【文章內容簡介】 外部程序存儲器指令。顯然，對內部無程序存儲器的 8031， EA端必須接地。在編程時， EA/Vpp腳還需加上 21V的編程電壓 。 MCS51的中斷系統(tǒng)和定時計數(shù)器 中斷源 8051單片機有 5個中斷源和兩個中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級的中斷源可以中斷低優(yōu)先級的服務程序，反之不行。 INT0T0INT1T1串口中斷。 8051沒有專門的開中斷和關中斷的指令，中斷的開放和關閉是由特殊功能寄存器 IE來實現(xiàn)兩級控制的。有個總開關 EA，然后又有 ES,ET1,EX1,ET0,EX0五個開關。為 1表示開，為 0表示關。 單片機在復位后， IE各位的狀態(tài)為 0，所以 CPU處于關中斷的狀態(tài)。對于串口來說，其中斷請求被響應后， CPU不能自動清除中斷標志。用指令來實現(xiàn)關中斷。其他中斷源的中斷標志在 CPU響應中斷后自動清除。 中斷優(yōu)先級由 IP來控制， PS,PT1,PX1,PT0,PX0，置為 1表示高優(yōu)先級。 T0中斷及其響應過程 本文使用實際例子來介紹 8051定時器的具體用法： 我們知道 8051有兩個定時器：分別為定時器 0和定時器 子（定時器 0）進行介紹： 定時 /計數(shù)器 0可以工作在 4中工作方式中： 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控 制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 17 工作方式 0是 13位的計數(shù)器 工作方式 1是 16位的計數(shù)器 工作方式 2帶有數(shù)據(jù)自動重裝的功能，因此，定時更精確。經常用于波特率發(fā)生器。 工作方式 3是將它當做兩個 8位的定時器來用。主要與另一個定時器工作于方式 2時配套使用。 今天，我就以方式 1說一下，定時器如何使用 ： 在使用定時器之前，要先對定時器的工作方式做一下規(guī)定： TMOD寄存器就是專門用來管理這個參數(shù)的： 我們僅僅使用定時器 0，不使用定時器 1， 所以， TMOD為 0x01； 即工作方式 1 然后給定時器賦予初值： TH0和 TL0 賦完初值之后還要將 cpu的中斷允許打開 ： EA=1； ER0=1； 分別是打開總中斷和打開定時器 0的中斷。 這時，定時器是不是已經開始定時了呢 ？ 沒有，這時，我們需要給它啟動起來 ！ TR0=1； 就啟動了定時器。 在 cpu將定時器 0計滿的時候，硬件會自動的將 TCON中的 TF0置于 1，引起 cpu中斷。 但是就會自動跳轉到中斷處理函數(shù)中 。 在中斷函數(shù)中，我們需要重新給 T0賦初值。以確保定時的準確。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 18 輸入輸出接口 P0P3 P0P3口功能和內部結構 （ 1） 每個端口都具有輸入 /輸出功能，可作為通用 I/O口使用。作輸出時數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時數(shù)據(jù)可以緩沖。 4個端口的每一位都可獨立使用。 （ 2） P0口和 P2口可用于與外部存儲器的連接。這時， P0作為數(shù)據(jù) /地址分時復用端口， P0口先輸出外部存儲器的低 8位地址，并在外部鎖存，而后再輸出讀入數(shù)據(jù)。在 16位尋址時， P2口輸出外部存儲器的高 8位地址。當 P0口和 P2口用作數(shù)據(jù) /地址總線時，它們不能再作為通用 I/O口。 （ 3） P3口除作為通用 I/O口外，還有第二種功能。 P3口的第二種功能定義如下： RXD（串行數(shù)據(jù)輸入口） TXD（串行數(shù)據(jù)輸出口） INT0(外部中斷 0） INT1(外部中斷 1） T0（定時器 /計數(shù)器 0外部輸入） T1（定時器 /計數(shù)器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器 寫脈沖） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖） 對于 8052， P1口的兩個引腳也有第二種功能： T2EX（定時 /計數(shù)器 2捕捉 /重裝入觸發(fā)） 應注意，只有相應端口某一位所對應的鎖存器為 1時，才允許第二種功能有效，否則該位將始終為 0。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控 制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 19 時鐘電路和復位電路 時鐘電路 8051單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內部振蕩方式和外部振蕩方式。 在引腳 XTAL1和 XTAL2外接晶體振蕩器 (簡稱晶振 )或陶瓷諧振器，就構成了內部振蕩方式。由于單片機內部有一個高增益反相放大器， 當外接晶振后， 就構成了自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。內部振蕩方式的外部電路如 圖 24所示： 外部振蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內。這種方式適宜用來使單 片機的時鐘與外部信號保持同步。外部振蕩方式的外部電路如下 圖所示 ： 圖 24 內部時鐘和外部時鐘 復位電路 當 MCS5l系列單片機的復位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果 RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。 根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位和上電或開關復位。 上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。常用的上電復位電路如下圖所示。圖中電容 C1和電阻 R1對電源十 5V來說構成微分電路。上電后，保持 RST一段高電平時間，湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 20 由于單片機內的等效電阻的作用，不用圖中電阻 R1，也能達到上電復位的操作功能。 