【文章內(nèi)容簡介】 74LS3734 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)東西、南北兩干道交于一個(gè)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(shí)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2。60S5S80S5S……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…… 表2表2說明： （1）當(dāng)東西方向?yàn)榧t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(shí)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?yàn)榫G燈，此道車輛通行；南北方向?yàn)榧t燈，南北道車輛禁止通過，行人通行。時(shí)間為80秒。 東西方向車流大 通行時(shí)間長。（4）這樣如上表的時(shí)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(dòng)態(tài)設(shè)定紅綠燈初始值。選用設(shè)備8031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(gè)雙向晶閘管若干，7805三端穩(wěn)壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開關(guān)鍵盤、連線若干。4．2．1 系統(tǒng)總框圖如下：系統(tǒng)總框圖4．2．2 交通燈硬件線路圖 4．2．3 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) (2) 由8051單片機(jī)的定時(shí)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(gè)燈的燃亮?xí)r間。 (3)8051通過 設(shè)置 各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過8031設(shè)置，綠、紅時(shí)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） ，為1系統(tǒng)就開始工作。（5）紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)有車輛闖紅燈時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，3S后然后恢復(fù)正常。（6）增加每次綠燈時(shí)間車流量檢測(cè)的功能，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(shí)間重新記入。（7）綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。５．控制器的軟件設(shè)計(jì) 延時(shí)方法可以有兩種一中是利用MCS51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟延時(shí)的方法。 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)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(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。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)器摸值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213 ；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28 計(jì)算公式 T=（M－TC）T計(jì)數(shù) 或TC=MT/T計(jì)數(shù)　T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期TCLK的12倍；TC為定時(shí)初值如單片機(jī)的主脈沖頻率為TCLK12MHZ　，經(jīng)過12分頻方式0　　　　TMAX=213*1微秒＝方式1　　　　TMAX=216*1微秒＝　顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題． 1秒的方法　　我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使T0定時(shí)50毫秒．這樣每當(dāng)T0到50毫秒時(shí)CPU就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)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(jì)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(shí)間顯示程序。(1)主程序　　　　定時(shí)器需定時(shí)50毫秒，故T0工作于方式1。　初值：　　　　TC=MT/ T計(jì)數(shù)?。?1650ms/1us=15536=3CBOH ORG 1000H START: MOV TMOD, 01H 。 令TO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 $　　　　　　　　?。坏却袛啵ǎ玻┲袛喾?wù)子程序　　　　　 ORG O0BH　　　　　 AJMP BRT0　　　　　 ORG 00BH　BRTO:DJNZ RO,NEXT　　　　　　AJMP TIME 。 跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 DJNZ：MOV　RO，14H　；恢復(fù)R0值　　 MOV TH0, 3CH 。重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, BOH　　。 MOV IE,　　　82H 　　　　　　 RET1END 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。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(gè)機(jī)器周期的時(shí)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(shí)間。 具體的延時(shí)程序分析： DELAY:MOV R4,08H 延時(shí)1秒子程序 DE2:LCALL DELAY1 DJNZ R4,DE2 RETDELAY1:MOV R6,0 延時(shí)125ms 子程序 MOV R5,0DE1: 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(shí)間為2ms DELAY1 為一個(gè)雙重循壞 循環(huán)次數(shù)為256*256=65536 所以延時(shí)時(shí)間=65536*2=131072us 約為125us DELAY R4設(shè)置的初值為8 主延時(shí)程序循環(huán)8次，所以125us*8= 1秒 由于單片機(jī)的運(yùn)行速度很快其他的指令執(zhí)行時(shí)間可以忽略不計(jì)。 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 8051并行口的擴(kuò)展 8051雖然有4個(gè)8位I/O端口,但真正能提供借用的只有P1口,因?yàn)镻2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(jì)時(shí)初值、數(shù)碼管的輸出顯示、紅綠黃信號(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。 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。：