【正文】 連接 12 軟件延時(shí) 8 6. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 1 3. 單片機(jī) 1 2. 設(shè)計(jì)任務(wù)及思路 Ⅰ 1. 引言 本系統(tǒng)由 AT89C51 單片機(jī)、鍵盤、 LED顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。 隨著當(dāng)今社會(huì)的迅速發(fā)展，汽車的銷售量有了很大的提高。大量汽車的出售，給我們的生活帶了很大的便利。系統(tǒng)包括人行道、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通 信號(hào) 燈的功能。 9 振蕩電路 10 顯示及其驅(qū)動(dòng)模塊 14 8031 并行口的擴(kuò)展 15 8255 輸出信號(hào)的放大 它由紅綠兩 種 旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示 “ 停止 ” ，綠色表示 “ 注意 ” 。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，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。目前，城市交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，因此，開發(fā)這種系統(tǒng) 非常實(shí)用。即 系統(tǒng)啟動(dòng)后，東西 方向 先綠燈亮 25s，然后綠燈 閃爍 3s，最后黃燈亮 2s，與此同時(shí)南北 方向 紅燈亮 30s。 3．單片機(jī) 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成電路芯片，簡(jiǎn)稱為單片微型計(jì)算機(jī)。 LE 為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng) LE為“ 1”時(shí)，鎖存器輸出 狀態(tài)同輸入狀態(tài)；當(dāng) LE由“ 1”變“ 0”時(shí)，數(shù)據(jù) 打入鎖存器 OE 為輸出允許端； 當(dāng) OE=0 時(shí)，三態(tài)門打開； 當(dāng) OE=1 時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。其中 C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明也較冗長(zhǎng)，故在 此不作敘述。 方式 2 ：雙向選通輸入 /輸出方式。如圖 7所示： 圖 7 晶閘管控制電路 A G Ic0 PNP R E K NPN Ia Ic1 Ig Ic2 Ik P1 N1 P2 N2 G K A 5．交通燈控制原理分析與 方案論證 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，以 LED 數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)指示，根據(jù) 設(shè)計(jì) 的要求我們考慮了各功能模塊的幾種設(shè)計(jì)方案，以求最佳方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各種狀態(tài)，系統(tǒng)還增設(shè)了根據(jù)交通擁擠情況可分別設(shè)置主干道和次干道的通行時(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠。基于上述原因，本次設(shè)計(jì)考慮了兩種方案： 方案一：完全采用點(diǎn)陣式 LED 顯示。若用該方案，可提供較多 I/O 口 ,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。它由單片機(jī) 振蕩 電路、復(fù)位電路等組成。若從 18腳輸入外部時(shí)鐘脈沖，則 19腳接地。接下來(lái)又顯示綠燈時(shí)間，如此循環(huán)。因此，我們可以把計(jì)數(shù) 器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式： TC=MC 式中， M 為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 初值： TC＝ M－ T／ T 計(jì)數(shù) ＝ 216 － 50ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H ； 令 T0 為定時(shí)器方式 1 MOV TH0, 3CH ； 裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH MOV IE, 82H ； 開 T0 中斷 SEBT TR0 ； 啟動(dòng) T0計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H ； 軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP: SJMP $ ； 等待中斷 ② 中斷服務(wù)子程序 ORG 000BH AJMP BRTO ORG 2020H BRTO： DJNZ R0， NEXT AJMP TIME ； 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 MOV R0， 14H ；恢復(fù) R0 值 MOV TH0,3CH ； 重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0,BOH MOV IE,82H RETI END 軟件延時(shí) MCS51的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8031 單片機(jī)的工作頻率為 6MHZ。