主要是查看程序運(yùn)行的步驟是否正確，在某時(shí)刻程序運(yùn)行所處的位置是否正確，是否能正確運(yùn)行各個(gè)中斷服務(wù)程序。當(dāng)程序在斷點(diǎn)處暫停時(shí)，查看 PID 計(jì)算的控制量與手工計(jì)算的值是否相同。南北紅，東西綠閃 3次 S1: SETB CPL MOV R5,13 ACALL DELAY DJNZ R4,S1 MOV P1,00H 。南北黃，東西紅 SETB SETB MOV R5,40 ACALL DELAY LJMP S DELAY: 。 當(dāng)然，通過幾次反復(fù)調(diào)試過程，使得我對匯編指令 有了更深刻的理解。 （ 4）學(xué)會(huì)了利用 Keil uVision2 對匯編語言進(jìn)行編譯過程 。 不過 ，通過此次課程設(shè)計(jì)，還是學(xué)到了一些書本上沒有學(xué)到的東西，為自己以后的學(xué)習(xí)起了很