【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 其外引腳功能見表 31 所示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 8 頁(yè) 共 40 頁(yè) 表 31 AT89C52 引腳功能 引腳名稱 引腳功能 P0 口八位雙向端口線 P1 口八位雙向端口線 P2 口八位雙向端口線 P3 口八位雙向端口線 ALE 地址鎖存控制信號(hào) psen 外部程 序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) ea 訪問程序存儲(chǔ)控制信號(hào) RST 復(fù)位信號(hào) XTAL1 和 XTAL2 外接晶體引線端 由于工藝標(biāo)準(zhǔn)化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限的。為了滿足實(shí)際需要部分信號(hào)引腳被賦予雙重功能，即第一功能和第二功能。最常用是 8 條 P3口所提供的第二功能，在本設(shè)計(jì)中將也會(huì)用到一部分第二功能，如表 32 所示。 表 32 P3 各引腳的第二功能 第一功能 第二功能 第二功能信號(hào)名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 int0 外部中斷 0 申請(qǐng) int1 外部中斷 1 申請(qǐng) T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 外部輸入 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入 wr 外部 RAM 或外部 I/O 寫選通 rd 外部 RAM 或外部 I/0 讀選通 AT89C52 單片機(jī)的信號(hào)流向電路圖及工作原理 通過(guò)以單片機(jī) AT89C52 為核心，用 4組 TRAFFIC 型號(hào)的燈代替交通燈， P1 端口 允許端接低電平， 因此使其點(diǎn)亮相應(yīng)輸入端為低電平 。 4 個(gè)兩位集成數(shù)碼管的位選端分別接到 P2 口，段選端分別與 P0 口相連。當(dāng)遇到緊急情況時(shí) ， 外部中斷 0 發(fā)生響應(yīng)， 兩個(gè)方向上的紅燈 都 亮，以便 處理緊急事件 ，假設(shè) 緊急是 通過(guò)路口的時(shí)間為 10 秒， 緊急 過(guò)后，交通燈恢復(fù)中斷前的狀態(tài) ，當(dāng)有特殊 車到達(dá)時(shí)， 外部中斷 1發(fā)生響應(yīng)，某一干道 上紅燈亮 ，另一干道上綠燈亮 ，以便讓 特殊 車通過(guò)，假設(shè) 特殊 車通過(guò)路口的時(shí)間為 5秒， 特殊 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 9 頁(yè) 共 40 頁(yè) 車通過(guò)后，交通燈恢復(fù)中斷前的狀態(tài) 。 圖 32 AT89C52 單片機(jī)的信號(hào)流向電路圖 如 圖 32所示，單片機(jī)正常工作情況下，從 到 的 6 個(gè)端口輸出的高電平，使交通燈點(diǎn)亮。從 到 的 8 個(gè)端口輸出的低電平信號(hào)輸入數(shù)碼管使能端和 到 的兩個(gè)端口輸出的高電平輸入數(shù)碼管的選通端共同控制外部數(shù)碼管電路的正常工作，而從 。 單片機(jī)時(shí)鐘 電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)該在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作的時(shí)鐘信號(hào) 。 時(shí)鐘電路工作原理 在 MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部有個(gè)高增益反相放大器，器輸入引腳為 XTAL1，其輸出端引腳為 XTAL2。只要在 XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖 33所示。 時(shí)鐘電路工參數(shù)及計(jì)算 時(shí)鐘電路一般的，電容 C1和 C2 取 30pF 左右；晶體振蕩器的頻率范圍是 。由于晶體振蕩頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。因此去振蕩頻率為 12MHz。 單片機(jī) 采用 晶振頻率 為 12MHZ 的 振蕩周期 (或外部引 入的時(shí)鐘周期 ) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 10 頁(yè) 共 40 頁(yè) 為最小的時(shí)序單位，片內(nèi)的各種微操作都以此周期為時(shí)序基準(zhǔn)。振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期 。 圖 33 時(shí)鐘振蕩電路 或稱 s周期，所以， 1個(gè)狀態(tài)周期包含有 2個(gè)振蕩周期。振蕩頻率 foscl2 分頻后形成機(jī)器周期 MC。所以， 1個(gè)機(jī)器周期包含有 6 個(gè)狀態(tài)周期或 12個(gè)振蕩周期。 1個(gè)到 4個(gè)機(jī)器周期確定一條指令的執(zhí)行時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是指令周期。 AT89C52 單片機(jī)指令系統(tǒng)中，各條指令的執(zhí)行時(shí)間都在 1 個(gè)到 2個(gè)機(jī)器周期之間。 4 種時(shí)序單位中，振蕩周期和機(jī)器周期是單片機(jī)內(nèi)計(jì)算其它時(shí)間值 (例如，波特率、定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等 )的基本時(shí)序單位。下面是單片機(jī) 分別 外接晶振頻率 12MHZ 時(shí) 的各種時(shí)序單位的大小 : 振蕩周期＝ 1/fosc=1/12MHZ= 狀態(tài)周期 =fosc2= MHz122 = 機(jī)器周期 =fosc12= MHz1212 =1us 指令周期 =(1～ 4)機(jī)器周期 =1～ 4us。 時(shí)鐘電路如圖 34 所示。 單片機(jī)復(fù)位電路 無(wú)論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)還是斷電后 或者發(fā)生故障都要復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC=000H,使單片機(jī)從程序儲(chǔ)存器的第一個(gè)單元取指令執(zhí)行。 單片機(jī)的復(fù)位的條件是：必須使 RST（第 9引腳）加上持續(xù)周期（即 24 個(gè)脈沖震蕩 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 11 頁(yè) 共 40 頁(yè) 周期）以上的高電平。若時(shí)鐘頻率為 12MHz，每個(gè)機(jī)器周期為 1uS,則需要加上持續(xù) 2uS以上時(shí)間周期的高電平。上電復(fù)位 要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位 ，其 上電位復(fù)位電路如圖 35所示。 