由于我們向外輸出時(shí)間時(shí)，時(shí)間的個(gè)位、十位、信號(hào)燈的 顯示都要用到一個(gè) I/O端口，顯然 8031的端口是不夠，需要擴(kuò)展。我們用 8031 的地址采用全譯碼方式，當(dāng) =0 時(shí)片選有效，其他無(wú)效， 用于選擇 8255 端口。 ，觀察燈顯示和時(shí)間顯示是否都符合要求，如果 不符合，則再調(diào)試。當(dāng)然最終，這個(gè)設(shè)計(jì)很成功，主要體現(xiàn)在，這一整個(gè)系統(tǒng)，幾乎沒有參考任何書，程序由自己獨(dú)立完成，與用 8255 來(lái)制作的交通燈控制系統(tǒng)相比，程序簡(jiǎn)單易讀，結(jié)構(gòu)清楚，最重要的是成本低。在此表示由衷的感謝！ 在進(jìn) 行交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中， 和我一起研究探討的同學(xué)表示感謝。它由紅綠兩 種 旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示 “停止 ”，綠色表示 “注意 ”。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，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。目前，城市交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，因此，開發(fā)這種系統(tǒng)顯得非常實(shí)用。 （ 3）實(shí)現(xiàn)途徑 在論文的寫作過(guò)程中，本人將通過(guò)大量地、廣泛地閱讀專業(yè)期刊、雜志、相關(guān)學(xué)術(shù)著作，進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)等方式，在擁有大量材料的基礎(chǔ)上去粗取精，提煉出有代表性、有借鑒意義的設(shè)計(jì)。要求采用 單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)交通燈的控制規(guī)律。 要求 （ 1）完整描述系統(tǒng)的控制功能和控制過(guò)程，根據(jù)控制功能完成控制 方案選擇，系統(tǒng)硬件選擇，畫出系統(tǒng)框圖； 確定元器件及元件參數(shù) ，設(shè)計(jì) 和 繪制 電路原理 圖 ； （ 2）設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的程序框圖 （ 流程圖 ）， 根據(jù)程序框圖 進(jìn)行軟件設(shè)計(jì) ， 編寫完整的控制軟件 （ 用匯編語(yǔ)言 完成 編程 ） ， 上機(jī)調(diào)試通過(guò)。還有倒計(jì)時(shí)顯示器，顯示器用于顯示相應(yīng) 方向直行控制當(dāng)前點(diǎn)亮信號(hào)燈還要持續(xù)的時(shí)間（即剩余時(shí)間）。通過(guò)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握定時(shí) /計(jì)數(shù)哭的使用方法，和簡(jiǎn)單程序的編寫，最終提高我們的邏輯抽象能力。 紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 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投光器組成， 1914 年 開 始安裝于紐約市 5 號(hào)大街 的一座高塔上。最后向其他關(guān)心我支持我的老師、朋友、同班同學(xué)一并表示感謝。成本的高低也決定了產(chǎn)品的適用性。 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)單片機(jī) 的 設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)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。 程序設(shè)計(jì) 流程圖 按鍵 流程圖如圖 12 所示： 圖 12 按鍵流程圖 程序流程圖如圖 13 所示： 圖 13 程序流程圖 初始化 開始 黃燈燃亮狀態(tài) 紅燈燃亮狀態(tài) R5=0? 綠燈燃亮狀態(tài) R6=0? N N N Y Y Y 有鍵盤事件？ 處理鍵盤事件 Y N R4=0？ 源程序代碼 R4 存放黃燈時(shí)間 3 03H （時(shí)間可以動(dòng)態(tài)設(shè)定） R5 存放紅燈時(shí)間 20 14H R6 存放綠燈時(shí)間 30 1EH PC0 顯示黃燈信號(hào) PC1 顯示紅燈信號(hào) PC2 顯示黃燈信號(hào) 工作于方式 0 8255 PA、 PB、 PC口輸出控制字為 10000000B （ 80H） 程序代碼： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R1,03H ；初始化 8255 MOV A,80H MOVX R1,A MOV R4,03 ； 存放黃燈時(shí)間 MOV R5,20 ；存放紅燈時(shí)間 MOV R6,30 ； 存放綠燈時(shí)間 START: LCALL KEY_IN LCALL DISP_Y LCALL DISP_R LCALL DISP_Y LCALL DISP_G LCALL DISP_Y MOV A,R5 ；保存 R5 中的時(shí) 間 PUSH A MOV R5,66 LCALL DISP_R POP A MOV R5,A JMP START 按鍵子程序： KEY_IN: MOV P1,0FFH ；按鍵子程序 MOV C, JNB EXIT MOV C, JNB TEST_Y ANL P1,3FH ；顯示紅燈 MOV R5,P1 LCALL DISP_R TEST_Y: MOV C, ；顯示綠燈 JNB EXIT ANL P1,3FH MOV R6,P1 LCALL DISP_G EXIT: RET DISP_Y: MOV R1,O ；顯示黃燈十位 MOV DPTR,TAB