【文章內(nèi)容簡介】 電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部序程存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX @RI指令）時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。 P3口除了作為一般的I/0口線外，更重要的用途是它的第二功能。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。ALE：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。 P3口第二功能端口引腳第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外中斷0）（外中斷1）T0（定時/計數(shù)器0）T1（定時/計數(shù)器1）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲去讀選通）對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（CS）。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的PSEN信號不出現(xiàn)。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。時鐘振蕩器： 外部振蕩電路AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。，這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。 系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實現(xiàn)本設(shè)計要求的具體功能，可以選用AT89S51單片機及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構(gòu)成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設(shè)置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等，以及用1個蜂鳴器進行報警。本系統(tǒng)以單片機為核心，組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由單片機，狀態(tài)燈，LED顯示，按鍵，蜂鳴器組成。 系統(tǒng)上電或手動復(fù)位之后，初始時東西方向亮紅燈，南北方向亮綠燈。然后南北向路口綠燈亮38s后轉(zhuǎn)黃燈亮2s,再轉(zhuǎn)紅燈亮20s。相應(yīng)地東西向紅綠燈工作順序為紅燈亮40s后轉(zhuǎn)綠燈亮18s, 再轉(zhuǎn)黃燈亮2s, 以此進行循環(huán)。如果發(fā)生緊急事件, 則按下按鈕, 此時東西、南北向都亮紅燈。還可以各個方向單獨通行。時鐘采用倒計時方式顯示, 即各燈亮?xí)r, 時鐘為點亮的最大時間, 以后每1s 顯示數(shù)據(jù)減1, 直到減為0 以后指示燈再進行變換。高峰時，各方向通行時間縮短，南北方向30s，東西方向10s。所有的時間設(shè)置都可以根據(jù)車流量實際情況進行調(diào)整?？梢宰詣訖z測違章闖紅燈?？傊驹O(shè)計所實現(xiàn)的功能除了典型的交通燈功能之外，只要功能還有：全部禁行、全部通行、南北方向通行、東西方向通行、高峰控制、警報提示、各方向各時段通行時間自定義、手動復(fù)位等。注：“警報提示”是以一個開關(guān)模擬傳感器發(fā)現(xiàn)闖紅燈時所傳輸?shù)男盘?。?dāng)開關(guān)按下之后，可視為傳感器發(fā)現(xiàn)了闖紅燈的車輛，于是蜂鳴器發(fā)警示音。 硬件電路連接 其他硬件介紹及連接LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。 LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護簡便等優(yōu)點。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。以八段共陰管為例，它有8個發(fā)光二極管(比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示sP，即點)，每個發(fā)光二極管的陰極連在一起。這樣，一個LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，本文主要討論共陰八段LED數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。 LED數(shù)碼管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)光二極管是否點亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示為８。