基于單片機(jī)的交通燈控制器(編輯修改稿)
2025-07-23 17:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)、連線若干。 4．2．1 系統(tǒng)總框圖如下： 4．2．2 交通燈硬件線路圖 4．2．3 系統(tǒng)工作原理 （1）開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò)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(guò)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(guò) 設(shè)置 各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間、通過(guò)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(kāi)始工作。 （5）紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)有車(chē)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(chē)流量檢測(cè)的功能，開(kāi)關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車(chē)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(lái)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T(mén)C 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＝M－T／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T(mén)CLK12MHZ ，經(jīng)過(guò)12分頻 方式0 TMAX＝213 ＊1微秒＝8．192毫秒 方式1 TMAX＝216 ＊1微秒＝65．536毫秒 顯然1秒鐘已經(jīng)超過(guò)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(wèn)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＝M－T／ T計(jì)數(shù) ＝216 －50ms/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(kāi)T0中斷 SEBT TRO ；啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)器 MOV RO, 14H 。軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP: SJMP $ ；等待中斷 （2）中斷服務(wù)子程序 ORG 000BH AJMP BRT0 ORG 00BH BRTO：DJNZ R0，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 RET1 END 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(guò)指令的執(zhí)行條數(shù)來(lái)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 RET DELAY1:MOV R6,0 延時(shí)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(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(lái)擴(kuò)展I/O端口；（2）采用I/O接口新片來(lái)擴(kuò)充。我們用8255并行接口信片來(lái)擴(kuò)展I/O端口。 ： 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為1秒，時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一
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