圖 34 內(nèi)部時(shí)鐘電路圖 圖 35 上電復(fù)位電路圖 交通燈循環(huán)顯示電路 交通燈可以通過(guò)電流的不同顯示不同的顏色，從而指示系統(tǒng)的狀態(tài)，讓人們對(duì)該時(shí)刻的情況做出正確的判斷以及處理，一般它顯示的顏色有紅光、綠光，藍(lán)光、黃光等等。而本設(shè)計(jì)采用的交通燈顯示的顏色是紅光、黃光、綠光。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 12 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 36 發(fā)光二極管循環(huán)顯示電路圖 根據(jù)要求 設(shè)計(jì)的 循環(huán)顯示電路如圖 36 所示。 12 個(gè)交通燈其工作過(guò)程為， 當(dāng) 的為高電平時(shí)，直接 從從 端接線端標(biāo)號(hào) P1 輸入對(duì)應(yīng)的交通燈標(biāo)號(hào) P1 出對(duì)應(yīng)的紅燈而點(diǎn)亮控制的東西方向紅燈 ，其余端口原理與上述相同。 數(shù)碼管顯示電路 數(shù) 碼管顯示原理 LED 數(shù)碼管外部結(jié)構(gòu)及管腳圖 3圖 38 所示，而三極管本身可分為共陽(yáng)極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)使用的是共陽(yáng)極數(shù)碼管。 共陽(yáng)極數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 39 所示， 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極所示， 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，作用為公共控制端（ ） ,接高電平。陰極作為“段”控制端，顯示不同的字符。如顯示一時(shí)， b、 c兩端接低電平，其它各段接高電平。 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管顯示電路如圖 310 所示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 13 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 37 LED 數(shù)碼管 圖 38 數(shù)碼管引腳 圖 39 共陽(yáng)極數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 310 所示，數(shù)碼管的顯示電路有四個(gè)兩位的 7 段數(shù)碼管組成，從左到右分別表示東南西北四個(gè)方向的倒計(jì)時(shí)顯示，并利用 P2 口同時(shí)控制四個(gè)數(shù)碼管內(nèi)的每段二極管被點(diǎn)亮和利用 P0口同時(shí)驅(qū)動(dòng)四個(gè)數(shù)碼管的個(gè)位或十位被點(diǎn)亮，又因?yàn)?P0口做輸出端，所以必須接上拉電阻才有高電平輸出。綜合上述，由于采用的是共陽(yáng)極數(shù)碼管，所以當(dāng) 端口為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的四個(gè)數(shù)碼管的“ a” 段二極管同時(shí)被點(diǎn)亮，其余端口指示數(shù)碼管內(nèi)的二極管被點(diǎn)亮原理與上述相同。并 由于采用的是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，所以當(dāng) 為高電平時(shí)，數(shù)碼管的十位被驅(qū)動(dòng)，當(dāng) 為高電平時(shí)，數(shù)碼管的個(gè)位被驅(qū)動(dòng)，又因?yàn)閭€(gè)位與十位間的延時(shí)時(shí)間很短，所以從肉眼看數(shù)碼管的個(gè)位和十位可近似為同時(shí)被驅(qū) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 14 頁(yè) 共 40 頁(yè) 動(dòng)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。 圖 310 數(shù)碼管顯示電路圖 中斷電路 中斷是通過(guò)該改 CPU 的運(yùn)行方向。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過(guò)程中，外部設(shè)備向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，要求 CPU 暫時(shí)中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理程序執(zhí)行完畢后，再繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的被中斷的程序。這種程序在執(zhí)行過(guò)程中由于外界原因而被中間打斷的情 況。 在 AT89C51 中，中斷源有 5個(gè)，分別為外部中斷 0INT 、外部中斷 1 請(qǐng)求 1INT 、 T0溢出中斷請(qǐng)求 TFO、 T1 溢出中斷和串行口中斷請(qǐng)求 RI 或 TI。 本設(shè)計(jì)采用中斷源 0INT 和 1INT 兩個(gè)。 中斷 電路如圖 311 所示。 根據(jù)圖 311 所示，由 P3口的第二功能可知， 和 分別控制交通燈的緊急情況和特殊情況，當(dāng)按下 端口的按鈕， 口被 送入低電平信號(hào)到單片機(jī)，外部中斷 0發(fā)生相應(yīng)，系統(tǒng)進(jìn)入緊急情況狀態(tài)，當(dāng)中斷倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到原有狀 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 15 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 38 中斷電路圖 態(tài)；當(dāng)按下 端口的按鈕， 口被送入低電平信號(hào)到單片機(jī)，外部中斷 1 發(fā)生相應(yīng)，系統(tǒng)進(jìn)入特殊情況狀態(tài)，當(dāng)中斷倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到原有狀態(tài)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 16 頁(yè) 共 40 頁(yè) 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮 根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā) 清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理； 子程序設(shè)計(jì) 子程序包括顯示子程序和狀態(tài)子程序，分別用于數(shù)碼管顯示和狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 數(shù)碼管顯示 如下圖 41 所示 。 圖 41 顯示燈流程圖 子程序 void display() //數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示 { P0=0xfd； P2=led[temp/