【正文】 位子以及車流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計擴充原系統(tǒng)來實現(xiàn)。 MOV IE, 82H RET1 END 軟件延時 MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機的工作頻率為6MHZ。 初值： ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計數(shù) ＝２ １６ －５０ ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 R4 存放黃燈時間 5 03H R5 存放紅燈時間 60 3CH R6 存放綠燈時間 80 50H PC0 顯示黃燈信號 PC1 顯示紅燈信號 PC2 顯示黃燈信號 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 延時方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定 1秒的時間，另一種是采用軟延時的方法。由于我們用外部輸入設(shè)定紅綠燈倒計時初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號燈的顯示都要用到一個 I/O 端口，顯然 8051 的端口是不夠，需要擴展。 圖 數(shù)碼管顯示圖 圖 晶閘管和數(shù)碼管 要是行人能看見信號燈的情況，必須把 8255 輸出的信號進行放大 VT 為雙向晶閘管，當(dāng)門極為高電平時晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門極為低電平時晶閘管管斷，該支路指示燈滅。點亮顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。 /RESET 是復(fù)位信號輸出腳，接到 CPU 的復(fù)位輸入腳。這種方式中，看門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。這種外界干擾輕者導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯，重者將嚴(yán)重影響程序的運行。其工作過程如下：當(dāng)無鍵按下時， CPU 處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請求， CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識別鍵號。當(dāng)開關(guān)穩(wěn)定到達(dá) a端時，因 a = 0， b = 1，使 Q = 1，雙穩(wěn)態(tài)電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出 Q 重新返回原狀態(tài)。在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。 各個模塊電路設(shè)計 選用設(shè)備： 8051彈片機一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片，MAX692‘看門狗’一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個，紅、黃、綠交通燈各兩個，開關(guān)鍵盤、連線若干。 /RESET：復(fù)位輸出引腳，低電平有效。 74ls373 是常用的地址鎖存器芯片，它實質(zhì)是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 觸發(fā)器，在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器，通常需要一塊 74ls373 芯片 。是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 觸發(fā)器，其引腳圖如 圖 ： 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 ,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) )。 方式 1：選通輸入／輸出方式。 8255 可編程并行接口芯片方式控制字格式說明 （下圖表 ） : 8255 有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是 C 口按位置位／復(fù)位控制字。在方式控制字控制下， C 口可以分成兩個 4位端口，每個端口包含一個 4 位鎖存器，分別與 A口和 B 口配合使用，作為與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)信號和存放接口電路當(dāng)前的狀態(tài)信息。Pin31:EA/V pp程序存儲器的內(nèi)外部選通線， 8051 和 8751 單片機，內(nèi)置有4kB 的程序存儲器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 4kB 時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。 圖 復(fù)位方式圖 MCS51 的引腳和功能概述 MCS51 系列單片機中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4 組 8 位共 32個 I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。 時間為 80 秒。 列出交通信號燈的狀態(tài)表如表 所示：（其中， 1代表燈亮， 0代表燈滅） 狀態(tài) 北 西 南 東 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 綠黃紅 0 001 001 001 001 1 001 100 001 100 2 001 010 001 010 3 100 001 100 001 4 010 001 010 001 表 東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三色的指示燈，指揮車輛和行人安全通行。以最大限度的提高交通疏通的可靠系數(shù)。但是隨著社會的發(fā)展，此系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足交通控制事業(yè)的需求，需要一種全新的控制理念，進而引進了與我國國情相符合的國外先進的控制體系，多車道交通燈控制系統(tǒng)，不但解決以往交通控制系統(tǒng)的局限性，同時還加快車了車流輛速度。 中國最早的馬路紅綠燈，是于 1928 年出現(xiàn)在上海的英租界 。 所以用單片機將越來越普遍，而且 實用性強 、 操作簡單 、擴展功能強 。 單片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： 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入交叉路 口。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。 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)兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。 。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。本系統(tǒng) 實用性強 、 操作簡單 、擴展功能強 。但這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。