電路如 圖 25所示 ： 圖 25 自動復位和手動復位 其他器件 數(shù)碼管與交通信號燈 顯示器是最常用的輸出設備。特別是發(fā)光二極管（ LED）和液晶顯示器（ LCD），由于結構簡單、價格便宜 、接口容易，得到廣泛的應用，尤其在單片機系統(tǒng)中大量使用。現(xiàn)在簡單介紹發(fā)光二極管。 發(fā)光顯示器是單片機應用產品中常用的廉價輸出設備。它是由若干個發(fā)光二極管組成的，當發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一個比劃發(fā)光，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符。點亮顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是當顯示器顯示某一個字符時，相應的發(fā)光二極管恒定的導通或截止。例如，七段顯示器的 a、 b、 c、d、 e、 f導通， g截止，則顯示 0。這種顯示器方式，每一位都需要一個 8位輸出口控制，所湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控 制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 21 以占用硬件多，一般用于顯示器位數(shù)較 ?。ê苌伲┑膱龊?。當位數(shù)較多時，用靜態(tài)顯示所需的 I/O口太多，一般采用動態(tài)顯示方法。 所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點亮各位顯示器（掃描），對于每一位顯示器來說，每個一段時間點亮一次。顯示器的點亮既跟點亮時的導通電流有關，也跟點亮時間和間隔時間的比例有關。調整電流和時間的參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。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（稱為掃描口），控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8位口。 圖 26 晶閘管與數(shù)碼管示意圖 要使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，當門極為高電平時晶閘管導通，該支路指示燈亮；當門極為低電平時晶閘管關斷，該支路指示燈滅 。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 22 第三章 控制器硬件系統(tǒng)設計 系統(tǒng)硬件設計方案 （ 1） 東西方向或者南北方向的交通燈在通常工作條件中有四種狀態(tài)：前行燈＋人行道（ 狀態(tài) 1）、前行燈＋右轉（狀態(tài) 2）、左轉（狀態(tài) 3）、紅燈（狀態(tài) 4）這四種狀態(tài)（在每個燈變化時還有閃爍狀態(tài)，這在軟件中實現(xiàn)）。 狀態(tài)說明： (狀態(tài) 1)前行燈＋人行道：車輛前行；行人可通過人行道； (狀態(tài) 2)前行燈＋右轉：車輛可向前、向右行駛； (狀態(tài) 3)紅燈＋左轉：車輛向左行駛；但不能前行； (狀態(tài) 4)紅燈：禁止通行與轉彎； 圖 31 十字路口交通示意圖 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控 制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 23 圖 32 交通燈控制線路圖 上面所述 4種狀態(tài)是南北或者東西方向的一條道上的四種狀態(tài)，根據(jù)交通規(guī)則與十字路口的實際情況，可以把南北和東西路口的總控制系統(tǒng)的狀態(tài)分為 6種： S1：南北（狀態(tài) 1） +東西（狀態(tài) 4） S2：南北（狀態(tài) 2） +東西（狀態(tài) 4） S3：南北（狀態(tài) 3） +東西（狀態(tài) 4） S4：南北（狀態(tài) 4） +東西（狀態(tài) 1） S5：南北（狀態(tài) 4） +東西（狀態(tài) 2） S6：南北（狀態(tài) 4） +東西（狀態(tài) 3） 本系統(tǒng)還設計了應急況處理；在緊急情況下，設置交通燈狀態(tài)為： S7：全紅：東南西北所有方向禁止通行。 S8：南北紅、東西綠：南北方向禁行；東西方向通行。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 24 S9：東西紅、南北綠：東西方向禁行；南北方向通行。 所以按照上面所分析的交通規(guī)則方案，可以得出每個方向的交通燈數(shù)目為 4個，分別為： 直行箭頭燈、左轉燈、右轉燈、人行道燈。分別用字母 Z、 L、 R、 M表示 。根據(jù)分析的九種狀態(tài)，可以分析出控制系統(tǒng)的九種工作狀態(tài)的真值表 如表 31： 表 31 狀態(tài)真值表 各個交通狀態(tài)的時間設定：假設路口兩個交叉道路車 流量相當，可以把正常通行下的六個狀態(tài)時間設定為： S1 30秒、 S2 30秒、 S3 20秒、 S4 30秒、 S5 30秒、 S6 20秒。時間設定如果需要改變，可以通過鍵盤輸入設定。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 交通信號控 制系統(tǒng)畢業(yè)設計論文 25 系統(tǒng)工作原理 （ 1）開關鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051單片機 P1輸入到系統(tǒng)。鍵盤編號為K1， K2， K3， K4， K5分別連接單片機的 P1。 0， P1。 1， P1。 2， P1。 3， P1。 4主程序中放了一個按鍵的判斷指令，當有鍵按下的時候，程序就跳轉到按鍵子程序處理，當檢測到 K2鍵按下的時候就自動返回到主程序。 按緊急預案鍵 K5后，先出現(xiàn)全紅狀態(tài)，再按一下該鍵，又出現(xiàn)一方通行狀態(tài)，再按，則另一方通行。如此循環(huán)。 按手動控制鍵后，進行手動控制，每按一次，燈會轉到下一個狀態(tài)。按恢復鍵對上兩者進行恢復到正常狀態(tài)。鍵盤的按鍵由