采用共陰極連接: 驅(qū)動代碼表顯示數(shù)值a b c d e f g dop 驅(qū)動代碼（16進制）0　1 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H 相應(yīng)在程序軟件上，可以通過調(diào)用程序給定的秒值經(jīng)過特定計算算出需要顯示的個位和十位，然后用DPTR調(diào)取LEDMAP的代碼。（1）發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計的特點，紅綠燈的顯示不可少，紅綠燈的顯示采用普通的發(fā)光二極管。每個方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。如果東西紅燈亮，那南北方向就是綠燈亮，反之亦然，所以在硬件上連接圖上也是對稱分布的。在本設(shè)計中，實際控制的燈只有6個，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈,其中均是低電平有效。共有4鐘狀態(tài)：東西紅燈亮，南北綠燈亮（11011101/DDH）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（10111101/BDH）；東西綠燈亮，南北紅燈亮（11101101/EDH）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（11100111/E7H）。 信號燈的連接,,。在用于顯示發(fā)光二極管時，直接由MOV指令將十六進制碼送入P1口。剛才的4個狀態(tài)是依次變換的，這就要涉及到狀態(tài)的判斷和銜接了。先把P1端口的值與所有的4個狀態(tài)碼比較，若相同則判斷成功當(dāng)前狀態(tài)，再把下一狀態(tài)的狀態(tài)碼送顯P1即可。（2）蜂鳴器本設(shè)計采用一般蜂鳴器，蜂鳴器使用PNP三極管進行驅(qū)動控制，當(dāng)連接到單片機上的引腳輸出為低電平，PNP導(dǎo)通，蜂鳴器蜂鳴；當(dāng)連接到單片機上的引腳輸出高電平時，PNP截止，蜂鳴器停止蜂鳴。 蜂鳴器連接緊停按鍵和違規(guī)信號傳感器連接到外部中斷引腳INT1，則進入該中斷，啟動蜂鳴。并且等待恢復(fù)鍵F鍵按下，然后關(guān)閉蜂鳴返回。（3） 電源電路設(shè)計由于單片機工作時需要的+5V電壓,所以在設(shè)計電源電路時,需要一個電子元件能提供+5V電壓,由于7805能夠提供5V電壓的三端穩(wěn)壓電源,在實際的電路控制中應(yīng)用其作為電源電路較為廣泛,在普通的電子元器件商場都有銷售易于購買,二腳為公共接地端,三腳即為我們所需要的+,即在7805的1腳和公共接地端(即2腳),在公共接地端和三腳+. +5V電源電路 本章小結(jié)本章主要敘述了控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計過程。首先，對本系統(tǒng)硬件部分先進行了總體概述并選擇出單片機型號，除單片機的最小系統(tǒng)外，將其它需設(shè)計的電路歸為輸入與輸出通道的設(shè)計。在其他硬件方面也做了相關(guān)闡述。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)功能要求交通管理方案：南北、東西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間為南北、東西兩干道的公共停車時間。設(shè)南北道比東西道的車流量大。十字路口的東西向、南北向各有一組紅綠燈和一個時鐘系統(tǒng), 時鐘系統(tǒng)由兩個LED 組成, 用于顯示紅綠燈的時間, 具體要求如下:1 初始時東西方向亮紅燈,南北方向亮綠燈。2 然后南北向路口綠燈亮38s后轉(zhuǎn)黃燈亮2s,再轉(zhuǎn)紅燈亮20s。3 相應(yīng)地東西向紅綠燈工作順序為紅燈亮40s后轉(zhuǎn)綠燈亮18s, 再轉(zhuǎn)黃燈亮2s, 以此進行循環(huán)。4 如果發(fā)生緊急事件, 則按下按鈕, 此時東西、南北向都亮紅燈。還可以各個方向單獨通行。5 時鐘采用倒計時方式顯示, 即各燈亮?xí)r, 時鐘為點亮的最大時間, 以后每1s 顯示數(shù)據(jù)減1, 直到減為0 以后指示燈再進行變換。6 高峰時，各方向通行時間縮短，南北方向30s，東西方向10s。7 所有的時間設(shè)置都可以根據(jù)車流量實際情況進行調(diào)整。8 可以自動檢測違章闖紅燈?？傊?，本設(shè)計所實現(xiàn)的功能除了典型的交通燈功能之外，只要功能還有：全部禁行、全部通行、南北方向通行、東西方向通行、高峰控制、警報提示、各方向各時段通行時間自定義、手動復(fù)位等。注：“警報提示”是以一個開關(guān)模擬傳感器發(fā)現(xiàn)闖紅燈時所傳輸?shù)男盘?。首先是按鍵處理程序，AT89C51通過對IO掃描，確定是否有鍵按下，再判斷具體是那個鍵按下，根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到按鍵處理程序。 定時器原理定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加1直至減完為模值，這個初值是送到TH和TL中的。它是以加法記數(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，即所要求的計數(shù)值設(shè)定為C，把計數(shù)初值設(shè)定為T