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。 單片機經(jīng)過 3 代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU功能在增強，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化 ，以及低電壓底功耗。 隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計水平的提高，單片機還會不斷產(chǎn)生新的變化和進步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機與微機系統(tǒng)之間的距 離越來越小，甚至難以辨認(rèn)。于是紅、黃、綠三色信號燈即以一個完整的指揮信號家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。通過紅，綠，黃三色燈進行單一的控制，使其遵守紅燈停，綠燈行的原則。 第 2 章 總體規(guī)劃方案 規(guī)劃設(shè)計方案 根據(jù)此路口的車流量：由于東西方向比南北方向的車流量要大，所以在東西方向的綠燈時間較長設(shè)為 80s，南北方向的紅燈設(shè)為 60s，黃燈時間為 5s。過一段時間后轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，南北綠燈滅 ，閃幾個黃燈，東西還是為紅燈亮，一段時間后，又循環(huán)至狀態(tài) 1。 （ 3）當(dāng)東西方向為綠燈，此道車輛通行；南北方向為紅燈，南北道車輛禁止通過，行人通行。 中央處理器：中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8位 I/O 口 (P0、 P P2或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 INTEL 的 MCS51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。此外， RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 通常 A口和 B口作為獨立工作的 I/O 數(shù)據(jù)端口， C口作為控制或狀態(tài)信息端口。它們分別與端口 A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 圖 74LS373管腳示意 圖 單片機系統(tǒng)中常用的地址鎖存器芯片 74LS373 以及 s 的 74hc373。 當(dāng) G=“1” 時， 74LS373 輸出端 1Q— 8Q 與輸入端 1D— 8D相同； 當(dāng) G 為下降沿 時，將輸入數(shù)據(jù)鎖存。 WDI：監(jiān)視器輸入引腳。 （ 7）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。這一點可從硬件、軟件兩方面予以考慮。當(dāng)釋放按鍵時，在開關(guān)未穩(wěn)定到達(dá) a 端時，因 Q = 0，封鎖了與非門 2，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不變，輸出 Q 保持不變，消除了后沿的抖動波形。 為提高 CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。系統(tǒng)正常工作時，會受到 各種外界干擾因素的影響。而當(dāng)程序運行異常時，看門狗超時發(fā)出溢出脈沖，通過單片機的 RESET 引腳使單片機復(fù)位。 如圖 所示，其中 WDI 是看門狗監(jiān)測輸入腳，接到 CPU 的一個專用 I/O口或一個總線上。它是由若干個發(fā)光二級管組成的，但發(fā)光二級管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個比劃發(fā)光，控制不同組合的二級管導(dǎo)通，就顯示出各種字符。若顯示器的位數(shù)不大于 8位，則控制顯示器公共極電位只需一個I/O口（稱掃描口），控制各位顯示器的字形也需一個 8位口。因此， 8051通常需要擴展。 按恢復(fù)鍵對上兩者進行恢復(fù)到正常狀態(tài)。 相應(yīng)程序代碼 （１）主程序 定時器需定時５０毫秒，故Ｔ０工作于方式１。重裝入定時器初值 MOV TL0, BOH 。系統(tǒng)不足之處不能控制車的左、右轉(zhuǎn)、以及自動根據(jù)車流改變紅綠燈時間等。沒有她的精心指導(dǎo)，嚴(yán)格要求我不可能完成的這么好。設(shè)計過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。 通過單片機課程設(shè)計，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實際 當(dāng)中去，而且我還學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。 參考文獻 [1]張毅坤 .《單片微型計算機原理及應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社， 1998 [2]余錫存 曹國華 .單片機原理及接口技術(shù) [M].陜西 :西安電子科技大學(xué)出版社 , [3]雷麗文等 .微機原理與接口技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， [4]胡漢才 .《單片機原理及其接口技術(shù)》 . 清華大學(xué)出版， 1996 [5]付家才 .《單片機控制工程實踐技術(shù)》 . 化學(xué) 工業(yè)出版社 ， [6]潘新民 .《微型計算機控制技》術(shù) .人民郵電 出版社 ， [7]蔣萬君 .《論循環(huán)時序電路的簡便設(shè)計 .機電一體化》， 2020 年 第五期 [8]韓全立 .《單片機控制技術(shù)及應(yīng)用》 .電子工業(yè)出版社， 2020， 6 [9]邱麗芳 .《單片機原理及應(yīng)用》 .人民郵電出版社， 2020， 10 [10]房小翠 王金鳳 .《單片機實用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)》 .國防工業(yè)出版社， 1999 [11]黃義源 .《機械設(shè)備電氣與數(shù)字控制》 .中央廣播電視大學(xué)出版社， 1993 [12]蔡美琴 張為民等 .《 MCS51 系列單片機系統(tǒng)及應(yīng)用》 .高等教育出版社， 1992 [13]康華光 .《電機技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版）北京 .高等教育出版社， [14]常用電子電器手冊。 具體的延時程序分析： DELAY:MOV R4,08H 延時 1秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,0 延時 125ms 子程序 MOV R5,0 DE1: DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2，機器周期數(shù)為 1，所以此指令的執(zhí) 行時間為 2ms DELAY1 為一雙重循環(huán)，循環(huán)次數(shù)為 256*256=65536，所以延時時間=65536*2=131072us 約為 125us DELAY R4 設(shè)置的初值為 8，主延時程序循環(huán) 8次，所以 125us*8= 1 秒 由于單片機的運行速 度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。 MOV IE, 82H 。因此，我們可以把計