【文章內(nèi)容簡介】 ，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)。如 EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)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。 8255芯片簡介 8255可編程并行接口芯片簡介 : 8255可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即 A口、 B口和 C口，對應(yīng)于引腳 PA7～ PA0、 PB7～ PB0 和 PC7～ PC0。其內(nèi)部還有一個控制寄存器，即控 制口。通常 A口、B 口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。 C 口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4 位的端口，每個端口包含一個 4 位鎖存器。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。 8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說明 : 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。其中 C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關(guān)資料。 D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志， 1有效。 D D5： A口方式選擇 0 0 — 方式 0 0 1 — 方式 1 1 — 方式 2 D4： A口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D3： C口高 4位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D2： B口方式選擇 （ 0=方式 0， 1=方式 1） D1： B口功能 （ 1=輸入， 0=輸出） D0： C口低 4位功能 （ 1=輸入， 0=輸出） 8255可編程并行接口芯片工作方式說明 : 方式 0：基本輸入／輸出方式。適用于三個端口中的任何一個。每一個端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 方式 1：選通輸入／輸出方式。這時 A 口或 B 口的 8 位外設(shè) 線用作輸入或輸出， C 口的 4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。 方式 2 ：雙向總線方式。只有 A口具備雙向總線方式， 8位外設(shè)線用作輸入或輸出，徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 8 此時 C口的 5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。 74LS373簡介 74LS373 是一種帶三態(tài)門的 8D鎖存器，其管腳示意圖如 35示： 其中： 1D8D為 8個輸入端。 1Q8Q為 8個輸出端。 LE為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng) LE為“ 1”時，鎖存器輸出 狀態(tài)同輸入狀態(tài)；當(dāng) LE由“ 1”變“ 0”時，數(shù)據(jù) 打入鎖存器 OE為輸出允許端：當(dāng) OE=0時，三態(tài)門打開； 當(dāng) OE=1時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。 圖 35 三態(tài)門鎖存器管腳示意圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 9 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計 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。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們注意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈燃亮?xí)r間為東西、南北兩干道的公共停車時間。設(shè)東西道比南北道的車流量大，指示燈燃亮的方案如表 31。 表 31 指 示燈亮滅方案 表 31 說明： （ 1）當(dāng)東西方向為紅燈，此道車輛禁止通行，東西道行人可通過；南北道為綠燈，此道車輛通過，行人禁止通行。時間為 60 秒。 （ 2）黃燈閃爍 5 秒，警示車輛和行人 紅、綠燈的狀態(tài)即將切換。 （ 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。時間為 80 秒。 東西方向車流大 通行時間長。 （ 4）這樣如上表的時間和紅、綠、黃 出現(xiàn)的順序依次出現(xiàn)這樣行人和車輛就能安全暢通的通行。 （ 5）此表可根據(jù)車流量動態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。 選用設(shè)備 8051 單 片機(jī)一片 選用設(shè)備： 8031 彈片機(jī)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。 圖 41： 60S 5S 80S 5S 東西道 紅燈亮 黃燈亮 綠燈亮 黃燈亮 南北道 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 黃燈亮 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 10 圖 41 系統(tǒng)框圖 (見附錄 2) （ 1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始 時間，通過 8051 單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng) (2) 由 8051 單片機(jī)的定時器每秒鐘通過 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口送信息，由 8255 的 PA 口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由 8255 的 PC 口顯示每個燈的燃亮?xí)r間。 (3)8051 通過 設(shè)置 各個信號等的燃亮?xí)r間、通過 8031 設(shè)置，綠、紅時間分別為 60秒、 80 秒循環(huán)由 8051 的 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 4） 通過 8051 單片機(jī)的 位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng) .牌位 0 就對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。 （ 5）紅燈倒計時時間， 當(dāng)有車輛闖紅燈時 ，啟動蜂鳴器進(jìn)行報警， 3S 后然后恢復(fù)正常。 （ 6）增加每次綠燈時間車流量檢測的功能，并且通過查詢 端口的電平是否為低，開關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量，直到下一次綠燈時間重新記入。 （ 7）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 11 ５控制器的軟件設(shè)計 計數(shù)器初值計算 定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值，這個值是送到 TH和 TL 中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1到全 0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設(shè)定為 C 和計數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計算通式 ： TC=MC 式中， M為計數(shù)器摸值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0時 M為 213 ；在方式1時 M的值為 216；在方式 2和 3為 28 １秒的方法 我們采用在主程序中設(shè)定一個初值為 20的軟件計數(shù)器和使 T0定時 50毫秒．這樣每當(dāng)T0 到 50 毫秒時 CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中， CPU 先使軟件計數(shù)器減１，然后判斷它是否為零。為零表示１秒已到可以返回到輸出時間顯示程序。 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。初值： TC＝ M－ T／ T 計數(shù) ＝ 2１６ － 50ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START:MOV TMOD,01H。 令 T0為定時器方式１ MOV TH0,3CH。裝入定時器初值 MOV TL0,BOH。 MOV IE,82H。開 T0 中斷 SEBT TRO；啟動 T0計數(shù)器 MOV RO,14H。軟件計數(shù)器賦初值 LOOP:SJMP $；等待中斷 （２）中斷服務(wù)子程序 ORG 000BH AGMP BRT0 ORG 00BH BRT0： DJNZ R0， NEXT AJMP TIME 跳轉(zhuǎn)到時間及信號燈顯示子程序 DJNZ： MOV R0，＃ 14H；恢復(fù) R0 值 MOV TH0, 3CH 。重裝入定時器初值 MOV TL0, BOH。 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 12 MOV IE,82H RET1 END 軟件延時 MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8031 單片機(jī)的工作頻率為 6MHZ。機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻的 12倍，所以一個機(jī)器周期的時間為 12*（ 1/6M） =2us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù)， 這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定 1秒的時間。 具體的延時程序分析： DELAY:MOV R4,08H 延時 1秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RET DELAY1:MOV R6,0 延時 125ms 子程序 MOV R5,0 DE1:DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE1 RET MOV RN， DATA 字節(jié)數(shù)數(shù)為 2 機(jī)器周期數(shù)為 1 所以此指令的執(zhí)行時間為 2ms DELAY1 為一個雙重循壞 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(jī)的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。 時間及信號燈的顯示 8051并行口的擴(kuò)展 8051 雖然有 4 個 8 位 I/O 端口 ,但真正能提供借用的只有 P1 口 ,因為 P2 和 P0 口通常用于傳送外部傳送地址和數(shù)據(jù) ,P3 口也有它的第二功能。因此， 8031 通常需要擴(kuò)展。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 8031 的端口是不夠，需要擴(kuò)展。 擴(kuò)展的方法有兩種：（ 1）借用外部 RAM 地址來擴(kuò)展 I/O 端口；（ 2）采用 I/O 接口新片來擴(kuò)充。 我們用 8255 并行接口信片來擴(kuò)展 I/O 端口。 顯示原理 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 13 當(dāng)定時器定時為 1 秒，時程序跳轉(zhuǎn)到時間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時間 ，同時一直顯示信號燈的顏色，這時在返回定時子程序定時一秒，在顯示黃燈的下一個時間，這樣依次把所有的燈色的時間顯示完后在重新給時間計數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。 8255輸出信號與數(shù)碼管的連接 LED 燈的顯示原理 :通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點量而顯示不同的字形如 SP， g,f,e,d,c,b,a 管角上加上７ＦＨ所以 ＳＰ上為０伏，不亮其余為ＴＴＬ高電平，全亮則顯示為８ 采用共陰級連接 : 其中 PC0\PB0a, PC1\PB1b, PC2\PB2c, PC3\PB3d, PC4\PB4e, PC5\PB5f, PC6\PB6g PC7\PB7 SP接地 、 表 51 驅(qū)動代碼表 顯示數(shù)值 dop g f e d c b a 驅(qū)動代碼（ 16 進(jìn)制） 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 0 1 1 0 1 1 0 0 6DH 6 0 1 1 1 1 1 0 0 7DH 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 8255與 8051的連接 ： 用 8051 的 P0 口的 連接 8255 的片選信號 cs 我們用 8031 的地址采用全譯碼方式，當(dāng) =0 時片選有效， 其他無效， 用于選擇 8255端口 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X 0 0 00H 為 8255 的 PA口 1 X X X X X 0 1 01H 為 8255的 PB口 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 14 1 X X X X X 1 0 02H 為 8255的 PC口 1 X X X X X 1 1 03H 為 8255的控制口 由于 8051是分時對 8255 和儲存器進(jìn)行訪問所以 8051的 P0口不會發(fā)生沖突 程序設(shè)計 圖 51 程序設(shè)計流程圖 開始 初始化 等待鍵盤事件 鍵盤事件處理 顯示程序處理 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 15 圖 52 程序流程圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 16 6 結(jié)論 本系統(tǒng)就是充分利用了 8051和 8255芯片的 I/O引 腳 。系統(tǒng) 統(tǒng)采用 MSC51 系列單片機(jī) Intel8051 和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 為中心器件來設(shè)計交通燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過 8031 芯片的 P1 口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能； 紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩 5秒時黃燈閃爍警示（ 交通燈信號通過 PA口輸出 ， 顯示時間直接通過 8255的 PC口 輸出 至雙位數(shù)碼管） ； 車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測