【正文】 onous Receiver）的英文縮寫。 51 芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。 串口通訊 串口通信需要用到那些特殊功能寄存器是 SCON， TCON， TMOD， SCON 等。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 6 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH編程和校驗(yàn)時， P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 圖 13 AT89C51 引腳排列圖 管腳說明： VCC：供電電壓。只有這幾部分有機(jī)結(jié)合才可以很好的實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計的目的。隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，交通流量的增加， 4 圖 11 交叉路口結(jié)構(gòu)圖 現(xiàn)在的大中城市都以六車道居多，本方案即以六車道為控制對象，其結(jié)構(gòu)如圖21 所示： 本設(shè)計主要是關(guān)于交通燈的智能控制，車輛行駛時共有直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三個方向，通過數(shù)碼管對倒 計時間的顯示和紅、綠、黃三色燈的指示，以達(dá)到交通順暢通行的目的。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，也最為合適。 4) 應(yīng)用的廣泛性。 3) 應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境惡劣。 單片機(jī)的特點(diǎn)： 1) 控制系統(tǒng)在線作用。但由于本設(shè)計對數(shù)據(jù)處理的速度要求不高， FPGA 的高速處理優(yōu)勢得不到充分體現(xiàn)，并且由于起集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實(shí)物硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計和實(shí)際焊接的工作。 但是 PLC 的價格過于昂貴，不易拓展和升級，無法實(shí)現(xiàn)大眾化，所以控制系統(tǒng)將向單片機(jī)控制系統(tǒng)逐漸過度。 PLC 有多種程序設(shè)計語言可供使用。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。它采用可編程的存儲器，存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的面向用戶的指令，并能通過數(shù)字或模擬輸入輸出模塊，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。本課題的目的是 以單片機(jī) 為核心， 通過 LED 數(shù)碼管顯示和 LED 燈完成了十字路口的工作狀態(tài)的模擬，并且通過按鍵有效的控制等待時間的長短。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服?wù)質(zhì)量。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。 1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，當(dāng)車輛接近時 ,紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。 1914 年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這是世界上最早的交通信號燈。 關(guān)鍵詞 ： 顯示 ，單片機(jī) ， 交通燈 Abstract:Traffic in People39。 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89C51 為中心器件來設(shè)計交通燈控制器， 系統(tǒng) 實(shí)用性強(qiáng) 、 操作簡單 、擴(kuò)展性強(qiáng)。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。經(jīng)過整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對十字路口交通燈的模擬。 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。 1869 年 1月 2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通 事故有明顯效果。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 由于生活水平的提高，人們對交通運(yùn)輸?shù)陌踩约胺?wù)水平提出了更高的要求。 2 1 交通燈設(shè)計 方案 的選擇 與論證 設(shè)計任務(wù)及要求論證 任務(wù) ： 本 設(shè)計系統(tǒng)是基于單片機(jī)的 模擬交通燈控制系統(tǒng) ，具有一定的實(shí)際意義。 方案選擇與論證 交通燈控制系統(tǒng)，可由多種電路來構(gòu)成，我們這里提供三種方案供選擇： 方案一：采用 可編程控制器 ， 可編程控制器又稱 PLC 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計 。大多數(shù) PLC 采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。 3) 編程方便。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 FPGA 采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實(shí)時系統(tǒng)的控制核心。單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測試和控制功能。單片機(jī)的引入使控制系統(tǒng)大大 “ 軟化 ” ，相比其他計算機(jī)應(yīng)用問題，單片機(jī)控制應(yīng)用中的硬件內(nèi)容較多，所以單片機(jī)控制應(yīng)用有軟硬結(jié)合的特點(diǎn)。所以穩(wěn)定和可靠在單片機(jī)的應(yīng)用中具有格外重要的意義。 5) 綜上所述， 單片機(jī)的穩(wěn)定性，可靠性都有著很好的保證，它也具有一定的精度，且低電壓、低功耗。 設(shè)計主要內(nèi)容及設(shè)計思路 內(nèi)容 ： 1) 單片機(jī)基本系統(tǒng)電路設(shè)計； 2) 顯示、按鍵電路設(shè)計； 3) 軟件設(shè)計 ； 4) Proteus professional 軟件的模擬仿真 ； 設(shè)計思路 ： 交叉字路口是城市交通運(yùn)輸?shù)难屎恚绾问垢鞣N交通流順暢地通過是城市交通信號控制系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵。系統(tǒng)基本原理方框圖如圖 12 所示 : 圖 12 系統(tǒng)基本原理方框圖 由上總體方框圖可以看到此次設(shè)計硬件電路有六大 部分所構(gòu)成，圍繞以主控部分發(fā)揮各自的功能。外形及引腳排列如 12 所示。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個TTL 門電流。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 CPU 在讀 SBUF 時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時 的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。它的尋址地址是 98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶 振的頻率。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入 REM=0 來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開串口接收。該位可能是奇偶位，地址 /數(shù)據(jù)標(biāo)識位。在模式 0，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)時，由硬件置位。 8 RI 接收中斷標(biāo)識位。但在模式 1 中， SM2=1 時，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會對 RI 置位。 兩位七段式數(shù)碼管 兩位七段式數(shù)碼管介紹 ： 兩位七段式數(shù)碼管其實(shí)就是將兩個一位八段式數(shù)碼接相應(yīng)的電路組合在一起。 此系統(tǒng)核心元件為單片機(jī) AT89C51，對其編寫相關(guān)程序來控制交通信號燈和數(shù)碼管的時間顯示。設(shè)計好后通過 PROTUES 軟件仿真，并調(diào)試。 1位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效；而 8 位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長處。圖 21中外接晶體以及電容 C2 和 C1構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的 作用，其值 為30P 左右，晶振頻率選 12MHz。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位， RST 端的高電平信號必須維持足夠長的時間。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復(fù)位，則程序 計數(shù)器 PC 將得不到一個合適的初值，因此，CPU 可能會從一個未被定義的位置 開始執(zhí)行 圖 22 AT89C51復(fù)位電路 程序。這一點(diǎn)是識別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關(guān)鍵。 因次，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易的判斷哪個按鍵被按下了 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。 圖 24 十字路口交通燈分布示意圖 這 12個交通燈共有四個狀態(tài)： 狀 態(tài) 1（ S1）：東西紅燈（ 10）亮，南北綠燈（ 9）亮 狀態(tài) 2（ S2）：南北黃燈（ 8）亮，東西仍為紅燈（ 10）亮 狀態(tài) 3（ S3）：南北紅燈（ 7）亮，東西綠燈（ 12）亮 狀態(tài) 4（ S4）：東西黃燈（ 11）亮，南北仍為紅燈（ 7）亮 對應(yīng)的硬件原理設(shè)計圖如圖 25所示： 12 D1L E D R E DD2L E D Y E L L O WD3L E D G RE E ND4L E D R E DD5L E D Y E L L O WD6L E D G RE E ND7L E D R E DD8L E D Y E L L O WD9L E D G RE E ND 1 0L E D R E DD 1 1L E D Y E L L O WD 1 2L E D G RE E NP 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7P13p12P 1 5P 1 6P 1 7p 1 7P 1 6p 1 5P12 P13P14p14 圖 25 交通燈狀態(tài)顯示電路 LED 基本結(jié)構(gòu) LED 是發(fā)光二極管顯示器的縮寫。 LED 七段數(shù)碼顯示器由 8個發(fā)光二極管組成顯示字段，其中 7個長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個圓點(diǎn)形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，其通過不同的組合可用來顯示各種數(shù)字。 軟件譯 碼就是編寫軟件譯碼程序，通過譯碼程序來得到要顯示的字符的字段碼，譯碼程序通常為查表程序。如果驅(qū)動電路能力差，即負(fù)載能力不夠時，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動電路長期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞，因此， LED 顯示器的驅(qū)動電路設(shè)計是一個非常重要的問題。 軟件程序流程圖如圖 3 32 所示。 首先編寫程序，檢查程序編寫是否正確，當(dāng)程序編寫無誤后再將程序?qū)懭?AT89C51 芯片，觀察電路有效果出來。在 PROGRAM FILE 中，單擊文件夾圖標(biāo)，選擇“程序 ”文件后，即可對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 17 仿真過程 （ 1）南北紅，東西綠 .如圖 42所示 圖 42 （ 2）南北紅，東西黃 。 這次的課程設(shè)計 使我把單片機(jī)的理論知識用在實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐又能檢驗(yàn)理論的正確性，讓我受益非淺， 對我以后參加工作或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。 通過對單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)，讓我對用單片機(jī)控制電路和單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生 活中的重要作用有了很深的了解。經(jīng)過研究與學(xué)習(xí)終于作出了自己的設(shè)計，在完成設(shè)計的過程中查閱了很多資料，把課本的知識綜合的系統(tǒng)的應(yīng)用在我的設(shè)計之中。同時在設(shè)計的過程中，我還接觸到很多新的知識。在設(shè)計過程中，它需要耐心、毅力和解決問題的能力。這必將為我即將踏上工作崗位帶來極大的幫助。南北綠燈顯示時間 MOV 42H, 05H 。定時 50ms SETB EA 。東西綠燈，南北紅燈 MOV 44H, 40H MOV 45H, 43H J11: MOV R4