【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器的 8031， EA端必須接地。在編程時(shí)， EA/Vpp腳還需加上 21V的編程電壓 。 MCS51的中斷系統(tǒng)和定時(shí)計(jì)數(shù)器 中斷源 8051單片機(jī)有 5個(gè)中斷源和兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的中斷源可以中斷低優(yōu)先級(jí)的服務(wù)程序，反之不行。 INT0T0INT1T1串口中斷。 8051沒有專門的開中斷和關(guān)中斷的指令，中斷的開放和關(guān)閉是由特殊功能寄存器 IE來實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制的。有個(gè)總開關(guān) EA，然后又有 ES,ET1,EX1,ET0,EX0五個(gè)開關(guān)。為 1表示開，為 0表示關(guān)。 單片機(jī)在復(fù)位后， IE各位的狀態(tài)為 0，所以 CPU處于關(guān)中斷的狀態(tài)。對(duì)于串口來說，其中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后， CPU不能自動(dòng)清除中斷標(biāo)志。用指令來實(shí)現(xiàn)關(guān)中斷。其他中斷源的中斷標(biāo)志在 CPU響應(yīng)中斷后自動(dòng)清除。 中斷優(yōu)先級(jí)由 IP來控制， PS,PT1,PX1,PT0,PX0，置為 1表示高優(yōu)先級(jí)。 T0中斷及其響應(yīng)過程 本文使用實(shí)際例子來介紹 8051定時(shí)器的具體用法： 我們知道 8051有兩個(gè)定時(shí)器：分別為定時(shí)器 0和定時(shí)器 子（定時(shí)器 0）進(jìn)行介紹： 定時(shí) /計(jì)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(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控 制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 工作方式 0是 13位的計(jì)數(shù)器 工作方式 1是 16位的計(jì)數(shù)器 工作方式 2帶有數(shù)據(jù)自動(dòng)重裝的功能，因此，定時(shí)更精確。經(jīng)常用于波特率發(fā)生器。 工作方式 3是將它當(dāng)做兩個(gè) 8位的定時(shí)器來用。主要與另一個(gè)定時(shí)器工作于方式 2時(shí)配套使用。 今天，我就以方式 1說一下，定時(shí)器如何使用 ： 在使用定時(shí)器之前，要先對(duì)定時(shí)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(gè)參數(shù)的： 我們僅僅使用定時(shí)器 0，不使用定時(shí)器 1， 所以， TMOD為 0x01； 即工作方式 1 然后給定時(shí)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(shí)器 0的中斷。 這時(shí)，定時(shí)器是不是已經(jīng)開始定時(shí)了呢 ？ 沒有，這時(shí)，我們需要給它啟動(dòng)起來 ！ TR0=1； 就啟動(dòng)了定時(shí)器。 在 cpu將定時(shí)器 0計(jì)滿的時(shí)候，硬件會(huì)自動(dòng)的將 TCON中的 TF0置于 1，引起 cpu中斷。 但是就會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)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(shí)的準(zhǔn)確。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 輸入輸出接口 P0P3 P0P3口功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu) （ 1） 每個(gè)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(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖。 4個(gè)端口的每一位都可獨(dú)立使用。 （ 2） P0口和 P2口可用于與外部存儲(chǔ)器的連接。這時(shí)， P0作為數(shù)據(jù) /地址分時(shí)復(fù)用端口， P0口先輸出外部存儲(chǔ)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(shí)， P2口輸出外部存儲(chǔ)器的高 8位地址。當(dāng) P0口和 P2口用作數(shù)據(jù) /地址總線時(shí)，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(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0外部輸入） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 寫脈沖） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖） 對(duì)于 8052， P1口的兩個(gè)引腳也有第二種功能： T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2捕捉 /重裝入觸發(fā)） 應(yīng)注意，只有相應(yīng)端口某一位所對(duì)應(yīng)的鎖存器為 1時(shí)，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(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控 制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 8051單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)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(jiǎn)稱晶振 )或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器， 當(dāng)外接晶振后， 就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)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(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來使單 片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。外部振蕩方式的外部電路如下 圖所示 ： 圖 24 內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘 復(fù)位電路 當(dāng) MCS5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果 RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。 上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如下圖所示。圖中電容 C1和電阻 R1對(duì)電源十 5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持 RST一段高電平時(shí)間，湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻 R1，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能。 電路如 圖 25所示 ： 圖 25 自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位 其他器件 數(shù)碼管與交通信號(hào)燈 顯示器是最常用的輸出設(shè)備。特別是發(fā)光二極管（ LED）和液晶顯示器（ LCD），由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜 、接口容易，得到廣泛的應(yīng)用，尤其在單片機(jī)系統(tǒng)中大量使用?，F(xiàn)在簡(jiǎn)單介紹發(fā)光二極管。 發(fā)光顯示器是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)比劃發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。例如，七段顯示器的 a、 b、 c、d、 e、 f導(dǎo)通， g截止，則顯示 0。這種顯示器方式，每一位都需要一個(gè) 8位輸出口控制，所湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控 制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 以占用硬件多，一般用于顯示器位數(shù)較 ?。ê苌伲┑膱?chǎng)合。當(dāng)位數(shù)較多時(shí)，用靜態(tài)顯示所需的 I/O口太多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方法。 所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于每一位顯示器來說，每個(gè)一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的點(diǎn)亮既跟點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也跟點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間的參數(shù)，可實(shí)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(gè) 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(gè) 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(hào)燈的情況，必須把 8255輸 出的信號(hào)進(jìn)行放大 VT為雙向晶閘管，當(dāng)門極為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)門極為低電平時(shí)晶閘管關(guān)斷，該支路指示燈滅 。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 第三章 控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(zhuǎn)（狀態(tài) 2）、左轉(zhuǎn)（狀態(tài) 3）、紅燈（狀態(tài) 4）這四種狀態(tài)（在每個(gè)燈變化時(shí)還有閃爍狀態(tài)，這在軟件中實(shí)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(zhuǎn)：車輛可向前、向右行駛； (狀態(tài) 3)紅燈＋左轉(zhuǎn)：車輛向左行駛；但不能前行； (狀態(tài) 4)紅燈：禁止通行與轉(zhuǎn)彎； 圖 31 十字路口交通示意圖 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控 制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)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(shè)計(jì)了應(yīng)急況處理；在緊急情況下，設(shè)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(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(gè)方向的交通燈數(shù)目為 4個(gè)，分別為： 直行箭頭燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)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(gè)交通狀態(tài)的時(shí)間設(shè)定：假設(shè)路口兩個(gè)交叉道路車 流量相當(dāng)，可以把正常通行下的六個(gè)狀態(tài)時(shí)間設(shè)定為： S1 30秒、 S2 30秒、 S3 20秒、 S4 30秒、 S5 30秒、 S6 20秒。時(shí)間設(shè)定如果需要改變，可以通過鍵盤輸入設(shè)定。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信號(hào)控 制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 系統(tǒng)工作原理 （ 1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間，通過 8051單片機(jī) P1輸入到系統(tǒng)。鍵盤編號(hào)為K1， K2， K3， K4， K5分別連接單片機(jī)的 P1。 0， P1。 1， P1。 2， P1。 3， P1。 4主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，程序就跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理，當(dāng)檢測(cè)到 K2鍵按下的時(shí)候就自動(dòng)返回到主程序。 按緊急預(yù)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(dòng)控制鍵后，進(jìn)行手動(dòng)控制，每按一次，燈會(huì)轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)。按恢復(fù)鍵對(duì)上兩者進(jìn)行恢復(fù)到正常狀態(tài)。鍵盤的按鍵由